出租車智能計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　為解決出租車行業(yè)收費(fèi)不明朗、不合理問題，需對出租車計(jì)價(jià)器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。以AT89C51微處理器為核心芯片，分別控制DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、AEE4霍耳傳感測距系統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)、AT24C02掉電存儲(chǔ)系統(tǒng)以及數(shù)碼顯示系統(tǒng)，達(dá)到智能計(jì)價(jià)的目的。同時(shí)采用KEIL 51進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和PROTEUS進(jìn)行系統(tǒng)仿真操作，最后對實(shí)際模型進(jìn)行了調(diào)試和實(shí)驗(yàn)，效果良好。

　　0引言

　　出租車作為城市交通中獨(dú)特的交通工具，在城市交通運(yùn)營中具有不可替代的重要作用。出租車司機(jī)最關(guān)心計(jì)價(jià)器的營運(yùn)數(shù)據(jù)管理是否方便，而乘客往往最在意出租車計(jì)價(jià)計(jì)費(fèi)是否合理。為了減少出租車司機(jī)和乘客間不必要的誤會(huì)，設(shè)計(jì)既能準(zhǔn)確計(jì)價(jià)又能方便使用的計(jì)價(jià)器顯得非常重要。

　　科技在不斷發(fā)展，社會(huì)在快速進(jìn)步，出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)也需不斷地得到優(yōu)化。文中以嵌入式單片機(jī)AT89C51為主控MCU，設(shè)計(jì)多功能出租車智能計(jì)價(jià)器。此計(jì)價(jià)器能夠按實(shí)際情況綜合計(jì)價(jià)，并將乘車用時(shí)、行駛里程和乘車費(fèi)用等重要信息顯示出來，具有功能更齊全、系統(tǒng)更穩(wěn)定、使用更方便等優(yōu)勢。

　　1出租車智能計(jì)價(jià)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　利用AT89C51作為單片機(jī)核心器件設(shè)計(jì)的智能計(jì)價(jià)系統(tǒng)，使用方便、靈敏性好，其強(qiáng)大的控制處理功能和可擴(kuò)展功能為設(shè)計(jì)電路提供了很好的選擇。利用其I/O端口及其控制的多功能特點(diǎn)，采用按鍵控制進(jìn)行分屏顯示，實(shí)現(xiàn)基本乘車計(jì)價(jià)和信息顯示功能。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖

　　在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，以AT89C51單片機(jī)為控制中心，外接A44E霍爾傳感器信號采集模塊、時(shí)鐘模塊、按鍵模塊、顯示模塊以及掉電保護(hù)存儲(chǔ)模塊。其中，選用A44E霍爾傳感器信號采集模塊可將磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換為脈沖信號，從而計(jì)測出行車?yán)锍?時(shí)鐘模塊采用DS1302芯片，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘;掉電存儲(chǔ)模塊采用AT24C02芯片，以確保掉電時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存在存儲(chǔ)單元;當(dāng)系統(tǒng)重新上電時(shí)，能自動(dòng)讀取數(shù)據(jù);按鍵模塊采用四個(gè)按鍵控制，可實(shí)現(xiàn)分屏顯示功能;顯示模塊采用8位LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。

　　2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　2.1系統(tǒng)主程序

　　在主程序模塊中，不僅需要完成參量和接口的初始化設(shè)計(jì)、出租車起步價(jià)和單價(jià)的設(shè)置以及中斷、計(jì)算等操作，還應(yīng)設(shè)置啟動(dòng)/清除標(biāo)志、里程以及價(jià)格寄存器，并對其進(jìn)行初始化。最后，為實(shí)現(xiàn)寄存器中內(nèi)容的完整性及精確性，主程序應(yīng)能分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程及計(jì)費(fèi)等操作。

　　當(dāng)出租車起步運(yùn)行時(shí)，計(jì)價(jià)器同時(shí)啟動(dòng)開始計(jì)價(jià)，根據(jù)里程寄存器中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算并判別行駛路程是否超過起步價(jià)的里程。若已超過起步價(jià)里程，則根據(jù)里程值、單價(jià)數(shù)和起步價(jià)等來綜合計(jì)算當(dāng)前的乘車費(fèi)用;當(dāng)處于等待時(shí)段時(shí)，若無脈沖輸入，不產(chǎn)生中斷，一旦等待時(shí)間超過預(yù)設(shè)時(shí)間則會(huì)把等待超標(biāo)費(fèi)用另加到乘車總費(fèi)用中，并顯示相關(guān)信息。系統(tǒng)主程序流程圖如圖2所示。

　　圖2 系統(tǒng)主程序流程圖

　　2.2系統(tǒng)模塊程序

　　系統(tǒng)模塊程序主要包括五個(gè)服務(wù)程序：顯示子程序、里程計(jì)數(shù)中斷、定時(shí)中斷、中途等待中斷和按鍵服務(wù)程序。各服務(wù)程序介紹如下：

　　(1)顯示子程序。由于采取的是分屏數(shù)據(jù)顯示方式，因此需要用到4款顯示子程序：時(shí)、分、秒的顯示，金額單價(jià)的顯示，路程單價(jià)的顯示以及標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的顯示。

　　(2)里程計(jì)數(shù)中斷。霍耳傳感器每輸出一個(gè)低電平信號便中斷一次，當(dāng)里程計(jì)數(shù)器計(jì)滿1000個(gè)里程脈沖時(shí)，便將當(dāng)前計(jì)數(shù)送至里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序，并將當(dāng)前行車?yán)锍碳跋嚓P(guān)數(shù)據(jù)傳至行車?yán)锍膛c乘車費(fèi)用寄存器中。

　　(3)定時(shí)中斷。在定時(shí)中斷服務(wù)程序中，設(shè)置一次中斷時(shí)間為50ms，20次中斷時(shí)間為1s，計(jì)滿1s后將數(shù)據(jù)送到相應(yīng)顯示單元實(shí)時(shí)顯示。

　　(4)中途等待中斷。在計(jì)數(shù)狀態(tài)下霍耳開關(guān)無信號輸出時(shí)，片內(nèi)定時(shí)器啟動(dòng)。等待計(jì)時(shí)每達(dá)到5分鐘，就會(huì)在當(dāng)前金額基礎(chǔ)上自動(dòng)加上中途等待費(fèi)用。等待結(jié)束后計(jì)價(jià)系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到正常計(jì)價(jià)程序。

　　(5)按鍵服務(wù)程序。按鍵服務(wù)采取查詢模式，設(shè)置在主程序中。當(dāng)無按鍵按下時(shí)，單片機(jī)循環(huán)運(yùn)行主程序;按鍵被按下，則轉(zhuǎn)向運(yùn)行相應(yīng)子程序，并進(jìn)行其他操作處理。