出租车计价器.docx
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出租车计价器
太原理工大学现代科技学院
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出租车计价器的设计
摘 要
由于科技的飞速发展,带动汽车行业快速发展,出租车日益普遍,而出租车上的计价器也不断发展,并且更加精确和智能化。
对我们日常生活也有帮助。
而使用单片机实现该系统,是深化单片机应用的良好途径。
本系统由单片机AT89C51和一些外围原件组成,具有操作简单,显示明了,功能强大的特点。
整个系统只有两个按键,一个“启动/停止”,一个“复位”;
使用六个七段数码管作为显示器,可以显示数字、字母使系统信息一目了然;
本系统除了里程统计和费用计算以外,还具有万年历和语音播报功能。
万年历由时钟芯片DS1302实时提供时钟信号,再由单片机调用显示;
语音播报由语音芯片ISD1420提供语音信息,语音信息放在不同的地址里,由单片机从这些地址中调用合适的语音进行播放。
本方案充分发挥人性化的特点,利用ISD1420的语音功能,模拟实现带语音提示的出租车计价系统。
比较真实地模拟出租车的空车、载客、到站及对各状况的费率的计算、统计、显示和语音播报等功能。
本系统涉及到的理论知识有:
AT89C51单片机知识、ISD1420语音芯片的可擦、写的语音芯片的工作原理及应用、实时时钟芯片的工作原理及应用、出租车计费系统的原理和实现方法。
关键词:
时钟芯片DS1302;语音芯片ISD1420;单片机AT89C51;掉电保护芯片24C02;
THEDESIGNOFTHEMETERTAXI
ABSTRACT
Becauseoftherapiddevelopmentofscienceandtechnology,drivingthecarindustrydevelopingfast,taxiincreasinglycommon,andthemeterwilltaxidevelopment,andmoreaccurateandintelligent.Onourdailylifealsohelp.Andtheuseofsinglechipmicrocomputerthesystem,isagoodwaytodeepenmicrocomputerapplication.
Thesystemiscomposedofsingle-chipmicrocomputerAT89C51andsomeperipheryoftheoriginal,withsimpleoperation,displayinaclear,powerfulfeatures.
Thewholesystemonlytwokey,a"start/stop",a"reset";
Usesixsevenperiodofdigitaltubeasdisplay,candisplayNumbers,letters,makethesysteminformationataglance;
Thissysteminadditiontothemileagestatisticsandcostcalculation,butalsohasthecalendarandspeechfunction.
CalendarDS1302chipbytheclocktoprovidereal-timeclocksignal,againbysinglechipcalldisplay;
SpeechbroadcastISD1420chipsareintroducedbyvoicechipprovidevoiceinformation,informationinadifferentaddressspeechbyasinglechipfromtheseaddressinvoketheappropriatespeechbroadcast.
Theschemeisgivefullplaytothehumancharacteristics,theuseofspeechfunctionISD1420chipsareintroduced,thesimulationrealizevoiceprompttaxiwithpricingsystem.Arealsimulationofthetaxi,passengercar,arrivestationandthestatusoftherateofcalculation,statistics,displayandspeechbroadcastetc.Function.
Thissysteminvolvestheoryknowledge:
AT89C51single-chipmicrocomputerknowledge,ISD1420chipsareintroducedthevoicechipcanwipe,writethespeechofthechip'sprincipleofworkandapplication,realtimeclockchipandworkingprincipleoftheapplication,thetaxibillingsystemprincipleandmethod.
