出租车计价器系统设计毕业设计说明书_(编辑修改稿)

出租车计价器系统设计毕业设计说明书_(编辑修改稿)内容摘要：

止蜂鸣。 若按下 AN1 蜂鸣器一直鸣响 ,说明电池电压已低于 310V ,不用再进行放电。 (2)恒流定时充电控制线路 :图 55 中 W3 为充电电流调节电阻 ,调整 W3 使充电电流为12mA。 图中 C2 、 R8 及 C3 、 R10 为 4020 上电复位线路 ,C4 、 C5 、 C6 为旁路电容 ,可提高定时线路的干扰性能。 555 选择电压、温度漂移较小的 SE555 ,L ED2 用于充电状态指示 ,当K → 2 时 ,电池接入充电回路 ,按下 AN2 ,电池 便开始充电 ,同时 L ED2 闪烁 ,当充电时间到 8h 时 ,线路自动切断并停止充电。 线路用于电池容量检测时 ,首先对电池剩余容量放电 ,当放电至终止电压时 ,转入 8 小时充电 ,充电完毕后 ,再进行放电 ,记录开始放电至终止放电的时间 t (h) ,即可计算出电池的容量 :实际容量 = t 额定容量 / 5h (mAh)一般出租车计价器关机时 , 静态电流小于 50μ A ,而计价器要求断电一个月其内存数据及时钟线路仍能正常工作 ,可计算出备用电池容量不得低于 36mAh ,因此若实际容量仍能达到 36mAh ,则可继续使用。 图 55 为单路充放电控制线路。 多路可按图复制 ,但定时控制线路只需一路。 控制线路电压可由220V 交流经变压、整流、滤波后由 7812 提供 ,若变压器次级电流为 1A(电压可选 15V) ,而继电器的线包电流小于 100mA ,则最多可驱动 8 路充放电控制线路 ,可同时对 8 节 316V/ 60mAh 时 NiCd 电池进行充放电。 里程计算、计价单元的设计 1． 车轮转动里程检测电路 该电路的主要作用是敏感路程，产生计程脉冲；在具体实现时采用 霍尔传感器 A44E 来作为里程传感器，将安装在与车轮相连接的涡轮变速器的磁铁上，使汽车 每前进 10 m 传感器产生 一次 脉冲 ，即向里程计数器电路发出一个计数脉冲，以使得计数电路进行里程计数。 车速传感器测控系统框图如图 56 所示 17 图 56 车速传感器测控系统框图 2． 里程计数中断电路 当车轮转动里程检测电路提供了计程脉冲信号后，里程计数中断电路则根据该脉冲信号定时向微机系统发出计数中断请求信号，使系统根据一定的算法对里程数据进行计数计算。 里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器 A44E 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 5－ 6 所示。 图 5－ 7 传感器测距示意图 由于 A44E 属于 开关 型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽（ ～ 18V），其输出的信号符合 TTL 电平标准，可以直接接到单片机的 IO 端口上，而且其最高检测频率可达到 1MHZ。 集成开关型霍耳传感器原理 如图 58， A44E 集成霍耳开关由稳压器 A、霍耳电势发生器 (即硅霍耳片 )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 CC V ，经稳压 器稳压后加在霍耳电势发生器的两端，根据霍耳效应原理，当霍耳片处在磁场中时，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耳电势差 H V 输出，该 H V 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 OP B )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 rP B )89S51 单片机计价系统 D/A 转换 A/D 转换 测速采集卡 车速传感器 89S51 单片机 霍尔传感器 小磁铁 车轮 18 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，使霍耳开关完成了一次开关动作。 图 5－ 8 集成开关型霍耳传感器原理图 其集成霍耳开关外形及接线如图 5－ 9 所示。 19 图 5－ 9 集成霍耳开关外形及接线 我们选择了 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。 数据显示单元的设计 设计使 用一个定时 /计数器每 1/10 s 向主机发一次中断请求信号，并利用并行接口电路完成对时钟的实时显示功能。 同时，利用动态扫描电路完成对出租车的起价和当前累计价的显示。 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 展了时钟显示（包含时分秒的显示），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 5－ 10所示： 图 5－ 10 a 时钟显示（图中显示为 12 点 34 分 46 秒） 20 图 5－ 10 b 总金额和单价显示（图中显示为 总金额 元 ,每公里 元） 图 5－ 10 c 路程和单价显示（图中显示为总路程 12 公里 ,当前单价 元） 图 5－ 10 d 单价调整显示（图中显示为右起白天单价 元 /晚上 ） 数据的分屏的显示是通过按键 S1 来实现切换的，如图 5－ 11 所示。 21 图 5－ 11 S1 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 见附 图 二所 示。 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。 22 AT24C02 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 ，额定电流为 1mA，静态电流 10Ua()，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 512所示。 NC1NC2NC3GND4S D A5S C L6WP7V C C8U4A T 2 4 C 0 2 AGNDV C C串行存储模块R85 .1 kR 1 05 .1 k接 P 2 .5接 P 2 .6 图 5－ 12 掉电存储电路原理图 图中 R 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。 23 启动及清除电路 在系统电路中，设计一个启动 /清除按钮，用来作为启动里程计数或清除里程数计数的开关。 将该按钮开关接到微机系统的某个中断请求线上，当开关被按下一次时就作为计程启动中断请求；再按下一次时，就作为系统的计程清 0 中断处理。 按键单元的设计 电路共采用了四个按键， S S S 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。 24 第六章 软件设计 软件 设计 该系统软件采用汇编语言编制，模块化设计，分为主程序，脉 j巾中断程序，空车牌中断程序，键盘中断程序，日历时钟芯片中断程序，打印及显示程序。 在空车牌中断程序中完成对出租车营运状态的判断；在脉冲中断程序中完成计量计价工作；日历时钟芯片每秒钟向80C31发中断请求，在中断程序中完成等候计时工作或者时钟显示工作。 键盘中断程序用于完成各次营运数据的查寻工作。 结构框图 如 61图所示 图 61 系 统软件结构框图 该计程计价系统的软件设计分为以下几个模块： 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。 当主程序判断出有“启动计程 中断”发生时，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 主程序 定时中断服务程序 里程计数中断服务程序 中途等待中断服务程序 启动/清除计程中断服务程序 显示子程序服务程序 键盘服务程序 25 算出当前的累计价格，并将结果存于价格寄存器中，然后将已行走的里程数和当前累计价格送显示电路显示出来。 当主程序判断出有“清除计程中断”产生时，将显示电路中的当前行驶里程数和运行累计价格清 0，并重新进行初始化过程。 其程序流程如 图 65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。 2． 定时中断服务程序 在定时中断服务程序中，需要完成对行车时间的累加计数，并将该时间数据和当前时钟。