出租车计价器的设计【文献综述】

毕业设计文献综述

电气工程及其自动化

出租车计价器的设计

1.前言

本毕业设计的题目是《出租车计价器设计》，随着出租车行业的发展，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。本设计采用AT89S51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，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 段数码显示管。本次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、中途等待来调节单价，同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。

2.出租车计价器的发展

出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着我国国民经济的高速发展，出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分。多年来国内普遍使用的计价器只具备单一的计量功能。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，主要是集中在北京，上海，沈阳和广州等地。我国第一家生产计价器的是重庆市起重机厂，最早的计价器全部采用机械齿轮构，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。出租汽车计价器是一种专

用的计量仪器，它安装在出租汽车上，能连续累加，并指示出行程中任一时刻乘客应付费用的总数，其金额值是计程和计时时间的函数。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。

3.系统总体方案的设计

主控电路的选择

方案一：采用数字电路控制。将传感器输出的脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不够稳定，而且不能调节单价，也不能根据天气调节计费标准，电路不够实用。

方案二：采用单片机控制。利用单片机丰富的 I/O端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能，且价格便宜。

综合考虑采用方案二比较好。

该系统由以下几个部件组成：单片机AT89S51、总金额及单价显示部件、键盘控制部件，AT24C02 掉电存储控制、里程测量单元、串口显示驱动电路等。利用单片机丰富的I/O 端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。

本计价器在出租车行走的时候只有总金额和单价显示屏在显示，在出租车不走的时候或者到达目的地的时候，客户要求查看总的里程的时候，就可以按下按键切换到里程和单价显示屏，供客户查询。

AT24C02 掉电存储单元的设计，戴永在《微机控制技术》里指出掉电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的单价信息。AT24C02 是ATMEL 公司的2KB 字节的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10Ua（5.5V），芯片内的资料可以在断电的情况下保存40 年以上，而且采用8 脚的DIP 封装，使用方便。每当设定一次单价，系统就自动调用存储程序，将单价信息保存在芯片内；当系统重新上电的时候，自动调用读存储器程序，将存储器内的单价等信息，读到缓存单元中，供主程序使用。

里程测量单元的设计，出租车中需要一个能准确获得车轮转动即路程计量信号的

装置，以得到标准的脉冲信号送入单片机的定时／计数器T1 即P3.5 引脚，利用单片机的T1 的计数功能完成100 次的计数后产生一中断来完成路程的测量。（设车轮周长为1m，则霍尔传感器每产生100 个脉冲便表示车已行程0.1 km，根据实汽车联轴器按圆周间隔嵌入磁钢，用霍尔传感器集成芯片A44E 检测并输出脉冲，其工作原理如霍尔传感器集成芯片A44E 有信号转换、电压放大、整形输出等功能，为增加其抗干扰的能力。

按键单元的设计，电路共采用了四个按键，S1、S2、S3、S4，其功能分别是：在出租车不走的时候，按下S1，可以实现数据的分屏显示；车在行走的时候只有总金额和单价显示屏在显示，当到达目的地的时候，客户要求查看总的里程的时候，就可以按下S1 切换到里程和单价显示屏，供客户查询。

在按下S1 按键之后，若接着按下S2键则进行单价调整（默认为调整白天单价），当接着按下S1 时，则进行晚上单价调，再次按下S1 可进行中途等待单价调整。当单价调整结束后，可以通过过按下S2 按键进行时间调整，默认为调整时，接着按下S1 可进行调整分，分调整后再接下S1 可进行秒调整。当时调整完成后，若接着按下S2 则又可进行单价调整。

在显示金额及单价时，若按下S3 键则显示路程和单价，再次按下S3，可返回显示金额及单价。

张毅和刘守义指出：在按下S1 按键之后，若接着按下S4按键，则进行设定默认晚上单价，并启动计价器，若没有按下S4 则可设定默认单价（白天），并启动计价器。当设定默认晚上单价结束后，再次接下S4 按键，则可设定默认中途等待单价，并启动计价器。当设定默认中途等待单价后，若还按一次S4，则返回系统时间的显示。

此系统能够手动修改单价、能够显示当前的系统时间、能够在掉电的情况下存储单价等数据、能进行白天/晚上转换、途中等待（>10min 开始收费）；路程和单价、总金额和单价、时钟等等所有数据输出采用8 段数码显示管来显示。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、中途等待来调节单价，同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。基于AT89S51单片机来实现一台出租车计价器，具有性能可靠、电路简单、成本低等特点。

4 .系统的软件设计

本系统的软件设计主要分为主程序模块、定时计数中断程序、里程计数中断服务

程序、中途等待中断服务程序、显示子程序服务程序、键盘服务程序六大模块。在主程序模块中，需要完成对各接口芯片的初始化、出车起价和单价的初始化、中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。另外，在主程序模块中还需要设置启动/ 清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器，并对它们进行初始化。然后，主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同的操作。当按下按键时，就启动计价，将根据里程寄存器中的内容计算和判断出行驶里程是否已超过起价公里数。若已超过，则根据里程值、每公里的单价数和起价数计算出当前的累计价格，并将结果存于价格寄存器中，然后将时间和当前累计价格送显示电路显示出来。当到达目的地的时候，由于霍尔开关没有送来脉冲信号，就停止计价，显示当前所应该付的金额和对应的单价，到下次启动计价时，系统自动对显示清零，并重新进行初始化过程。

5 . 结论

综合所有资料，要设计出租车计价器面临以下三方面的问题：

（1）不同国家和地区的计费方式存在差异。有些地区有夜间收费及郊区收费等，而有些地区则无夜间收费和郊区收费；即使同一地区，不同车型的出租车，其计费方式也有差别；另一方面，出租车还面临几年一次的调价或调整计费方式等问题。因此，所设计的计费器不仅要能满足不同国家和地区的要求，而且计费方式的调整也应当很方便。

（2）由于个别地区对计费器有特殊要求，有时必须修改软件；另外，计费器还面临软件的升级；因而，所设计的计费器应能很方便地重新编程。

（3）计费器必须要有防作弊功能，能有效防止司机作弊；还要有效的数据存储并传输，同时要防止计费器在营运过程中死机。

为此，设计出一款好的计费器，解决了上述问题是非常必要的。

参考文献

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6ruq.html