单片机课程设计 出租车计价器

摘要

出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是很必要的。而采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试。而采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。本设计的是一个基于单片机AT89S52的出租车自动计费设计,附有复位电路,时钟电路,键盘电路等。复位电路是单片机的初始化操作,除了正常的初始化外,为摆脱困境,通过复位电路可以重新开始。时钟电路采用12MHz的晶振,作为系统的时钟源,具有较高的准确性。

在上电时LED数码管显示最初的起步价，里程收费，等待时间收费三种收费。按暂停键，计价器可暂停计价，按查询键，在LED数码管上可以显示运行时等待的时间。通过计算可以得出总共的费用和总的路程。在这里主要是以AT89S52

单片机为核心控制器，P0口、P2 口接两片四合一数码管，P1口接按键，通过按键输入。

关键词：单片机 AT89S52；LED数码管；出租车计费器；

目录

1 概述 (1)

1.1 课题简介 (1)

1.2 功能要求 (1)

2 系统总体方案及硬件设计 (2)

2.1 系统工作原理及总体方案 (2)

2.2 单片机最小系统单元 (3)

2.3 霍尔传感器检测单元 (3)

2.4 键盘调整单元 (5)

2.5 显示单元 (5)

3 软件设计 (7)

3.1系统主程序 (7)

3.2 按键扫描程序 (8)

3.3 中断程序 (9)

3.4 计算程序 (10)

3.5 显示程序 (10)

4 实验仿真 (12)

4.1 Proteus介绍 (12)

4.2 调试与测试 (12)

4.3 里程计价测试 (12)

5 课程设计体会 (14)

参考文献 (15)

附1：系统原理图 (16)

附2：源程序代码 (16)

1 概述

1.1 课题简介

出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是很必要的。为此，我们采用单片机系统设计了一款符合大众化的计费系统。

本方案以At89s52单片机为中心、配合LED数码管，实现对出租车计价统计。本方案可以实现：

1. 系统接收里程传感器的脉冲输入，并对脉冲进行计数，继而转换为里程。

2. 采用现行出租车的计价系统的计算方法，并对行驶里程进行计费，提供友好的用户界面，并具有发光二极管指示操作状态功能。

1.2 功能要求

利用AT89s52单片机配合LED数码管，实现基本的出租车计价功能，具体设计规格如下：

1. 用前4位数码管实时显示里程数，单位为公里，最后一位为小数位；用后4位数码管时时显示金额数，单位为元，最后一位为小数位。

2. 规定出租车单程价格为2元/公里，往返则价格为1.5元/公里；单程/往返分别由“单程”按键和“往返”按键设定。

3. 车速＜5公里/小时的时间累积为总等待时间T（分钟），每5分钟等待时间相当于里程数增加1公里。

4. 起步公里数为3公里，价格为5元；若实际运行大于3公里，按“设计任务2”计算价格。

5. 到达目的地后，按“暂停”键，计价器可暂停计价。

6. 按“清除”键，计价器能将记录数据（里程、等待时间与价格等）自动清0。

7. 按“查询”键，能自动显示总等待时间T，再按下该键回到显示里程数、金额状态。

8. 扩展：空车指示、语音提示、信息存储等

2 系统总体方案及硬件设计

2.1 系统工作原理及总体方案

出租车计价器用于记录里程、等待时间、是否往返、起步公里数与价格的关系，它能有效地避免司机与乘客间的矛盾，保障双方的利益。出租车行驶总路程可以通过车轮的周长乘车轮旋转圈数得到。即可计算得到车轮旋转几周出租车能行驶一公里的路程。因此，使用霍尔传感器的目的就是方便地计量车轮旋转的圈数。可在车轮转盘上粘一个小磁钢，当转轮转动时，霍尔传感器检测到磁场及其变化，产生脉冲信号。输出的脉冲信号被接入到AT89S52单片机系统中，通过计算接收到的脉冲个数，计算出当前所行驶的路程。同时，根据不同的收费标准，选择相应的起步价、单价等收费标准进行计算。再配置上键盘和数码显示，通过键盘能够实现启动、暂停计价器、切换显示当前的行驶里程和需支付的车费。

通过分析，需要实现四个主要的功能模块，分别为脉冲计数模块、定时器计时模块、按键的处理以及数码管动态扫描等功能。

定时器计时模块主要完成途中等待（即没有脉冲来时）30秒的计时。在启动键按下后，定时器就不停的计时，只要有脉冲来就将计时的值清除为零。如果没有脉冲来，当计时超过30秒时，相应的总金额要按照收费标准计价。

中断的管理：尽管中断有嵌套以及优先级的功能，但是由于定时器已经使用一个了中断资源，脉冲检测不宜再采用中断方式，而是采用查询方式。由于需要不停的要清除30秒的计时，因此，脉冲的计数不采用定时器的计数方式。

启动键触发定时器开始工作，而定时器的运行可以作为脉冲计数的标志，只要定时器计时在运行，每来一个中断都应该计数。

主程序完成键盘的扫描和按键的处理，查询脉冲产生的中断，并完成脉冲的计数。若每个脉冲代表1米，则当计数到1000时表示1千米的距离，相应的总金额要按照收费标准计价。

采用MCS51系列单片机AT89S51作为主控制器，外围电路器件包括数码管、独立式键盘、复位电路等。

模拟出租车计价器能根据总里程数、总等待时间长短、是否往返、起步公里数的情况作出相应报价等。当然实际的出租车计价器还具有打印票据，显示是否空车等功能。总体模块如图2.1所示。