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1、出租车计价器的简单设计方案李诺薇，高继梅（ 郑州交通职业学院 信息工程系 郑州 450062）摘要：出租车是城市中的主要交通工具之一，合理的解决出租车的交通管理问题是解决城市交通管理问题的重要方面。本设计以8051 单片机为中心、附加A44E 霍尔传感器测距，实现对出租车计价统计,采用AT24C02 实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息，输出采用8 段数码管显示。本设计的计价器不但能实现基本的计价，而且在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。关键字：单片机 出租车计价器 存储器1 引言1.1展望计价器的发展前景出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着出租车的产生，计价
2、器也就应运而生。但当时在全国还没有一家企业能够生产，因此早期的计价器是由台湾引进的。台湾是计价器的主要生产场地，目前全世界的计价器中有90%为台湾所生产。现今我国生产计价器的企业有上百家，重庆市有两家企业在生产。但由于技术原因，大部分厂家的产品都不能达标。因此生产厂家主要还是集中在北京、上海、沈阳和广州。我国第一家生产计价器的企业是重庆市起重机厂，最早的计价器全部采用机械齿轮结构，只能完成简单的计程功能，可以说，早期的计价器就是个里程表。随着科学技术的发展，产生了第二代计价器。它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式，实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还可完成计价的工作。大规模集成电路的
3、发展又产生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。它的功能也在不断完善，当单片机出现并应用于计价器后，现代出租车计价器的模型也就基本具备了，它可以完成计程、计价、显示等基本工作。单片机以及外围芯片的不断发展促进了计价器的发展,出租车计价器在最初使用时具备的主要功能是根据行驶里程计价，要求精度高，可靠性好。随着电子技术的发展以及对计价器的不断改进和完善，便产生了诸多的附加功能。例如:(1)LED显示功能，数码管的使用让计价器实现多屏显示的功能，可同时显示各项营运数据，使乘客一目了然;(2)永久时钟功能，在非营运状态下，日历时钟芯片的使用使计价器可以显示永久时钟;(3)存储功能，可存储多项营运数据
4、，便于查询。新型数据存储器的应用时的计价器的营运数据在掉电情况下还可以保存10年；(4)语音功能，实现语音报价。2 总体设计结构分析若要对现有的出租车计价器进行设计，首先必须了解出租车的工作原理，其次要熟悉现有计价器的硬件及软件结构。在本章中，首先阐述了出租车计价器的工作原理和操作过程，其次简单论述了计价器的硬件及软件的基本结构。2.1计价器设计的工作原理出租车计价器是记录出租车行驶里程并将里程折合为金额计算的仪表。它的工作原理可以用以下公式进行描述: 假如图示为一出租车车轮，以角速度转动，在某段营运时间围内计量的圈数和金额为:1. N=(-)/2N: 圈数 : 营运起始时间 : 营运终止时间
5、2. S=NCS:行驶里程 C:车轮周长3. =(S-)P: 车资 P: 单价 : 起租里程4. A=+(1/2)Pt + t+(S-) T =+ (1/2) t+(S-) T ：起租金额 t: 等候时间 : 白天单价 : 晚上单价A: 总金额由公式1计算行驶的圈数，由公式2可以计算出出租车的行驶里程，公式3计算的是由行驶里程而产生的车资，公式4表明总的金额等于三部分之和，一是起租金额，二是由等候时间换算出的金额，三是车资，而在车资计算中所取的单价根据不同的时间段取不同的单价。2.2出租车计价流程出租车计价的操作流程如下:翻下空车牌是等时吗？计 时到加价时间吗？加 价计里程 到加价距离吗？加
6、价结 帐乘客下车结账吗？到起租里程吗？NNNNYYYYNY乘客上车空车牌翻上2.3设计方案利用单片机丰富的IO端口，实现控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。其原理框图如下：面板控制8051单片机总金额显 示单 价显 示串口显示驱动电路里程计算单元单片机控制方案采用单片机实现信号的输入、处理与输出不仅可以简化硬件电路，降低硬件成本，提高系统可靠性，车费的计算方式可通过程序改变，使系统更具有灵活性和通用性。另外，由于单片机系统可以方便利的实现信息加密和各种扩展功能，单片机方案有很大的活动空间，而且还可以方便的对系统进行升级，因此我们采用后一种方案，本设计将以单片机系统为核