KEYWORD:
TheclockchipDS1302;VoicechipISD1420chipsareintroduced;SinglechipmicrocomputerAT89C51;Powerlostprotectionchip24C02
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目录
摘 要I
ABSTRACTII
第1章绪论1
1.1论文格式基本要求1
1.2论文页眉页脚的编排1
1.2.1页眉格式1
1.2.2页脚格式1
1.3论文正文格式2
1.4章节标题格式2
1.4.1第一层次(章)题序和标题2
1.4.2第二层次(节)题序和标题3
1.4.3第三层次(条)题序和标题3
1.4.4第四层次(款)题序和标题4
第2章图表及公式的格式说明1
2.1图的格式说明1
2.1.1图的格式示例1
2.1.2图序和标题2
2.2表的格式说明3
2.2.1表的格式示例3
2.2.2表的格式描述4
2.3公式的格式说明5
2.3.1公式的格式示例5
2.3.2公式的格式描述5
2.4参考文献的格式说明5
2.4.1参考文献在正文中引用的示例5
2.4.2参考文献在正文中引用的书写格式6
2.4.3参考文献的书写格式6
2.4.4参考文献的书写格式示例6
2.5量和单位的使用7
2.5.1使用方法7
2.5.2中华人民共和国法定计量单位7
2.6规范表达注意事项10
2.6.1名词术语10
2.6.2数字10
2.6.3外文字母11
2.6.4量和单位11
2.6.5标点符号11
第3章打印说明12
3.1封面12
3.2中英文摘要12
3.3目录12
3.4正文12
第4章论文装订注意事项13
4.1设计说明书(论文)13
4.2外文翻译13
4.3装订规范要求13
第5章题目(黑体,小三,1.5倍行距,段后1行)14
5.1第一节题目(黑体,四号,1.5倍行距,段前0.5行)14
5.1.1第一节一级题目(黑体,小四,1.5倍行距,段前0.5行)14
5.2第二节题目14
5.2.1第二节一级题目14
第6章结论15
附录A附录内容名称19
致谢20
此处插入分节符,类型为下一页,开始正文的篇章。
以后的页码采用罗马数字,从“1”开始。
第1章绪论
1.1引言
出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业,随着出租车行业的发展,出租车已经是城市交通的重要组成部分,出租车计费器是乘客与司机双方的交易准则,它是出租车行业发展的重要标志,是出租车中最重要的工具。
它关系着交易双方的利益。
具有良好性能的计费器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。
因此,汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。
要将出租车计价系统产品化,应该根据客户不同的需求进行不同的设计,应该在程序中增加一些可以人为改变的参数,以便客户根据不同的需要随时调节单价以及计价方式。
因此,研究出租车计价器及扩大其应用,有着非常现实的意义。
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。
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,便于查询。
新型数据存储器的应用使得计价器的营运数据在掉电情况下还可以保存10年。
1.2出租车计价器的背景状况分析
我国在70年代开始出现出租车,但那时的计费系统大都是国外进口不但不够准确,价格还十分昂贵。
随着改革开放日益深入,出租车行业的发展势头已十分突出,国内各机械厂家纷纷推出国产计价器。
出租车计价器的功能从能够简单的自主计费,到按时间自主变动单价等功能。
随着城市旅游业的发展,出租车行业已成为城市的窗口,象征着一个城市的文明程度。
现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器,所以计价器技术的发展十分迅速。
而部分小城市尚未普及,但随着城市建设日益加快,象征着城市面貌的出租车行业也将加速发展,计价器的普及也是毫无疑问的,所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的。
随着社会的发展,出租车成为人们生活中非常方便且较普遍的交通工具,但出租车计价器却相对较为落后。
在过去,出租车采用机械式计价器,用齿轮比的方式来计算出租车所跑的里程数,并由里程数来换算车费。
但是机械齿轮体积较大,计算不是很准确,而且容易磨损。
后来又采用了传感器方式,利用传感器接收车的跑动信息,从而计算里程数和车费。
1.3出租车计价器的发展趋势
近年来,我国出租汽车行业迅猛发展,出租汽车已经成为我国城市公共交通的重要组成部分和现代化城市必备的基础设施,成为人们工作、生活中不可缺少的交通工具。
出租汽车服务行业和出租汽车计价器紧密相关,因为出租汽车必须安装出租汽车计价器才能投入营运。
出租汽车计价器是一种能根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价,并直接显示车费值的计量器具。
计价器是出租汽车的经营者和乘坐出租汽车的消费者之间用于公平贸易结算的工具,因而计价器计价准确与否,直接关系到经营者和消费者的经济利益。
依据国家有关法律、法规,出租汽车计价器是列入国家首批强制检定的工作计量器具之一,也是近年来国家质量技术监督部门强化管理的六类重点计量器具之一。
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。
在出租车是城市交通的重要组成部分,行业健康和发展也获得越来越多的关注。
汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则,它是出租车行业发展的重要标志,是出租车中最重要的工具。
它关系着交易双方的利益。
具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。
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。
我国的第一家生产计价器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一个里程表。
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以完成计价的工作。
