出租车计价器系统设计.docx
《出租车计价器系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《出租车计价器系统设计.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
出租车计价器系统设计
毕业设计（论文）
（成教）
题目：
出租车计价器的系统设计
院（系）：
机电工程系
专业：
机械制造与自动化
*****
学号：
**********
****邓文亮
二〇一二年三月十五日
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
杨涛
学号
2009189190
专业
机械制造与自动化
院（系）
机电工程系
毕业设计（论文）题目
出租车计价器的系统设计
任务与要求
随着出租车行业的发展，对出租车计费器的要求也越来越高，用户不仅要求计费器性能稳定，计费准确，有防作弊功能；同时还要求其具有车票资料打印、IC卡付费和电脑串行通信功能。
不同国家和地址的计费方式存在差异，如有些地区有夜间收费及郊区收费等，而有些地区则无夜间收费和郊区收费。
本系统要求用单片机PIC16F877A和一些外围原件组成，具有操作简单，显示明了，功能强大的特点。
整个系统只有两个按键，一个“启动/停止”，一个“复位”。
使用TG12864液晶模组作为显示器，可以显示数字、字母、中文、图片等，使系统信息一目了然；本系统除了里程统计和费用计算以外，还具有万年历和语音播报功能。
该系统还具有防止干扰和防死机的功能,系统的电源是专门为出租车设计的,具有相当强的稳压效果,系统采用了EEPROM存储器,可以方便且安全的记录顾客和车主的信息。
完成时间段
2011年12月15日至2012年3月15日共13周
指导教师单位
重庆科创职业学院
职称
讲师
院（系）审核意见
毕业设计（论文）进度计划表
日期
工作内容
执行情况
指导教师
签字
12月15日
至
12月25日
选题
12月26日
至
1月2日
论文提纲写作
1月3日
至
2月15日
初稿写作
2月15日
至
2月29日
二稿写作
3月1日
至
3月10日
定稿并上交论文的电子文稿
3月10日
至
3月15日
做好论文评阅准备
教师对进度计划
实施情况总评
签名
年月日
本表作评定学生平时成绩的依据之一
毕业设计（论文）中期检查记录表
学生填写
毕业设计（论文）题目:
出租车计价器的系统设计
学生姓名:
杨涛
学号：
2009189190
专业：
机械制造与自动化
指导教师姓名:
邓文亮
职称:
讲师
检查
教师填写
毕业设计（论文）题目工作量
饱满
一般
不够
毕业设计（论文）题目难度
大
适中
不够
毕业设计（论文）题目涉及知识点
丰富
比较丰富
较少
毕业设计（论文）题目价值
很有价值
一般
价值不大
学生是否按计划进度独立完成工作任务
学生毕业设计（论文）工作进度填写情况
指导次数
学生工作态度
认真
一般
较差
其他检查内容：
存在问题及采取措施:
检查教师签字:
年月日
院（系）意见
（加盖公章）:
年月日
摘要
随着经济的发展，带动汽车行业快速发展，出租车日益普遍，了解在出租车上应用的计费系统，对我们日常生活也有帮助。
而使用单片机实现该系统，是深化单片机应用的良好途径。
本系统初步设计采用PIC单片机作为控制中心，外加霍尔式传感器对行程进行测距，实现对出租车计价统计，采用EEPROM存储芯片在掉电时保存当前设定的单价信息和系统信息，输出采用LCD显示。
设计完成之后，不但能实现基本的计价功能，根据不同的情况收取不同的费用，还能在不计价的时候为司机提供时间休息。
关键词：
时钟芯PCF8563语音芯片ISD1420TG12864液晶模
Abstract
Withthedevelopmentofeconomy,drivetheautomobileindustryrapiddevelopment,thetaxiisincreasinglycommoninthetaxi,understandtheapplicationofbillingsystemofourdailylife,butalsohelp.MCUandtheuseofthesystem,deepentheSCMapplicationisagoodway.
