一種新型出租車計價器的設計

史榮珍 周獻中

摘要：以AT89C52單片機為控制核心的新型出租車計價器實現了自動計費，上電后顯示當前時間及日期，亦可顯示公里數、總價及等待時間。此外，還可以通過按鍵模塊來設置計價器的起步價，白天與晚上每公里的單價，時間和日期等功能。并通過Proteus軟件實現了該系統的模擬仿真，驗證了該設計的正確性與實用性。

關鍵詞：出租車計價器;單片機;LCD液晶顯示;Proteus軟件

中圖分類號：TB391? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）31-0083-02

出租車計價器的功能從一開始的只是顯示路程，要求司機自己定價，到后來的能夠自主計費，有了質的飛躍。現在各大中城市出租車與滴滴快車等行業已經普及自動計價器，所以計價器技術的發展已成定局[1-3]。傳統的出租車計價器存在測量里程不精量，計算總價不精確等問題，而且操作起來比較煩瑣，有些沒法自主設置單價，起步價以及白天和晚上的單價不同。文中設計的新型出租車計價器，可以進行起步價和每公里單價以及夜間單價的設定，并能顯示乘車過程中因堵車造成的等待時間及最后的乘車總價。

1 系統總體設計方案

該計價系統由AT89C52芯片作為設計的核心，利用霍爾傳感器實現對路程的測量，采用AT24C02存儲芯片保存起步價，單價和總價等相關信息，采用LCD液晶顯示器顯示時間、單價、路程和總金額。系統設計框圖由圖1所示。

2 系統主要硬件設計

設計以AT89C52作為核心芯片，構成最小相位系統[4]。AT89C52是一種低電位、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K系統可反復擦寫的Flash存儲器，兼容標準MCS-51指令系統[5-6]。該單片機具有良好的性能及抗干擾能力，而且編程和燒錄程序也比較方便。故選用該單片機既能滿足設計需求又能節約成本。

2.1 路程檢測電路

在出租車行駛過程中，利用霍爾傳感器檢測路程，假設車輪每轉一圈，周長約為1m，傳感器則會輸出一個標準的脈沖信號送入單片機P3.2引腳，利用單片機的計數功能完成100次的計數后所測量的路程為0.1Km。當出租車處于計費模式時，設置外部中斷處于打開狀態，開始根據里程信號計算公里數。每0.1Km顯示屏上的路程數據更新一次，每增加1Km計費變化一次。

2.2 按鍵輸入電路

采用獨立式鍵盤，設5個按鍵分別占用P1.0—P1.4共5個I/O口，每個按鍵電路相對獨立。電路上電后，每個I/O口處于高電平，當鍵按下時，I/O口處于低電平，釋放按鍵后，又變回高電平。如下文圖3所示，按鍵1為計價開始/結束鍵，按鍵2為等待開始/結束鍵，按鍵3為設置按鍵，通過不同按鍵實現對起步價，每公里計費單價，等待時間計費單價等重新設置，通過加值鍵和減值鍵實現對價格的增減。

2.3 LCD顯示器

采用LCD1602液晶顯示器顯示時間、路程和價格等信息。該液晶顯示器是字符型液晶，并且帶字符庫，顯示容量為16×2個字符，最佳工作電壓為5V，字符尺寸為2.95×4.35（W×H）mm[7]。如圖3電路圖所示，液晶顯示器連接了RW1電位器，若發現液晶不亮，可調節此電位器來改變液晶的亮度。

2.4 時間模塊和存儲模塊

時鐘電路采用DS1302實現時間的顯示。出租車計價過程中，晚上和白天的資費是不一樣的，所以要增加時鐘顯示功能，以此判斷是白天還是夜晚。計價過程中，起步價，每公里單價，等待時間、總價等信息均保存在AT24C02存儲芯片中。出租車運行時，單片機從時鐘芯片DS1302讀取時間信息，根據當前時間判斷是白天還是晚上，再從AT24C02讀取起步價，單價等資費數據。

3 系統軟件設計

該計價器系統使用Keil軟件采用C語言進行編程。主程序流程圖如圖2所示，首先對定時器及液晶顯示器進行初始化，再根據所按按鍵，進入其對應的程序，然后進行車費計算和存儲處理，最后在液晶顯示屏上顯示。此外按下設置鍵時，可通過加值鍵和減值鍵分別設置起步價、白天和晚上的每公里單價等信息。

4 系統仿真與結果分析

使用Proteus軟件繪制電路圖，并將C語言編好的程序下載至AT89C52單片機中，利用Proteus和Keil聯調實現動態仿真。該出租車計價器，可根據某城市設置對應的起步價，此計價器起步價已設為11元，里程為3公里，超過3公里后2.4元/公里開始計價，當時間為22：00至次日7：00的時間段，每公里的單價比白天增加50%，液晶屏上能實時顯示時間、總價和里程數。仿真結果如圖3所示，LCD屏上顯示時間是11點47分34秒，路程是1.2Km，總價是11元。

按照文中電路仿真圖，還進行了電路板的焊制，并將調試好的程序下載至電路板的單片機中，所得的實物運行結果和仿真結果完全一致，從而驗證了設計的正確性。

5 結束語

該新型出租車計價器采用AT89C52單片機為控制器，通過Proteus軟件實現了動態仿真，在LCD液晶顯示屏上實現時間、里程和總價的顯示。另外通過單獨按鍵模塊可以實現出租車當前時間、起步價、單價、等待時間等信息的設置與顯示，簡單方便，達到了預期的效果。

參考文獻：

[1] 周永超，李志廣. 液晶顯示出租車計價器設計[J]. 現代顯示，2012（142）： 29-33.

[2] 翟敏煥. 基于單片機的出租車計價器設計[J]. 現代計算機，2014（1）：64-67.

[3] 楊世品， 陳林. 基于Proteus的單片機出租車計價器的設計[J]. 微計算機信息，2007，23（3）：106-108.

[4] 黃英. 單片機工程應用技術[M]. 上海：復旦大學出版社，2011：9-12.

[5] 李廣第，朱月秀，冷祖祁. 單片機基礎[M].3版.北京：北京航空航天大學出版社，2007：23-25.

[6] 楊中興，王文魁. 單片機技術應用[M]. 北京： 北京理工大學出版社， 2017.

[7] 周潤景，張麗娜. 基于PROTEUS的電路及單片機系統設計與仿真[M]. 北京：北京航空航天出版社， 2006： 28-45.