基于霍爾元件的出租車計價器設計

劉 蕾 ，李守奎 ，梁紀袖

（1.中國海洋大學，山東 青島 266100；2.濰坊科技學院，山東 濰坊 262700）

1 前言

本次設計主要完成以下功能：以單片機為中心、配以霍爾元件傳感器測距，實現對出租車計價統計，輸出采用8段數碼顯示管。本電路設計的計價器不但能實現基本的計價，而且還能根據白天、黑夜來調節單價。還可以利用按鍵來關閉顯示和切換白天和黑天計價方式。在切換過程中可以使用自動切換，即由RTC功能，按照時間自動切換。

2 系統硬件設計

任何一個控制系統的設計開發，首先要明確設計基本要求，即分析輸入信號、指令信號及根據指令和輸入信號來完成相應的控制要求。出租車計價器系統，即按照具體的時段進行計費，設置起步價和單價，根據里程數的不同進行判斷，并根據程序來計算總價，這只是大體的要求，設計中還要考慮其他的功能，比如單片機對指令系統的動作、運行的功耗，傳感器的靈敏度以及抗干擾性等等。根據系統要求實現的功能，設計中要注意以下幾個基本問題：①主機電路可靠工作，具有檢測系統工作是否正常的功能；②單片機在檢測的時候考慮到運行功耗問題；③白天、黑天切換；④有一定抗干擾性；⑤硬件設計經濟美觀。

本設計對系統硬件電路做了幾個部分的設計，其中包括系統核心電路、槽型光電耦合器檢測電路、撥碼開關電路、顯示電路、電源電路幾個部分。普通的51單片機一般識別低電平，所以霍爾元件檢測附著在車輪上的磁性物質后相應出的這個低電平正好可以被單片機識別，這樣形成高低脈沖，如果接在單片機的外部中斷，選擇電平觸發形式，那么低電平就觸發了一次外部中斷。通過對脈沖的次數計數，可以計算出里程數，并與起步價和單價結合運算。

本設計中采用四位一體共陽極數碼管作為顯示電路主要元件，使用市面上常見的CPS05641AR共陽極四位一體數碼管，由于51單片機的驅動能力并不如AVR單片機的驅動能力，所以采用三極管的驅動方式，為了使數碼管更加明亮，使用了NPN型三極管9012放大電路，單片機的I/O口連接到三極管的基極，當得到一個低電平后導通，使發光二極管的共陽極得電。

圖1 霍爾傳感器檢測電路

3 系統軟件設計

起步價的定義，根據二線城市的主要收費標注，本設計主要采用5元起步價等于3 km的初始化定義，然后根據白天或者黑天的單價來收費，本設計中，白天單價為1.3元/km，夜間單價為2.0元/km。軟件設計中，要根據脈沖的數量計算3 km的是否達到，然后根據白天或夜間，單價在5元的基礎上累加，得出最后的價格。

圖2 主程序流程圖

4 結束語

現在各大中城市出租車行業都已普及自動計價器，所以計價器技術的發展已成定局。而部分小城市尚未普及，但隨著城市建設的加快，象征著城市面貌的出租車行業也將加速發展，計價器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計價器的市場還是十分有潛力的。

1 楊書華、郭新華、鄭勝軍、林建秋.出租車計價器加密傳感器的設計[J].哈爾濱工業大學學報，2004（11）：1463～1465

2 肖鵬、陳偉民.一種新型多功能出租車計價器方案設計[J].自動化與儀器儀表，2000（3）：50～51