出租车计价器系统Word文件下载.docx
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2.2数据单元显示设计-------------------------------------------------------------------------------5
2.3AT24C02掉电存储单元设计-----------------------------------------------------------------8
2.4按键单元设计--------------------------------------------------------------------------------------8
2.5设计总框图-----------------------------------------------------------------------------------------9
2.6设计总体电路图----------------------------------------------------------------------------------9
第三章程序设计
3.1模块介绍-------------------------------------------------------------------------------------------10
主程序模块-------------------------------------------------------------------------------------10
定时中断服务程序---------------------------------------------------------------------------10
里程计数中断服务程序--------------------------------------------------------------------10
中途等待中断服务程序--------------------------------------------------------------------11
显示子程序服务程序-----------------------------------------------------------------------11
键盘服务程序---------------------------------------------------------------------------------11
3.2程序流程图---------------------------------------------------------------------------------------12
主程序流程图---------------------------------------------------------------------------------12
单价时间及流程图--------------------------------------------------------------------------13
第四章系统调试
4.1里程计价测试------------------------------------------------------------------------------------14
4.2掉电存储测试------------------------------------------------------------------------------------16
第五章总结
5.1系统特点----------------------------------------------------------------------------------------17
5.2软件开发过程特点--------------------------------------------------------------------------17
结论/展望-----------------------------------------------------------------------------------------------18
致谢----------------------------------------------------------------------------------------------------20
参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------21
附录----------------------------------------------------------------------------------------------------22
绪论
随着生产社会化趋势的扩大、科学技术的进步、人类知识总量的增长速度不断加快、以及市场竞争的日益激烈,人们对信息的认识产生了根本性的变化。
信息被列为与物质、能源并列的人类社会发展的三大资源之一。
信息化水平已成为衡量一个国家现代化水平和综合国力的重要标志。
我国也正处于改革开放进一步深化的环境下,因此我们应当抓住机遇,充分利用信息,扎实的做好信息管理系统的基础工作,建设开发较为先进的应用系统,加快我国信息化建设的步伐。
几年来,随着加入WTO,社会生活节奏日益加快,出租车行业使得人们以车代步,提高出行效率,同时也随之不断地发展。
为了更好地服务于广大乘客,各大出租车公司先后搭建了各类信息管理系统,诸如叫车系统,客服系统等,逐渐形成了数字化租车的管理概念。
即以网络化管理为基本模式,以信息为出租车行业发展的基本动力,以信息技术为增强出租车公司竞争实力的基本手段,以信息化建设为出租车公司发展的新增长点,以信息文化改变着人们教育、工作方式和思想观念。
从而根本上实现了服务于广大乘客,提高出租车公司各项工作的效率和质量,为出租车公司创造经济益。
司机和出租车辆是出租车公司最主要的资源,是创造效益的源泉。
要想提高出租车公司的工作效率和服务质量,从根本上提高出租车公司的效益,首先从做好对司机和车辆的管理着手。
一是做好司机非现金营运收入的发放(清算)工作,司机的人身保险等福利工作,二是做好车辆的保险和维修工作。
基本此种管理需要的信息系统——出租车计价器系统,将很大程度上解决出租车公司在此工作上的难度。
本文所描述的“出租车计价器系统”,是根据某出租车公司的信息管理系统需求为基础展开需求调研。
并在一定程度上考虑了它的可扩充性,使系统开发完成后,通过量的改造,可以适用现有出租车。
1.1系统调查
本电路以89S51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、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。
1.2方案论证与比较及组织层次图介绍
方案一:
采用数字电路控制。
其原理方框图如图1-1所示。
采用传感器件,输出脉冲信号,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。
图1-1数字方案
方案二:
采用单片机控制。
利用单片机丰富的IO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。
其原理如图1-2所示。
图1-2单片机控制方案
1.3可行性分析
通过比较以上两种方案,单片机方案有较大的活动空间,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,所以我们采用后一种方案。
但是,在单片机系统的设计中,设计人员清楚其最终具体应用,它的使用环境相对是单一固定的。
同时,用单片机控制字符型液晶显示模块,凭借液晶显示器微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。
2.1里程计算、计价单元的设计
里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器A4E检测到的信号,送到单片机,经处理计算,送给显示单元的。
其原理如图2-1所示。
图2-1传感器测距示窗图
由于A44E属于开关型的霍尔器件,其工作电压范围比较宽(4.5~18V),其输出的信号符合TTL电平标准,可以直接连接到单片机的IO端口上,而且其最高检测频率可以达到1MHZ。
图2-2集成开关型霍尔传感器原理图
A44E集成霍尔开关由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和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OBP)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,通常称这种状态为≡开≌。
当施加的磁场达到≡释放点≌(即BrP)时,触发器输出低电压,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。
其集成霍尔开关外形及接线如图2-3所示.
