出租车计价器开题报告

沈阳工业大学

本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计题目：基于单片机出租车计价器的设计

学院：信息科学与工程学院

专业班级：测控技术与仪器0702班

学生姓名：魏培培

指导教师：桑海峰

2010年03月30 日

基于单片机出租车计价器设计

一、课题研究的目的和意义

近年来，我国城市发展日新月异，交通工具也越来越多样化，我国出租汽车行业因而迅猛发展，出租汽车已经成为我国城市公共交通的重要组成部分和现代化城市必备的基础设施，成为人们工作、生活中不可缺少的交通工具。出租汽车必须安装出租汽车计价器才能投入营运，因此出租汽车服务行业和出租汽车计价器紧密相关，出租车计价器也就随着出租车行业的发展而日益完善。

出租汽车计价器是一种能根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价，并直接显示车费值的计量器具。计价器是出租汽车的经营者和乘坐出租汽车的消费者之间用于公平贸易结算的工具，因而计价器计价精准与否，直接关系到经营者和消费者的经济利益。为了保护营运者和乘客的经济利益,世界上的多数国家都对作为贸易结算用的出租汽车计价器进行强制管理[1]。依据国家有关法律、法规，出租汽车计价器是列入国家首批强制检定的工作计量器具之一，也是近年来国家质量技术监督部门强化管理的六类重点计量器具之一。

出租车行业是初到这个城市的人们看这个城市的第一扇窗，它已成为衡量这个城市是否具备国际大都市的现代标准和心理标准的标志之一。出租汽车计价器是出租汽车营运者与乘客之间进行贸易结算的计量器具,不仅有市场上“秤”的重要作用,而且通过这杆“秤”还透视出这个城市的技术水准和道德水准；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。

二、课题研究的主要任务和预期目标

1．主要任务及要求

本毕业设计的主要任务是设计一个基于单片机的出租车计价器的设计，出租车计价器是以单片机核心，配相应的外围电路和功能软件，能实现单价、里程、等待时间、金额的显示。它由硬件部分和软件部分组成，硬件是系统的基础，软件则是在硬件的基础上，对其合理的调配和使用，从而完成出租车计价器的基本功能[2]。

1)了解出租车计价器的一般功能

2)确定功能参数范围

3)采用单片机[3]MCS51及相应器件完成硬件设计

4)完成相应软件设计

5)提交整个系统硬件原理设计，控制软件设计

2．预期目标

1)计价器可现实单价、里程、总金额、等待时间、时钟的显示、打印输出。

2)单价种类分为白天和晚上两种，根据时钟判断。

三、设计方案

1．设计思想

出租车计价器的设计主要分为两大部分：硬件电路设计和软件结构的设计。

出租车计价器的硬件电路由键盘控制电路、速度传感电路、空车等电路、时钟电路、存储电路和电源电路等部分构成，如图1[3][4]。

如图1.硬件框图

各电路主要任务：

1)键盘控制电路：单价、里程和金额、里程的分屏显示控制等[5]。

2)单片机电路：检测空车灯信号和速度传感电路的脉冲信号，进行里程计

算等[6][7]。

3)里程传感电路：利用霍尔传感器[8][9]获得车轮转动即路程计量信号，

送入单片机，供里程计算。

4)时钟电路：显示时间，作为白天/晚上单价的自动转换[6]。

5)存储电路：电源断开时，存储当前信息[6]。

6)串口显示电路：显示单价、路程、金额、等待时间、时钟[6]。

7)打印输出：打印票据[6]。

8)电源电路功能：为系统提供电源，保证系统能够正常工作。

出租车计价器软件设计部分可分为：主程序控制程序、金额计算子程序。

图2.主程序流程图：

如图2.主程序流程图

如图2所示，数据芯片初始化包括各个芯片的复位、定时计数器的参数设置、起步价设置（默认3公里内为起步价8元）、白天夜晚里程单价和等待单价的设置（自定义设置白天里程单价和等待单价为1元/公里、1元/分钟，夜晚分别为2元/公里、2元/分钟）、时钟的启动等。初始化完毕以后，开始根据空车灯按键判断是否有乘客，如果没有，则显示时间。如果有乘客，则根据时钟判断是白天还是晚上，默认是白天单价（自定义6：00点-21：00为白天模式），如果是白天则启动计价器计价；如果是晚上则，单价转为夜晚模式，再启动计价器计价。启动计价器后，将金额、里程送数

码管显示[10]。然后判断乘客是否下车，如果下车，则打印票据[11]，芯片再次初始化；如果没下车，循环回到金额计算。

图3.金额计算流程图

图3.金额计算流程图

如图3所示，金额计算程序首先判断租车速度是否超过15公里/小时[12][13]，没超过则判断为出租车在等待红灯，启动定时器，定时器自定义设置为3min，如果等待时间超过3min，则金额+1/+2（根据主程序判断出是白天模式还是夜晚模式来断定），再次判断车速是否超过15公里/小时，之后同上，如果等待时间没有超过3min超过则再次判断车速是否超过15公里/小时，之后同上；如果车速超过15公里/小时，判定为出租车在行驶，判断行驶公里数是否超过3公里，没超过，则返回主程序；超过则金额+1/+2（根据主程序判断出是白天模式还是夜晚模式来断定），然后返回主程序。

2．方案论证

方案一：采用数字电路控制。分为里程计数单元、单价输入单元、计时单元、计算单元、显示单元，全部由基本逻辑门和器件完成[14]。

方案二：采用AT89C51单片机为核心，利用它丰富的管脚及功能，以霍尔传感器为出租车速度检测元件，结合外围电路，来完成出租车计价器的基本功能[8]。

经比较，方案二既可满足课程设计的基本要求又能充分发挥其优势，电路简单，易控制，性价比高，所以采用方案二方案。

3.设计中要解决的主要问题和措施

本设计中要解决的主要问题在于车速信号的采集，设计中采用的是霍尔传感器A44E，这个传感器属于开关型霍尔传感器件，其工作电压乏味比较宽，符合TTL电平标准，可以直接接到单片机的I/O端口上，最高检测频率可以达到1MHZ，就可以解决了车速信号采集的问题。

四、课题进度安排

1、第一周：了解题目内容，查阅资料

2、第二周：查阅资料，翻译外文文献

3、第三周：文献综述

4、第四周：写开题报告

5、第五周：硬件方案论证

6、第六周：主要功能电路设计

7、第七周：电路原理分析参数计算

8、第八周：部分电路仿真