显示的数字收费。 汽车计费器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出 租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计费器无论是对广大 出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计费器的研究也是十分有个 应用价值的。 采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成 故障率高，难调试，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。为此我们采用了单片机进行设计，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的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编 程来完成更多的附加功能。 设计目的 通过毕业设计使学生了解和掌握单片机应用技术了解和掌握语言的程序设计同 硬件电路的结合熟练运用，等软件的操作了解和掌握单片机硬件电路的 焊接和调试了解和掌握掉电存储芯片单片机霍尔传感器数码管 等外部接口芯片器件的应用。 系统设计方案选择 控制模块选择 方案采用。 是种低功耗高性能位微控制器，具有在系统可编程 存储器。使用经典的内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的位和在系统可编程，使得 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活超有效的解决方案。具有以下标准 功能字节，字节，位口线，看门狗定时器，内置， 复位电路，个位定时器计数器，个外部中断，个向量级中断结 构兼容传统的向量级中断结构，全双工串行口，。 另外可降至静态逻辑操作张辉杰支持种软件可选择节电模 式。空闲模式下，停止工作，允许定时器计数器串口中断继续工作。 掉电保护方式下，内容被保存，振荡器被冻结，单片机切工作停止，直到下个 中断或硬件复位为止。最高运作频率，可选 方案二只用芯片数字电路芯片设计。 运用霍尔传感器件来计量行走路程，其输出脉冲信号，经过放大整形比较形成方波 信号，经移位寄存器，实现计价，但是考虑到这种电路过于复杂，电路稳定性差，并且 不能实现调节单价的功能，也不能根据不同时间段调节不同计费标准，电路实用性不强。 其原理方框图如图所示。 综合比较上述两种方案，单片机最小系统模块采用。 图数字电路方案原理方框图 显示模块选择 方案采用数码管静态显示。 数码管是利用发光二极管的特性组合而成数字显示器件，通过控制相应的二极管的 霍尔传 感器 移位寄存 器 显示模块 状态显示相应的数字。使数码管正常显示就得有驱动电路驱动相应的段码，数码管显示 静态方式电路容易理解，驱动程序简单，但需要每个数码管都要块来驱动显示， 增高了成本，浪费系统硬件资源，而需要占用单片机多个口。因此静态显示方式只 适合显示单个的数字。 方案二采用数码管动态显示。 采用数码管动态扫显示方法，只需块数码管驱动器芯片和块译码器芯片就 可以驱动多个数码管，价格便宜，只需要个口就可以同时驱动个数码管显示。 硬件利用效率高，驱动程序容易理解和编程。但由于动态显示方式利用人眼视觉暂留的 特性，扫描的时间应不大于毫秒，占用系统资源大，而且显示的个数和字型有限，在 本设计中不易采用。 方案三采用显示。 液晶也叫字符型液晶它是种专门用来显示字母数字符号等的点型液 晶模块它有若干个或者等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示个字 符。每位之间有个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。 而且显示的字符在下条指令为到来之前不会改变，也就是能够维持显示的字符， 液晶占用的系统资源也少。内含数字字母符号种无汉字字符库，可 通过位或位的单片机进行显示字符的控制，通过编程可实现字行的上下滚页左右移 动，通过硬件连线可控制背景灯的对比度背景灯的开关。 综合比较上述两种方案，应采用液晶组成本设计的显示模块。 方案确定 经过以上方案的比较选择，确定选择作为本次设计的控制芯片，选择 液晶屏作为本次设计的显示模块。本次设计的方案原理图如图所示。 图单片机控制方案原理图 外围电路组 成最小系统 霍尔传感器 按键 液晶显示 系统硬件电路设计 单片机最小系统设计 单片机的各功能部件都是以时钟控制信号为基准，内部电路在时钟信号的控 制下，严格地按时序执行指令进行工作，单片机本身如同个复杂的同步时序电路，为 了保证其各输送到门 输出。当施加的磁场达到工作点即时，触发器输出高电压相对于地电位，使三 极管导通，此时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 释放点即时，触发器输出低电压，三极管截止，使门输出高电压，这种状态 为关。这样两次电压变换，使霍耳开关完成了次开关动作。