出租車計費系統設計

許洋洋,王麗娟,賈瑞匣

(鄭州華信學院,河南新鄭,451150）

0 引言

隨著社會的快速發展，車輛變得越來越多。作為人們出行的重要工具之一，出租車在人們的生活和工作中也變得日不可少。它是是許多城市公共交通工具的重要組成部分，對于出租車的收費標準和起步價格的制定，歷來都是各方媒體關注的焦點。出租車計價器是一種專用的計量儀器，它被安裝在出租汽車上，指示出載客里程數，以及乘客應付費用的總數。目前，對于出租車計費器的要求也越來越高。出租車計價器是一種計量器具，用于測量出租持續時間及依據里程傳感器傳送的信號測量里程，并以測得的計時時間及里程為依據，計算并顯示乘客出租車應付的費用。出租車計費器主要由里程傳感器構成，它可以采集到車速信號，而車速信號為脈沖信號,采集脈沖信號的頻率就可以得到車速，可以用到芯片的定時器捕獲。如果車速大于一定的值，采用公里數計算價格,如果車速小于這個值，就可以用時間計算。出租車計價器在最初使用時具備的基本功能是根據行駛里程計價，要求精度高，可靠性好。隨著電子技術的發展以及對計價器的不斷改進和完善，產生了諸多的附加功能。

1 設計方案分析

1.1 控制方案分析

常見的出租車計價器設計方案有三種：

圖1 數字電路方案

方案1： 采用數字電子技術方案進行控制，在這里可以采用晶振電路作為時鐘脈沖的發出信號，利用計數器對脈沖信號進行計數和分頻，通過譯碼器對測得的數據進行譯碼分析，最后將測得的數據通過數碼管進行顯示出來。但是這種電路的缺點是系統過于簡單，系統性能的穩定性也不夠，電路的調節計費功能比較復雜，電路的實用性不強。電路框圖如圖1所示：

方案2：通過計算磁感應傳感器產生的低脈沖數來計算里程和相應的出租車費。傳感器發出的信號被送到單片機進行編碼和解碼,最終實現出租車計價器的計價功能。

方案3：采用MCU技術,利用單片機控制。以AT89S51單片機作為主控制器,運用霍爾傳感器A44E進行測量距離,運用七段數碼管作為顯示電路。系統實使用AT24C02接受和保存數據信息，同時它還有掉電保護的作用。電路圖如圖2所示：

圖2 單片機控制方案

通過以上三種方案的比較，本次采用單片機控制方案。此方案比較靈活，，不但能夠實現以上兩種方案的所有功能，而且具有強大的擴展功能，系統的升級也比較方便。

1.2 里程計算設計方案論證與比較

方案1：采用霍爾線性器件，將轉速轉變為電壓信號提供給單片機，從而達到計算里程的目的。

方案2：采用霍爾開關器件中的霍爾傳感器A44E，按汽車車輪轉速的高低，每轉發出相應數目的脈沖信號。

通過比較以上兩種設計方案，方案一雖然運行可靠，但體積大，精度低，且由于測量值是模擬量，必須經過A/D轉換后讀入計算機，針對于出租車計價器而言較為煩瑣，不適用,因此我們采用方案二。

2 系統的硬件電路設計

2.1 按鍵電路

按鍵控制電路中，單片機的P1.0管腳接啟動/停止/加速等按鍵，通過軟件編程，當按下按鍵計數器開始工作，開始計價；當彈起按鍵時，計數器停止工作，停止計價，啟動/停止按鍵帶自鎖功能。按下啟動按鍵，開關處于導通狀態，這時給P1.0送低電平信號，這時TR0=1,計數器開始工作，調用計價子程序開始計價。清零按鍵接單片機的P1.3管腳，按下清零按鍵，P1.3為低電平，調用清零子程序，用于將顯示數據清零，在程序中給各位賦0代碼（0x3f），以達到清零的目的，方便下次計價。另外加速功能鍵，在程序運行過程中按下，會體現出一個加速的效果，一共有四個檔位。

2.2 時鐘控制電路設計

時鐘電路一般有兩種：內部時鐘方式和外部時鐘方式。在本次設計中采用外部振蕩脈沖信號實現。外部的時鐘源直接接到XTAL2端，通過XTAL2端輸入到片內的時鐘發生器上，同時連接一個4.7-10千歐的上拉電阻。

2.3 復位電路控制設計

單片機的復位一般是由外部的復位電路來實現的。復位方式一般有兩種：上電自動復位和按鈕復位。上電自動復位一般是通過外部電路電容的充放電來實現的。而按鍵手動復位主要是通過電阻與電源的接通而實現的。

2.4 里程及計價控制模塊的設計

里程計算主要是通過霍爾傳感器A44E來檢測信號的，它在安裝在車輪上，將檢測信號傳遞給單片機，單片機通過運算和處理，最終將信號送到顯示單元進行顯示。

2.5 顯示電路

顯示器有靜態顯示和動態顯示兩種顯示方法。如果顯示器的位數較多的話，則需要增加鎖存器。因此，在顯示位數較多的情況下，一般都采用動態顯示的方式。同時為了簡化硬件電路結構，通常將段碼線相應段并聯在一起形成分時選通。

3 軟件設計

3.1 顯示程序設計

顯示部分采用高亮度LED 數碼管顯示，因其白天對比度也夠高。如果采用LCD 液晶顯示,在距離屏幕1 m 之外就無法看清數據,而且在白天其對比度也不能夠滿足要求。當無顧客時,只顯示時間方便司機，且可以省電。當要查詢以往的營運數據時,按查詢鍵可提供顯示。

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