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示,简单直观,且易于编程,但占用系统口较多,不能实现资源的有效利用。
从设计的整体性考虑,该方案将导致单片机资源缺乏。
因此我们放弃了该方案。
方案二采用串行输入数码管显示。
模组采用专用驱动芯片,实现个段数码管的检测。
和单片机采用串行通讯,只需要个,大大节省了主控器。
显示内容直接由单片机送数即可,不需要扫描,节省资源。
经比较分析,采用串行输入数码管显示节省大量单片机资源,能很好地满足设计的需要,因此我们选择方案二。
车速模拟驱动模块以电机为驱动,将电机的转子与码盘连接在起,用码盘的转动模拟出租车车轮的转动,码盘的转速即为出租车的车速。
方案采用普通直流电机。
普通直流电机转动力矩大,转动速度快,驱动能力强,能快速带动码盘转动,很好得到达模拟效果。
但是,由于直流电机存在机械触点,易产生噪声,而且单独使用时不能精确控制定位。
方案二采用步进电机。
步进电机虽然不能达到很高转速,但其运行平稳,不会产生噪音。
此外步进电机的更容易控制我们只需通过调节步进电机的脉冲给定周期和给定个数就可以分别控制其转动速度和转动角度。
经分析,由于步进电机容易控制,使用步进电机为驱动带动码盘转动能很好地达到模拟实时出租车车轮转动的效果,因此我们选择了方案二。
单元硬件电路设计数码管显示设计本题中基本要求中的出租车行车里程数和计价金额显示,以及发挥部分的实时车速显示和累计等待时间显示需要两组位数码管显示,考虑到单片机有限的资源,我们采用能和单片机进行串行通讯的模组。
该模组显示内容直接由单片机送数即可,不需要扫描,节省资源。
其原理图如图图键盘设置模块设计本系统采用键盘,电路原理图见附图。
图中单片机的控制键盘的行,控制键盘的列。
键盘按键的具体功能见附图。
车速模拟模块设计本设计用步进电机带动码盘转动来模拟出租车车轮转动,从而完成出租车车速的模拟。
步进电机的驱动我们采用驱动器。
驱动具有抗干扰性高频性能好结构简单运行平稳的优点。
其驱动步进电机的电路图见附图。
车速检测模块设计本设计采用凹槽光电开关作为车速检测器。
凹槽光电开关灵敏度高实用性强安装方便。
凹槽光电开关检测码盘转动的圈数,将检测得到的信号送至主控器,主控器运用算法处理接收到的信号,从而得到出租车的实时车速。
凹槽光电开关的电路图见附图。
消费清单打印设计本设计实现了打印乘客消费清单的功能。
打印机试结果车速检测结果车速检测结果见附表。
行车里程及计价测试结果单程行车里程及计价测试结果见表。
表序号码盘转数行车里程理论金额实际金额误差公里元元公里元元公里元元公里元元公里元元误差分析本设计误差主要来源于车速检测传感器,由于传感器不够灵敏,当码盘转速较大时导致传感器采集信息出现差错。
改进措施减小误差的方法有采用灵敏度较高的车速检测传感器,主控器采用处理速度更快精度更高的单片机。
设计总结四天三夜的时间相当短暂,但经过协力合作,努力实践,我们如期圆满地完成了任务,成功地设计制作了个出租车计价系统。
本系统以单片机为控制核心,实现了题目中基本要求及发挥部分的所有功能,此外我们还扩展了出租车计价器的掉电保护功能。
通过此次比赛,我们熟悉了些基础理论知识,对部分原理有了更深的认识。
更重要的是四天的磨练,增强了我们的团队合作意识,动手能力,发现问题解决问题的能力。
当然,由于时间仓促,能力有限,我们的作品还存在些不足与缺陷,恳请各位老师批评指正,以有利于我们以后的进步提高。
参考文献夏彬彬,任明全,屈金学单片机常用模块与综合系统设计电子工业出版社,谭浩强语言程序设计清华大学出版社康华光电子技术基础模拟部分高等教育出版社余孟尝数字电子技术基础教程高等教育出版社附录附表序号仪器型号用途数量秒表计时万用表测量电阻直流稳压电源供电附表序号码盘转数所用时间实际车速显示车速误差转分钟公里小时公里小时转分钟公里小时公里小时转分钟公里小时公里小时转分钟公里小时公里小时转分钟公里小时公里小时附录二附图按键单程设置按键往返设置按键模拟里程按键暂停键按键查询按键清除按键起步价预置按键起步里程预置按键按键每公里价格预置按键按键预置价格增加按键按键按键按键预置价格减小附图附图附图读取命令开始读取接收到的数据指定地址写数据数码管显示附图开始键盘扫描按键消抖电机转速调节设置电机转速增加无按键按下返回正常状态电机转速减小暂停键盘扫描附图附图附录三重要源程序,摘要本系统以单片机为控制核心,辅以键盘调节数码管显示蜂鸣器报警车速模拟车速检测及信息存储电路,实现了出租车计价器的行车里程和车速的实时检测与显示计价金额显示以及价格预置等功能,满足了题目中基本部分及发挥部分的要求。
在此基础上,还增加了断电保护蜂鸣器警示行驶里程及价格打印等功能。
该系统功能齐全,实用性强。
经测试,计价器的各项显示指标均满足题目要求。
关键字出租车计价器价格预置断电保护目录系统方案设计系统整体方案的设计单元模块论证与比较显示模块车速模拟驱动模块键盘设置模块单元硬件电路设计数码管显示设计键盘设置模块设计车速模拟模块设计车速检测模块设计消费清单打印设计软件设计主程序及流程图各部分子程序流程图数码管显示子程序电机驱动子程序系统测试测试仪器清单测试方法实时车速检测计价测试测试结果车速检测结果行车里程及计价测试结果误差分析改进措施设计总结参考文献附录附录二系统方案设计系统整体方案的设计单片机口丰富控制灵活易于编程的优点,以单片机为控制核心的计价系统可以方便地实现车速检测价格预置里程计价显示等功能。
其原理图如图。
车速检测与里程计算键盘设置掉电存储数码管显示蜂鸣提示车速模拟装置消费清单打印图根据上图思路,我们设计了个以单片机为控制核心的出租车计价器系统。
该系统由键盘设置车速检测与里程计算数码管显示蜂鸣提示及掉电保护等模块组成。
其中,键盘设置模块实现系统的计价预置计价暂停单程与往返设置及金额查询功能等等车速检测与里程计算模块通过车速检测传感器器采集车速信息,送至单片机处理,得到实时车速及车的实时行程数码管显示模块完成车速里程数金额数以及累计时间的显示蜂鸣提示警示出租司机乘客到达目的地,计价停止掉电保护模块记录并存储当前计价器的各项显示信息,起到掉电保护作用。
单元模块论证与比较显示模块方案采用普通数码管显示。
用驱动数码管实现动态显示,简单直观,且易于编程,但占用系统口较多,不能实现资源的有效利用。
从设计的整体性考虑,该方案将导致单片机资源缺乏。
因此我们放弃了该方案。
方案二采用串行输入数码管显示。
模组采用专用驱动芯片,实现个段数码管的检测。
和单片机采用串行通讯,只需要个,大大节省了主控器。
显示内容直接由单片机送数即可,不需要扫描,节省资源。
经比较分析,采用串行输入数码管显示节省大量单片机资源,能很好地满足设计的需要,因此我们选择方案二。
车速模拟驱动模块以电机为驱动,将电机的转子与码盘连接在起,用码盘的转动模拟出租车车轮的转动,码盘的转速即为出租车
