出租車智能計價器的設計與實現探討論文
0 引言
出租車作為城市交通中獨特的交通工具，在城市交通運營中具有不可替代的重要作用。出租車司機最關心計價器的營運數據管理是否方便，而乘客往往最在意出租車計價計費是否合理。為了減少出租車司機和乘客間不必要的誤會，設計既能準確計價又能方便使用的計價器顯得非常重要。
科技在不斷發展，社會在快速進步，出租車計價系統也需不斷地得到優化。文中以嵌入式單片機AT89C51為主控MCU，設計多功能出租車智能計價器。此計價器能夠按實際情況綜合計價，并將乘車用時、行駛里程和乘車費用等重要信息顯示出來，具有功能更齊全、系統更穩定、使用更方便等優勢。
1 出租車智能計價系統總體設計
利用AT89C51作為單片機核心器件設計的智能計價系統，使用方便、靈敏性好，其強大的控制處理功能和可擴展功能為設計電路提供了很好的選擇。利用其I/O端口及其控制的多功能特點，采用按鍵控制進行分屏顯示，實現基本乘車計價和信息顯示功能。
在系統硬件設計中，以AT89C51單片機為控制中心，外接A44E霍爾傳感器信號采集模塊、時鐘模塊、按鍵模塊、顯示模塊以及掉電保護存儲模塊。其中，選用A44E霍爾傳感器信號采集模塊可將磁感應轉換為脈沖信號，從而計測出行車里程；時鐘模塊采用DS1302芯片，設置標準時鐘；掉電存儲模塊采用AT24C02芯片，以確保掉電時數據自動保存在存儲單元；當系統重新上電時，能自動讀取數據；按鍵模塊采用四個按鍵控制，可實現分屏顯示功能；顯示模塊采用8位LED數碼管進行顯示。
2 系統軟件設計
2.1 系統主程序
在主程序模塊中，不僅需要完成參量和接口的初始化設計、出租車起步價和單價的設置以及中斷、計算等操作，還應設置啟動/清除標志、里程以及價格寄存器，并對其進行初始化。最后，為實現寄存器中內容的完整性及精確性，主程序應能分別完成啟動、清除、計程及計費等操作。
當出租車起步運行時，計價器同時啟動開始計價，根據里程寄存器中的存儲數據進行運算并判別行駛路程是否超過起步價的里程。若已超過起步價里程，則根據里程值、單價數和起步價等來綜合計算當前的乘車費用；當處于等待時段時，若無脈沖輸入，不產生中斷，一旦等待時間超過預設時間則會把等待超標費用另加到乘車總費用中，并顯示相關信息。
2.2 系統模塊程序
系統模塊程序主要包括五個服務程序：顯示子程序、里程計數中斷、定時中斷、中途等待中斷和按鍵服務程序。各服務程序介紹如下：
（1）顯示子程序。由于采取的是分屏數據顯示方式，因此需要用到4 款顯示子程序：時、分、秒的顯示，金額單價的顯示，路程單價的`顯示以及標準時間的顯示。
（2）里程計數中斷。霍耳傳感器每輸出一個低電平信號便中斷一次，當里程計數器計滿1000個里程脈沖時，便將當前計數送至里程計數中斷服務程序，并將當前行車里程及相關數據傳至行車里程與乘車費用寄存器中。
（3）定時中斷。在定時中斷服務程序中，設置一次中斷時間為50ms，20 次中斷時間為1s，計滿1s后將數據送到相應顯示單元實時顯示。
（4）中途等待中斷。在計數狀態下霍耳開關無信號輸出時，片內定時器啟動。等待計時每達到5分鐘，就會在當前金額基礎上自動加上中途等待費用。等待結束后計價系統自動轉換到正常計價程序。
（5）按鍵服務程序。按鍵服務采取查詢模式，設置在主程序中。當無按鍵按下時，單片機循環運行主程序；按鍵被按下，則轉向運行相應子程序，并進行其他操作處理。
3 系統仿真與功能實現
3.1 仿真軟件Proteus簡介
Proteus仿真軟件是英國Labcenter Electronics公司設計開發的EDA工具，它不但擁有其它工具軟件的仿真功能，而且可仿真微處理器和相關外圍設備。Proteus軟件功能強大：擁有Proteus電子設計工具，就等同搭建了一個電子設計和分析平臺。利用功能強大的Proteus仿真軟件，我們可以實現對電路的仿真，以確定方案是否可行，并且可使設計過程流暢。
3.2 電路功能仿真
首先通過Proteus平臺搭建電路，然后在KEIL中編寫相應代碼，并將生成的HEX文件在Proteus平臺單片機模型中加載，便可看到仿真效果。
4 系統實驗及結果分析
按原理圖進行焊接，確保接線無誤后。對實物進行調試與實驗。實驗結果表明，利用AT89C51主控，霍爾傳感器進行采集，AT24C02進行掉電存儲保護，配以程序，就能較好地實現出租車智能計價功能。
5 結論
文中設計的出租車智能計價系統能夠實時存儲相關數據，并通過8位LED數碼管分屏顯示存儲數據，實現基本的計價功能。本系統對乘車中可能出現的情況考慮較全面，能根據白天、夜晚、中途等待等不同情況來調節單價，從而達到出租車智能計價的目的。當然，要達到大規模的實際應用要求，還需不斷改進和完善系統綜合性能指標，以達到實際應用要求。
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