7、心，设计一个出租车计价器。2.4硬件系统结构分析以单片机为核心的出租车计价器的总体框图如下，其工作过程简述如如下： PROM操作面板圈脉冲电路单片机子系统数码管显示（a） 里程传感器安装在车轮上，车轮每转一圈一个脉冲，经圈脉冲电路处理后送入到单片机子系统，作为车辆行驶信号。（b） 操作面板中“空车”牌翻下，指示单片机系统对行程和误时时间进行累计。（c） 单片机系统将行程和误时时间按一定的规律换算为车费信息，并通过数码管显示。（d） 停车后将操作面板中“空车”牌翻起，指示单片机系统停止计价，显示器显示北京时间。（e） 圈脉冲输入电路：圈脉冲输入电路产生与里程相关的脉冲信号，并送入单片机进行处理。
8、（f） 单片机子系统是计价器的核心，计价器的所有功能都是在单片机子系统的控制下完成的。2.5软件系统结构设计由硬件结构框图设计软件，该软件分为五大部分，分别为主程序，空车牌中断程序，脉冲中断程序，键盘中断程序，显示程序。其框图如下： 空车牌中断程序脉冲中断程序键盘中断程序主程序显示程序键中断秒中断在主程序当中完成对几个中断的设置工作，同时对数据存储器进行初始化，预置部分常用数据。 在空车牌中断程序当中，主要完成对行车状态的判断，而判断的依据就是空车牌电路输出端的电平。在脉冲中断程序当中，完成计程及计价工作。若是空车状态，只需完成对空程行驶里程的计程;若为重车状态，应同时完成计程及计价工作。在键
9、盘中断程序当中，主要完成各种按键功能，如:数据的设置，结帐功能。2.5计价器原理图：3结 束 语本文围绕现有的出租车计价器，从它的硬件以及软件方面做了深入细致的分析，具体工作如下:1.出租车计价器虽然体积小，但它却要具备多项功能，我们通过对硬件电路及软件程序的分析，充分了解了所设计计价器的各项功能的实现原理。2. 由于计价器的工作环境恶劣，因此各项功能的实现必须可靠。但在实际运行中，它难免会出现问题。3. 在出租车计价器软件基础上，为满足客户要求做了多种改动方案。出租车计价在不同的地方有不同的方式，例如:起租里程不同，加价距离不同，等候时间不同等等。因此不可能设计一个统一的软件模式运行，而是根
10、据客户不同需求在程序上进行不同的改选 ，我们在对软件分析之上，成功地进行了多种计价方案的改进，满足了客户需求。由于时间关系，还有一些问题尚待改进，显示技术的改进，目前采用的显示电路为LED数码管，由于显示方案采用轮流显示，因此数码管会出现闪烁现象。若能采用LCD液晶显示技术，就可克服上述缺点，但成本还有待降低。计价器的设计还不够人性化，比如加上语音的提示功能，可能会更有生命力。参考文献1.李刚，林凌.与8051兼容的高性能、高速单片机-C8051Cxxx.北京：北京航空航天大学出版社.2002（5）2.张家良，董秀莲. 单片机控制系统的设计与调试方法. 现代电子技术. 2002年第9期，4-7
11、3. 臧春华. 电子线路设计与应用 . 高等教育出版社. 2004年6月4. 何小艇. 电子系统设计. 浙江大学出版社. 2000年5月作者简介：李诺薇（1982-），女（汉），河南周口人，郑州交通学院信息工程系教师，主要的研究方向：多媒体通信与信息系统。高继梅（1984-），女（汉），河南信阳人，郑州交通学院信息工程系教师，主要的研究方向：信息技术教育、计算机多媒体技术。Abstrat：A taxi is the city one of the main traffic tools, reasonable solve taxi traffic management problem is to
12、 solve the urban traffic management of the important aspects. This design with 8051 single chip microcomputer as the center, additional A44E hall sensor ranging, realize the taxi valuation statistics, using AT24C02 realize in the system power down time save unit price and system information such as time, the output with 8 period of digital tube display. This design not only can realize the meter basic valuation, and in the valuation is also can be used as the clock for the driver comrades provides the convenience.