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,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。
1.4本设计所要实现的目标
在出租车是城市交通的重要组成部分,行业健康和发展也获得越来越多的关注。
汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则,它是出租车行业发展的重要标志,是出租车中最重要的工具。
它关系着交易双方的利益。
具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。
因此,汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。
第2章系统总设计
2.1出租车计价器的设计分析
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,对于模式的切换需要用到机械开关,机械开关时间久了会造成接触不良,功能不易实现。
为此我们采用了单片机进行设计,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的实现设计要求,且灵活性强,可以通过软件编程来完成更多的附加功能。
针对计费模式的切换,通过软件编程就可以轻易而举的实现。
避免了机械开关带来的不稳定因素。
随着生活水平的提高,人们已不再满足于衣食住的享受,出行的舒适已受到越来越多人的关注。
于是,出租车行业以低价高质的服务给人们带来了出行的享受。
但是总存在着买卖纠纷困扰着行业的发展。
而在出租车行业中解决这一矛盾的最好方法就是改良计价器。
用更加精良的计价器来为乘客提供更加方便快捷的服务。
2.2系统总体设计要求
所设计的出租车计价系统,要求可以设置起步价,(如5公里内10元),5公里后开始按每公里增加费用,每公里的单价为1.6元。
在出租车运营过程中,当遇到堵车等情况而导致出租车处于等待状态,则每等到五分钟(时速低于每小时5公里)费用加1元。
当总计费金额达到30元后,每公里将加收50%的空驶费,遇有特殊情况停车时,可设为不计费,以保证乘客权益。
该电路系统能够模拟实际出租汽车的启动、停止、暂停、空车等状态,可以显示计费金额、行驶公里数、计费开始时间等参数,而且各关键参数可以进行调整,以适应在实际应用中起步价、每公里价格和计费方式等参数的变化。
本课题研究的主要内容是设计出租车计价器的硬件电路。
设计的整体电路框图如图2-4所示,整个系统由单片机AT89C51控制电路、A44E霍尔传感器电路、AT24C02存储电路、8563时钟电路、票据打印电路、按键键盘电路、LED驱动显示电路及电源电路组成。
单片机采集并判断空车灯信号及路程检测传感器信号,当出租车启动时,单片机检测到霍尔传感器的脉冲信号并进行里程计算。
当无乘客时,单片机调用实时时间芯片8563程序和8255串口显示驱动程序,用4只LED进行时钟显示;当空车灯掰下乘客上车时,通过8563获取时间信息分辨白天/晚上,然后调用AT24C02程序获取白天/晚上的单价及起始价,便开始计价并显示时间、里程和金额等信息;当空车灯打上乘客下车时,打印好票据,单片机将营运数据信息存储到AT24C02中,等待出租车再次启动后单次金额与里程等信息清零复位,就此完成一次计价。
打印模块
图2-4 硬件电路框图
第3章相关芯片介绍
3.1控制核心芯片AT89C51
3.1.1主要特性
●与MCS-51系列单片机产品兼容
●4K字节在系统可编程Flash存储器(片内具有4K字节闪速存储器)
●1000次擦写周期
●128Bytes的内部RAM单元
●4个8位I/O口,即32位可编程I/O口线
●2个16位定时器/计数器
●6个中断源
●可编程全双工串行口
●低功耗空闲和掉电模式
●掉电后中断可唤醒
●看门狗定时器
●双数据指针
●灵活的ISP在线编程功能(字或字节模式)
●宽范围的工作电压,VCC的允许变化范围为了2.7~6.0V
●可设置为待机状态和掉电状态
●振荡器及时钟电路,全静态工作方式,时钟频率可为0Hz~24MHz。
具有全静态的工作方式,表明它不一定要求连续的工作时钟定时,在等待内部事件期间,时钟频率可降至0。
AT89C51芯片在出厂时,闪存处于可擦除状态,各地址单元内容为FFH,可随时进行编程。
编程是按字节进行的。
编程电压VPP有高压12V的,也有低压5V的。
AT89C51的内部结构框图如图3-1所示:
3.1.2AT89C51的管脚结构图及管脚说明
如图3-2所示。
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FLASH编程时,P0口作为原码输入口,当FLASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P0.0~P0.7P2.0~P2.7
P2驱动
P0驱动
堆栈指针
TMP1
TMP2
ACC
B寄存器
程序地址寄存器
P0锁存器
RAM地址寄存器
RAM
FPEROM
P2锁存器动
ALU
PC增加1
中断、串行口和定时器
PSW
PC
指令寄存器
定时控制
DPTR
P3锁存器
P1锁存器
OSC
P1驱动
P1驱动
P3.0~P3.7
P1.0~P1.7
++
图3-1AT89C51的内部结构框图
图3-2AT89C51管脚结构图
P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如表3-1所示:
P3口管脚备选功能
P3.0RXD(串行输入口)
P3.1TXD(串行输出口)
P3.2/INT0(外部中断0)
P3.3/INT1(外部中断1)
P3.4T0(记时器0外部输入)
P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
表3-1AT89C51部分引脚功能表
端口引脚
复用功能
P3.0
RXD(串行输入口)
P3.1
TXD(串行输出口)
P3.2
/INT0(外部中断0)
P3.3
/INT1(外部中断1)
P3.4
T0(定时器0的外部输入)
P3.5
T1(定时器1的外部输入)
P3.6
/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7
/RD(外部数据存储器读选通)
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:
外部程序存储器的选通
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