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1、出租车自动计费EDA设计摘要出租车是城市中的主要交通工具之一,随着出租车行业的发展,对于出租车计算器的要求越来越高,最近几年出租车行业发展迅速,在全国有几千家出租车公司,因此出租车计费器的市场是庞大的。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。根据交通需求理论,对出租车实行不同区域不同的计价标准,将城市中心地区价格上浮,在远离城市的中心地区价格下浮,通过经济杠杆的作用来调节人们的出行方式,达到抑制出租车在城市中心地区的数量的目的,从而解决交通拥挤的状况,而油价对其的影响,是使各城市都推出了运价油价联动机制,所以出租车计费器计价标准的灵活设定成为未来计费器不可缺少的一部分。
2、现在的计费器都没有把灵活设定计价标准的功能加入其中,可靠统计每台计费器更换标准及调试所需时间为1小时。现在计费器大多数以单片机为平台的,但是单片机程序是不通用的,不同的片有不同的指令集,因此设计研发比较困难。而FPGA等数字可编程器件的出现彻底解决了这个问题,而且性能更稳定、设计更灵活、能实现较复杂的功能,运用EDA软件方便的在电脑上实现设计与仿真。关键词：单片机;出租车计价器;存储器 / AbstractTaxis are the main transportation of city, with the taxi industry development, the calculator f
3、or taxis are increasingly demanding, in recent years, the rapid development in a country has thousands of taxi company, therefore, the market is huge taxi devices. Reasonable solution to the problems is the taxi transportation management to solve problems of the urban traffic management is an import
4、ant aspect. According to the theory of traffic demand of different regions, different taxi valuation standard, the city center area in the city price increases, the central region, the price if the role through economic lever to adjust the people of transportation, suppressing a taxi in the city cen
5、ter area of purpose, thus solving the amount of traffic condition, and the oil, and all the cities are introduced, so the freight prices linkage mechanism of flexible taxi devices valuation standard setting become an indispensable part of the devices. Now the devices are not flexible Settings of sta
6、ndard pricing, reliable function of statistics each replacement of standard and debugging devices needed time for 1 hour. Now most devices with microcontroller as the platform, but the microcontroller program is not common, different pieces have different set of instructions, thus design more diffic
7、ult. But the FPGA digital programmable device appeared thoroughly solved the problem, but also more stable performance, and design more flexible and can realize more complex function, using EDA software is convenient in computer simulation of design and realization.Keywords：singlechip taximetersmemo
8、rizer目录绪论11系统工作原理21.1 功能说明21.2基本原理22 设计42.1 单片机最小系统单元42.2 A44E霍尔传感器检测单元52.3 AT24C01存储单元62.4 键盘调整单元72.5 显示单元83 软件设计93.1 系统主程序93.2 中断程序103.2.1 里程计数中断程序103.2.2 中途等待中断程序103.3 计算程序103.4 显示程序113.5 键盘程序114 结论12参考文献13致14附录A 源程序15附录B 系统原理图27绪论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
