出租车计价器方案设计

出租车计费系统，其功能分为两个方面，出租车计价器采用at24c02存储芯片、LCD1602液晶显示等设计而成。3公里内为起步价，3公里以外为每公里多少钱，白天默认是1.8元，晚上默认是2.2元，这个价格用户可以设定，等待3分钟以内不计价，3分钟以外每分钟多少元，白天默认是0.5元，晚上默认是1元，这个价格用户可以设定。能进行白天/晚上转换、途中等待时间和单价、总金额等所有数据输出采用LCD1602显示。

一、出租车计价器硬件电路设计

（1）晶振电路。单片机工作的时候有着严格的时序要求，先取一条指令，然后在译码器中进行译码，接着进行微操作，后再重复这样一个过程。指令一条一条的被执行，这些都需要节拍与之相配合，而晶振电路正是产生节拍的电路。一般来说，单片机内部都整合有晶振电路，也叫晶体振荡器，晶振电路对于单片机而言不可或缺，它提供的单片机正常工作时的节拍，产生时钟信号，单片机执行指令的时候，就是根据节拍进行的，我们选的晶振频率很高，则单片机运行速度也会越快，这对于控制系统而言是很重要的。

（2）复位电路。复位指的是回到初始状态，复位是单片机系统正常工作的前提，RESET引脚是52单片机专用的复位引脚。将该引脚接高电平并让之持续两个机器周期，单片机的内部进入复位状态，且一直保持复位状态，直到RESET引脚上面的电平变为低电平。一般而言，可以采用上电复位或者是手动复位作为单片机的复位方式，上电复位指的是单面机刚启动的时候就复位，效率较高，复位完成以后程序从首地址单元开始执行。

（3）霍尔传感器原理。本次设计信号的捕获采用的是霍尔传感器。其在工作过程中，需要利用到固定在电感线圈中的霍尔器件，利用此元件进行信号检测。在检测过程中，有金属物体进入时，由于受到电磁感应作用下磁场强度产生明显波动，这样霍尔器件将此波动信号转换为电压信号，之后通过单片机来对信号做出判断，给出结果。由于磁场的周期性，对应的电压信号也表现出一定周期性。这样需要波峰检测将其峰值检测出，接着转换处理后将对应的信息送入单片机。这样就可以通过电压值的变化确定出是否存在金属。根据电磁学知识，在传感器线圈通以正弦交变电流I1时，在电磁感应作用下线圈附近会产生一定强度的正弦交变磁场H1，并进而引发金属导体中感应电涡流I2，后者会导致出现交变磁场H2。两磁场的方向不一致，且促使传感器线圈的等效阻抗出现同样的变化。

（4）AT24C02的设计。本系统利用AT24C02进行存储设定的价格费用，保证掉电也能恢复。作为Atmel公司（美国）推出的一款CMOS型低功耗E2PROM的AT24C02，其存储空间为256×8位，基本特征主要表现在体积小、数据难丢失、抗干扰能力强、10ms以内的写入速度、10000次以上的擦写次数、2.5～5.5V的宽工作电压等方面。这种串行设备并未将过多的I/O线及资源占用，主要是通过I2C总线式来读写数据，还能对在线编程提供支持，可以实时、便捷的取存数据。且片内地址寄存器被设计在AT24C02内，只要1个数据字节被读出或写进，片内地址寄存器将自行增1，以便读写下个存储单元，全部采用单一操作方式来对全部字节进行读取。从总写入时间节约角度来看，一次操作能将最高8字节数据写入其中。

（5）液晶显示电路。本装置所采用的显示模块是市面上常见的1602液晶显示器，其用于显示费用和时间。1602液晶显示器价格适中代码丰富，并且可以直接移植到本系统的设计中。1602液晶显示器可以用来显示一些常见的字符，阿拉伯数字等简单的文字，但是目前还不能显示中文。1602液晶显示器内部主要是由点阵构成，有背光和无背光的区别，但一般情况下不会影响显示的内容，1602液晶显示器具有一个明显的优点，那就是在显示数据的时候稳定性非常好，这对用户识别显示器上的信息来说意义重大。

LCD的1、2脚为供电引脚，15和16是一个常高引脚和常低引脚，分别连接到电源正负，引脚3就是之前介绍的背景自动调节引脚，通过改变电阻R1和R2的比值来改变背景亮度，适应不同的显示环境。RS、R/E、EN引脚用来实现与单片机之间的读写操作，DB0-DB7是数据传送IO口，就是单片机实现对DDRAM进行控制桥梁，在合适的读写时序下，单片机通过DB0-DB7液晶模块的CGRAM以及DDRAM读取和写入两种操作。在本系统中，1602液晶显示器的电路连接非常简单，可以将液晶显示器的数据接口直接连在单片机的输入输出接口上。RS引脚是数据命令引脚，主要对液晶的数据是读还是写进行控制，RW为数据位的缓存端口，这个端口用来控制显示数据的内容，以及显示的命令行字符，DB0到DB8为数据传输端口，和单片机的IO引脚可以直接连接。

二、出租车计价器软件设计

系统的软件设计思路：在工作开始进行的时候先初始化处理。初始化的内容主要包括：传感器初始化，单片机的复位。接着由软件实现对单片机的按键电路实行扫描，确定设定的价格车费值。根据系统设定的车轮的直径，通过计算一圈的周长，测距采用霍尔传感器感应进行测量。通过按键可以调整起步价，里程收费，等待收费。通过按键模拟出租车的开始计费，等待，结束计费。在1602液晶上显示里程数、等待时间，在结束计费时显示白天与晚上的总费用。系统采用单片机C语言编程，使用KEIL4编程平台。

总结

最终，我们设计实现出来出租车计费系统，现阶段它所能实现的是：（1）显示出租车行驶路程；（2）显示出租车行驶速度；（3）显示出租车实时的计费价格；（4）显示乘客等待的时间。这四点仅仅是一个初始阶段的实现，后续希望加入更多更完善的功能，以提高系统的稳定性和智能性。

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