TheinitialsystemdesignusingPICsinglechipmicrocomputerasthecontrolcenter,andtheHolzertypesensortotripdistance,realizethetaximeterstatistics,usingEEPROMmemorychipduringpowerdowntosavethecurrentsettingsofthepriceofinformationandinformationsystems,theoutputusingLCDdisplay.Thedesigniscomplete,cannotonlyrealizethebasicvaluationfunction,accordingtodifferentsituation,differentfees,butalsonotaccountedforinthetimeforthedrivertoprovidetimeforrest.
Keywords:
clockcorePCF8563voicechipISD1420TG12864LCDmodule
第一章绪言
随着经济的发展，带动汽车行业快速发展，出租车日益普遍，了解在出租车上应用的计费系统，对我们日常生活也有帮助。
而使用单片机实现该系统，是深化单片机应用的良好途径。
本系统由单片机PIC16F877A和一些外围原件组成，具有操作简单，显示明了，功能强大的特点。
整个系统只有两个按键，一个“启动/停止”，一个“复位”。
使用TG12864液晶模组作为显示器，可以显示数字、字母、中文、图片等，使系统信息一目了然；本系统除了里程统计和费用计算以外，还具有万年历和语音播报功能。
万年历由时钟芯片PCF8563实时提供时钟信号，再由单片机调用显示；语音播报由语音芯片ISD1420提供语音信息，语音信息放在不同的地址里，由单片机从这些地址中调用合适的语音进行播放。
本方案充分发挥人性化的特点，利用ISD1420的语音功能，配合TG12864液晶模组，模拟实现带语音提示的出租车计价系统。
比较真实地模拟出租车的空车、载客、到站及对各状况的费率的计算、统计、显示和语音播报等功能。
第二章系统组成
此出租车计费系统以单片机为系统核心，利用PIC16F877单片机配合TG12864液晶模组及ISD1420语音模块等，实现基本的出租车计价器功能。
本系统是由PIC单片机、液晶显示模块、计数脉冲发生器、系统实时时钟及语音等模块组成。
系统框图如图1-1所示:
图2-1系统框图
第一节里程计量功能
a）单片机对传感器输出脉冲进行计数，并将脉冲数换算成公里数；
b）每一个脉冲代表轮胎旋转一周，设轮胎的直径为520mm，轮胎的周长为：
（即每转一圈的距离）
520x3.14159=1634mm=1.634m
c）每公里的脉冲数:
PulsePerKM=1000m/1.634m=612（个脉冲）
第二节费用计算功能
费用计算包括三部分：
起步费、行使费和燃油附加费：
起步费用（StartPrice）—
当行驶里程（RunMilege）在2.3Km（含2.3Km）以内按起步价（StartPrice）7元计费。
即行使费用（RunPrice）为：
RunPrice=StartPrice+1=8（元）
行使费用（RunPrice）--
行使费用分短途与长途两种情况：
当行驶里程（RunMilege）超出2.3Km时并且小于35Km时，按2.6元/Km收费，这时行驶费用为：
RunPrice=StartPrice+2.6×（RunMilege-StartMilege）+1
其中：
StartPrice为起步价=7元
StartMilege为起步里程=2.3Km
RunMilege为行使里程（总行使里程）
RunPrice为行使费用（总行使金额）
当行使里程超过35Km后，要加空驶费，即每公里升至3.50元,这时行驶费用为：
燃油附加费--每车次加收一元。
第三节语音播放功能
①.当初次按下“start／stop”键，出租车开始启动，系统播放“您好！
欢迎乘坐本公司出租汽车，谢谢！
”播送完毕，计费器开始计费。
②.按下“SpeedUp”键，出租车加速行使，最高速为100Km。
③.按下“SpeedDown”键，出租车减速行使，最低速为0Km。