9、计价器是由引进的。是计价器的主要生产场地,目前全世界的计价器中有90%为所生产。现今我国生产计价器的企业有上百家,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、和。我国第一家生产计价器的企业是市起重机厂,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
10、,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。本设计采用AT89S52单片机为主控器,以A44E霍尔传感器测距,实现对出租车的多功能的计价设计,并采用AT24C01实现在系统掉电的时候保存单价等信息,输出采用8段数码显示管。本电路设计的计价器不但能实现基本的计价,而且还能根据白天,黑夜和中途等待来调节单价。1系统工作原理1.1功能说明全面熟悉、掌握EDA基本知识,掌
11、握利用EDA对常用的的组合逻辑电路和时序逻辑电路编程,把编程和实际结合起来,熟悉编制和调试程序的技巧,掌握分析结果的若干有效方法,进一步提高上机动手能力,培养使用设计综合电路的能力,养成提供文档资料的习惯和规编程的思想。由于采用了CPLDFPGA大规模可编程逻辑器件,整机功耗小、抗干扰能力强、系统稳定、工作可靠、升级方便。另外,根据实际需要,系统可方便地增加以下功能：通过芯片部编程增加时钟功能,既可为司机和乘客提供方便,又能为夜间行车自动调整收费标准提供参考；用CPLDFPGA的输出引线控制语音芯片,可向乘客发出问候语、提醒乘客告诉司机所要到达的地点、报出应收缴的费用等。从起步价开始,当汽车程
12、行驶未满3公里时,均按起步价计算。过3公里后,实现每1公里单价收费,中间遇暂停时,计程数不再增加,开始计时收费,测距收费和测时收费的和便构成了一位乘客的车费。同时,白天和夜晚价格不同,可以进行切换。白天单价、夜晚单价、等待单价和起步价格都可通过独立键盘进行调节。默认起步价为5元/3公里,里程单价白天为1.5元/公里,夜晚为1.8元/公里,等待计时单价为0.5元/5分钟。1.2基本原理计数器系统主要由五部分组成：A44E霍尔传感器、AT89S52单片机、独立键盘、EEPROM AT24C01和显示数码管。霍尔传感器安装在车轮上,主要检测汽车行进的公里数,并产生一系列相应的脉冲输出,脉冲送到单片机
13、进行处理,单片机根据程序设定通过计算脉冲数换算出行驶公里数,再根据从EEPROM中读取的价格等相关数据进行金额的计算,计算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上。独立键盘可以调节价格等相关数据,按下相应的按钮,产生信号交由单片机处理并实时显示出来,调节好的数据存储到EEPROM中,掉电后可以使调好的数据不丢失,下次得电后直接从EEPROM读到单片机,系统结构图如图1。计费/复位公里脉冲等待信号时钟信号分频器控制器计程计时计费显示图1 系统结构图2 设计2.1 单片机最小系统单元主控机系统采用了Atmel 公司生产的 AT89S52单片机,它含有256 字节数据存储器,置8K 的电可擦除FL
14、ASH ROM,可重复编程,大小满足主控机软件系统设计,所以不必再扩展程序存储器。复位电路和晶振电路是AT89S52 工作所需的最简外围电路。单片机最小系统电路图如图2所示。图2单片机最小系统电路图AT89S52 的复位端是一个史密特触发输入,高电平有效。RST端若由低电平上升到高电平并持续2个周期,系统将实现一次复位操作。在复位电路中,按一下复位开关就使在RST端出现一段时间的高电平,外接11.0592M 晶振和两个30pF 电容组成系统的部时钟电路。2.2 A44E霍尔传感器检测单元A44E属于开关型的霍尔器件,其工作电压围比较宽4.518V,其输出的信号符合TTL电平标准,可以直接接到单
15、片机的IO端口上,而且其最高检测频率可以达到1MHZ。A44E集成霍尔开关由稳压器A,霍尔电势发生器B,差分放大器C,施密特触发器D及OC门输出E五个基本部分组成。在输入端输入电压Vcc,经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端,根据霍尔效应原理,当霍尔片处在磁场中时,在垂直于磁场的方向通以电流,则与这二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差VH输出,该VH信号经放大器放大后送至施密特触发器整形,使其成为方波输送到OC门输出。当施加的磁场达到工作点即Bop时,触发器输出高电压相对于地电位,使三极管导通,此时OC门输出端输出低电压,三极管截止,使OC门输出高电压,这种状态为关。这样两次电压变换,使霍尔开关完成了一次开关动作。A44E霍尔传感器原理如图3所示。图3A44E霍尔传感器原里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的脉冲信号,送到单片机产生中断,单片机再根据程序设定,计算出里程。其原理如图4所示。图4计算出里程原理图本系统选择了将A44E的脉冲输出口接到P3.3口外部中断1作为信号的输入端这样可以减少程序设计的麻烦,车轮每转一圈设车轮的周长是1米,霍尔开关就检测并输出信号,引起单片机的中断,对脉冲计数,当计数达到1000次时,即1公里,单片机就控制将金额自动增加,如图5。图5单片机就控制将金额自动增加2.3 AT24