图2-3集成霍尔开关外形及接线
我们选择了P3.2口作为信号的输入端,内部采用外部中断0(这样可以减少程序设计的麻烦),车轮每转一圈(我们设车轮的周长是1米),霍尔开关就检测并输出信号,引起单片机的中断,对脉计数,当计数达到1000次时,也就是1公里,单片机就控制将金额自动的加增加,其计算公式:
当前单价*公里数=金额
2.2数据显示单元的设计
由于设计要求有单价(2位)、路程(2位)、总金额(3位)显示输出,加上我们另外扩展了时钟显(含时分秒的显示),采用LCD液晶段码显示,在距离屏幕1米之外就无法看清数据,不能满足要求,而且在白天其对比度也不能够满足要求,因此我们采用6位LED数码管的分屏显示,如图2-4(a-d)所示:
图2-4a时钟显示(图中显示为12点34分46秒)
图2-4b总金额和单价显示(图中显示为总金额12.3元,每公里4.6元)
图2-4c路程和单价显示(图中显示为总路程12公里,当前单价4.6元)
图2-4d单价调整显示(图中显示为右起白天单价4.6元/晚上7.8/中途等待1.2元)
数据的分屏的显示是通过按键S1来实现切换的,如图2-5所示
图2-5S1切换显示屏
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。
显示电路的电路原理图如图2-6所示。
图2-6显示器原理图
从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器(74HC164),由于移位脉冲的作用,使数据向右移,达到显示的目的。
移位寄存器74HC164还兼作数码管的驱动,插头1(header1)接电源,插头2(header2)接数据和脉冲输出端。
电路中的三个整流管D1-D3的作用是降低数码管的工作电压,增加其使用寿命。
2.3AT24C02掉电存储单元的设计
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。
其电路如图2-7所示。
图2-7掉电存储电路原理图
图中R8、R10是上拉电阻,其作用是减少AT24C02的静态功耗,由于AT24C02的数据线和地址线是复用的,采用串口的方式传送数据,所以只用两根线SCL(移位脉冲)和SDA(数据/地址)与单片机传送数据。
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
2.4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:
S1分屏显示切换按键,S2功能设定按键,S3?
+?
/白天晚上切换按键,S4-/中途等待开关。
2.5设计总框图
图2-8总体设计框图
2.6设计总体电路图
图2-9总体电路图
第三章程序设计
3.1模块介绍
该计程计价系统的软件设计分为以下几个模块:
3.1.1主程序模块
在主程序模块中,需要完成对各接口芯片的初始化、出租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。
其程序流程如图所示。
当按下S1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来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。
3.1.2定时中断服务程序
在定时中断服务程序中,每100ms产生一次中断,当产生10次中断的时候,也就到了一秒,送数据到相应的显示缓冲单元,并调用显示子程序实时显示。
3.1.3里程计数中断服务程序
每当霍尔传感器输出一个低电平信号就使单片机中断一次,当里程计数器对里程脉冲计满1000次时,就有程序将当前总额,使微机进入里程计数中断服务程序中。
在该程序中,需要完成当前行驶里程数和总额的累加操作,并将结果存入里程和总额寄存器中。
3.1.4中途等待中断服务程序
当在计数状态下霍尔开关没有输出信号,片内的T1定时器便被启动,每当计时到达10分钟,就对当前金额加上中途等待的单价,以后每十分钟都自动加上中途等待的单价。
当中途等待结束的时候,也就自动切换到正常的计价。
3.1.5显示子程序服务程序
由于是分屏显示数据,所以就要用到4个显示子程序,分别是:
时、分、秒、显示子程序(HMS_DIS)、金额单价显示子程序(CP_DIS)、路程单价显示子程序(DP_DIS)、单价调节子程序(PA_DIS)。
3.1.6键盘服务程序
键盘采用查询的方式,放在主程序中,当没有按键按下的时候,单片机循环主程序,一旦右按键按下,便转向相应的子程序处理,处理结束再返回。
3.2程序流程图
3.2.1主程序流程图
图3-1计价流程图
3.2.2单价时间调整流程图
单价时间调整流程图如图3-2所示。
图3-2单价时间调整流程图
4.1里程计价测试
由于试验条件有限,我们采用电动机附带霍尔元件作为车轮,电机为3V的直流电机,每分的转速可以达到几千转,我们设定电机每转一圈为车轮转动1米,当电机转动达到1000圈时,就表示已经到达了一公里,系统自动将当前的单价加到总金额上。
表4-1的测试条件是:
设定白天的单价是2.5元,起步价为5元(包含3公里),分别行驶不同里程测得数据如下表
表4-1白天单价测试
公里
4
10
15
37
49
59
总
金
额
理
论
2.5
37.5
92.5
122.5
147.5
实
际
37.4
92.4
行
驶
里
程
58.9
误差
0.002﹪
0.001﹪
0.0017﹪
表4-2的测试条件是:
晚上的单价设定为3.0元,起步价为5元(包含3公里),分别行驶不同里程测得数据如下表:
表4-2晚上单价测试
12
30
45
111
147
177
110.9
146.8
177.2
48.9
176.7
0.00091﹪
0.0013﹪
0.0011﹪
表4-3中途等待计价测试(分钟)
时间
当前=22.5
20
40
50
60
70
80
23.5
24.5
25
25.5
26
26.5
历
里程测试数据的分析:
通过表4-1、表4-2、表4-3的数据,我们可以看到系统的计价功能很稳定,误差很小,几乎为零,不过还应该在实际的应用中测试。
4.2掉电存储测试测试
掉电存储是为了防止在系统掉电的情况所存储的单价信息丢失,我们用人为的掉电方法实现这一测试
表4-4掉电存储测试
白天单价
晚上单价
中途等待单价
掉电前数据
2.7
1.7
重新上电后数据
表4-4显示的数据表明,系统能在掉电的情况下正确的保存数据,并且能在系统上电后将数据读到相应的存储单元。
5.1系统特点
由于使用的是单片机作为核心的控制元件,以及灵敏的霍尔开关型器件,是本出租车计价器具有
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