基于单片机出租车多功能计价器设计
应用领域的不同需要，因而具有极强的竞争力和生命力，应用前景广阔。今后它仍将是科技界、工业界广泛选择应用的8位微控制器，仍将是单片机应用的主流机种。各高校实验室大多都配备了MCS-51系统仿真实验装置。所以，它今后仍将是高等院校教材的首选内容之一。[1]
1.3设计目的及要求 1.3.1设计任务
设计一款基于AT89C51单片机的多功能出租车计价器。
1.3.2 设计要求
1.用前4位数码管实时显示里程数（Z），单位为公里，最后一位为小数位； 用后4位数码管时时显示金额数（J），单位为元，最后一位为小数位。格式：XXX.X 公里 XXX.X元
2.规定出租车白天价格为2元/公里，黑夜则价格为1.5元/公里；白天/黑夜分别由“白天” 按键和“黑夜” 按键设定。
3.（1）不同情况具有不同的收费标准。
白天规定出租车单程价格为2元/公里，黑夜则价格为1.5元/公里起步公里数为3公里，价格为8元；若实际运行大于3公里， 按“设计任务2”计算价格。途中等待 车速＜5公里/小时的时间累积为总等待时间T（分钟）， 每五分钟等待时间相当于里程加1公里。 （2）能进行手动修改单价。（AT24C02） （3）具有数据的复位功能。 （4）IO 口分配的简易要求 距离检测使用霍尔开关A44E 白天/黑夜收费标准的转换开关 数据的清零开关
单价的调整——起步价、里程计费单价、等待时间计费单价 （5）数据输出
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? 前4位数码管实时显示里程数（Z），单位为公里，最后一位为小数位；
后4位数码管时时显示金额数（J），单位为元，最后一位为小数位。 (6) 按键 功能键P1.0；
白天黑夜切换键P1.1； 停止键P1.2； 清除键P1.3； 查询、确认键P3.0 (7) LED指示灯 空车P1.4；
查询P1.5； 等待P1.6；
黑夜指示灯（仅晚上亮）P1.7 4.发挥部分
(1) 能够在掉电的情况下存储单价等数据。 (2) 能够显示当前的系统时间。 (3) 增加了指示灯提示功能
1.3.3系统主要功能
本课程设计所设计的出租车计价器的主要功能有：数据的复位、白天/晚上转换、数据输出、计时计价、单价输出及调整、路程输出，实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息等功能。输出采用8 段数码显示管。本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价，同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。
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第二章 计价器硬件设计
2.1.出租车计价器方案论证
方案一： 采用数字电路控制。用传感器件，输出脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不够，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；性能不够稳定，而且使用数字电路实现时整体规模大，使用器件多，难调试，出现故障时，不易发现原因，不利于维修。
里程传感器 电源电路及保护电路 金额显示 单价显示 移位寄存器 图2-1数字电路方案图
电路过于简单，性能不够稳定，而且不能够调节单价，也不能根据白天黑夜中途等待转换计费标准，电路不够实用。
方案二：出租车驱动轮转数与转轴转数的传动比是一定的，磁感应传感器会产生一个大约20 ms的低脉冲，通过计算磁感应传感器产生的低脉冲数来计算出租车跑的里程数及相应的车费。编码器的单片机通过一个I/O口来检测磁感应传感器信号，当确定为传感器产生的信号时，就通过另一个I/O口向解码器的单片机发送一组编码，而解码器的单片机则首先判断当前准备接收的数据是编码器发送的编码还是解码写入器发送的解码。当判断是解码写入器发送的解码时，解码器的单片机接收此解码，并利用12C总线协议将解码保存到EEPROM中去；当判断是编码器发送的编码时，解码器的单片机先接收此编码，然后读出EEPROM中的解码，将其与接收到的编码相比较，如果相同则解码器单片机通过一个I/O口向计价装置发出计价脉冲，否则不发出计价脉冲。
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磁感应传
解码写入器 感器 编码器 解码器 计价脉 冲 计价 装置
图2-2编码器方案图
此方法通常使干扰信号也能产生计数脉冲，分立元件过于复杂，电路稳定性不好。
方案三： 采用单片机控制。利用单片机丰富的I/O 端口来实现基本的里程计价功能和价格调节功能。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地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。设计采用AT89C51单片机为主控器， A44E霍尔传感器测距，实现对出租车的基本的计价设计，并采用AT24C02实现掉电保护，输出采用8段数码显示管动态显示。根据按键转换白天/黑夜/中途等待来选择不同的工作模式。
时钟电路 复位电路 按键控制 显示总里程和总金额 89C51 单片机 显示模块 掉电保护
图2-3单片机方案图
通过比较以上三种方案，单片机方案有较大的活动空间，I/O端口丰富，且控制灵活。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能， 而且还可以方便的对系统进行升级， 所以我们采用最后一种方案。
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2.2 系统的硬件构成及功能
本系统的硬件设计主要包括单片机AT89C51、数码管显示、A44E霍尔传感器电路、AT24C02 掉电存储单元的设计、里程计算及计价单元的设计。在硬件设计过程中，充分利用各部件的功能，实现多功能的出租车计价器设计。
利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。总体方案图如图2-4：
电源 键盘控制 AT89C51 数码管显示 里程计量电路 晶振电路 指示灯电路 掉电保护电路 DS1302时钟 复位电路 图2-4 总体方案图
2.3 AT89C51单片机及其引脚说明
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000
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