车轮每转圈，霍尔传感 器集成芯片就产生个标准的脉冲信号送入单片机的定时计数器即 引脚，利用单片机的的计数功能完成路程的测量翟敏焕，。其集成霍耳开 关外形如图所示。 图集成开关型霍耳传感器原理图 图集成霍尔开关外形及接线 本设计选择了作为信号的输入端，内部采用计算脉冲数的方式测量行走路 程。设车轮每转圈时行走路程为，霍尔开关就检测并输出信号，单片机计 霍尔 工作点 数器就对外部脉冲进行计数，设当计数达到次时，相当于出租车行走，单片机 就控制将金额自动的加增加，每当出租车行走时显示屏就会刷新次，显示金额 金辉增加次。其计算公式当前单价公里数起步价总金额。霍尔传感器测距示意 图如图所示刘尧等霍尔传感器的电路如图所示。 图霍尔传感器测距示意图 图霍尔传感器电路图 系统软件设计 编程语言 单 片机 小磁铁霍尔传感器 目前，对单片机的编程主要采用汇编和语言。由于汇编语言的助记符指令和机器 指令对应。用汇编语言编制的程序效率高，占用存储空间小，运行速度快。汇编语 言能编写出最优化的程序，且能反映计算机的实际运行情况。尤其在进行端口管理 时，使用汇编语言有快捷直观的优点。但是缺乏通用性，程序不易移植。不同计算机 的汇编语言之间是不能通用的，因为它们各自都有适合于自己机型特点的汇编语言。并 且使用汇编语言相对于使用高级语言编程难度要大些，且程序可读性低，开放性差， 从系统开发时间来看，效率不是很高。 语言是种结构化语言，可产生紧凑代码。语言可以用许多机器级函数直接控 制操作硬件。语言是种通用的面向过程的程序语言。它具有高效灵活功能 丰富表达力强和较高的移植性等特点，在程序员中备受青睐。与汇编语言相比，语 言的优点如表所示。因此本设计采用语言编程，使编程更加简单，程序结构更清晰。 增强程序的移植性。 表语言的优点 编号优点 不要求了解单片机的指令系统，仅要求对的存储结构有初步了解 寄存器分配，不同存储器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理 程序有规范的结构，可分为不同的函数，这种方式可使程序结构化 具有将可变的选择与特殊操作组合在起的能力，改善了程序的可读性 关键字及运算符可用近似人的思维方式使用 编程及程序调试时间显著缩短，从而提高效率 提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力 已编好的程序可容易地植入新程序，因为它具有方便的模块化编程技术 软件设计 本次设计的基于单片机的出租车计费器要实现起步价单价可以随意设置，白天黑 夜计费方式不同，显示路程，起步价，单价，总金额等功能。因此就需要解决路程计算， 按键功能和显示等问题。 首先需要考虑如何进行路程计算的问题。在本设计中采用霍尔开关传感器来计算路 程。将磁铁粘贴在车轮上，并固定霍尔开关的位置。当磁铁远离霍尔开关时，霍尔开关 输出高电平，当磁铁靠近霍尔开关时，霍尔开关输出低电平，因此当轮子转动时，霍尔 开关将输出个方波信号。将霍尔开关的输出端接到单片机的，用来计算外部脉 冲数。算出外部脉冲数就是车轮转动的圈数，经过运算就可以算出行走路程。因此运用 霍尔开关就可以非常简单地算出行走路程。 其次是显示问题，先将初始化。然后再确定显示内容。由于本设计 的显示内容较多，需要经过严格的考虑安排，才能使得显示结果更加美观。首行显示的 内容为总金额和单价，第二行显示的内容为行走路程和起步价。为了使计费结果更精确， 总金额精确到毛，行走路程精确到百米，且每米总金额就刷新次。 最后，是按键功能和按键个数问题。由于出租车计费器需要实现起随意设置步价 单价白天黑夜计费方式不同，显示路程起步价单价总金额等功能，然而在不同 功能之间如何转换就成为个难点。用按键可以轻松地实现转换功能，但是不同按键的 组合，可以用更加少的按键实现相同的功能。但是如果按键较少，虽然在实现功能方面 是没有问题的，但是操作比较麻烦，使用起来比较困难。如果用较多按键每个按键只 有个功能且单独使用这样操作虽然简单，但是会造成浪费，成本的增加。经过实践， 个按键的相互组合使用，既能实现功能，操作又比较简单。 程序设计及流程图 本系统程序主要由主程序初始化与显示程序路程计算程序等组成。 清零设置 通过判断按键的闭合状态来判断是否进行清零。当按键为时，不进行清零， 当按键为时，进行清零。其流程图如图所示。表示按键不闭合，表示按键闭 合。 开始 清零不清零 结束 开始 等待不等待 结束 图清零设置流程图图等待设置流程图 等待设置 通过判断按键的闭合状态来判断是否实现等待功能。当按键为时，不实现等 待功能，当按键为时，实现等待功能。其流程图如图所示。表示按键不闭合， 表示按键闭合。 起步价设置 通过判断按键按键按键按键的闭合状态来设置起步价。当按键为 时退出起步价设置，当按键为时进入起步价设置。当按键为是进入白天起步价 设置，当按键为时进入晚上起步价设置。当按键为时，起步价不变，当按键 为时，起步价加，当按键为时，起步价不变，当按键为时，起步价减。其 程序流程图如图所示。表示按键不闭合，表示按键闭合。 单价设置 通过判断按键按键按键按键的闭合状态来设置单价。当按键为时 进入单价设置，当按键为时退出单价设置。当按键为是进入白天单价设置，当 按键为时进入晚上单价设置。当按键为时，单价不变，当按键为