④.在行使状态下，按下“start／stop”键，表示出租车到站，结束行使。
这时候，系统播放“您好！
行使里程XXX公里，应付XXX元，请检查您的随身物品，欢迎再次乘坐,再见！
”的提示音。
⑤.按下“Reset”键，进入空车状态。
第四节中文菜单显示功能
①.在空车状态下（启动前），LCD屏幕上显示如下的中文信息：
2009年XX月XX日
XX时XX分XX秒
<空车>
②.在空车状态下，按下“start／stop”键，系统播放“您好！
欢迎乘坐本公司出租汽车，谢谢！
”的提示音，同时在LCD屏幕上显示如下的中文信息：
您好！
欢迎乘坐本公司出租汽车，谢谢！
③.播完提示音后，进入行使状态，LCD屏幕显示以下信息：
2009年XX月XX日
XX时XX分XX秒
<空车>
④.在行使状态，按下“SpeedUp”键，里程显示的公里数增加的速度会不断的变快，金额数值也在作相应的变化。
按下“SpeedDown”键，里程显示的公里数增加的速度会不断的变慢。
⑤.在行使状态，按下“start／stop”键，表示出租车到站，结束行程。
这时屏幕显示以下信息：
起步价：
5.0元
总里程：
XXX.XX公里
总金额：
XXX.XX元
同时，系统播放“您好！
行使里程xxx.xx公里，应付xxx.xx元，请检查您的随身物品，欢迎再次乘坐，再见！
”的提示音。
第五节实时时钟功能
本系统采用两种方法实现日历时钟：
（1）用实时时钟芯片－FC8563作为时钟电路，产生年／月／日／时／分／秒等信号，供系统调用。
（2）用单片机中断的方法产生年／月／日／时／分／秒等信号。
（3）两种方法由同学自行选择。
第六节本系统设置
（1）“start／stop”键—开始进入行使/结束行使（到站）。
（2）“SpeedUp”键—行使加速按键。
按下次按键，可使出租车的速度由0Km上升到100Km。
（3）“SpeedDown”键--行使减速按键。
按下次按键，可使出租车的速度由100K下降到0Km。
（4）“Reset”键--进入空车状态
第三章主程序/CPU模块
第一节主程序/CPU电路
该模块主要包括系统初始化、PWM计数脉冲的产生、里程的识别和费率的计算及各功能模块的的组织和管理等。
主程序模块在系统中起着重要的作用。
PIC16F877主要性能:
·具有高性能RISCCPU。
·具有25条单字指令。
·除程序分支指令为两个周期外，其余均为单周期指令。
·运行速度：
DC-20MHZ时钟输入
DC-200ns指令周期
·8K*14个FLASH程序存储器
368*8个数据存储器（RAM）字节
256*8EEPROM数据存储器字节
·引脚输出和PIC16C73B/74B/76/77兼容
·中断能力（达到14个中断源）
·8级深度的硬件堆栈
·直接，间接和相对寻址方式
·上电复位（POR）
·上电定时器（PWRT）和振荡启动定时器（OST）
·监视定时器（WDT），它带有片内可靠运行的RC振荡器
·可编程的全码保护
·低功耗睡眠方式
·可选择的振荡器
·低功耗、高速CMOSFLASH/EEPROM工艺
·全静态设计
·要线串行编程（ICSP）
·单独5V的内部电路串行编程（ICSP）能力，处理机读/写访问程序存储器
·运行电压范围2.0V到5.5V
·高吸入/拉出电流25mA
·商用，工业用温度范围
·低功耗：
在5V，4MHz时典型值小于2mA
在3V，32KHz时典型值小于20uA
典型的稳态电流值小于1uA
外围特征：
·Timer0:
带有预分频器的8位定时/计数器
·Timer1:
带有预分频的16位定时器/计数器，在使用外部晶体振荡时钟时，在Sleep期间仍能工作。
·Timer2:
带有8位分频寄存器，预分频器和后分频器的8位定时器/计数器
·2个捕捉器，比较器，PWM模块
其中：
捕捉器是16位，最大分辩率为12.5ns
比较器是16位，最大分辩率方200ns
PWM最大分辩率为是10位
·10位多通道模/数转换器
·带有SPI（主模式）和I2C（主/从）模式的SSP
·带有9位地址探测的通用同步异步接收/发送器（USART/SCI）
·带有RD，WR和CS控制（只40/44引脚）8位字宽的并行从端口
·带有降压复位的降压检测电路
第二节语音播放模块
ISD1420系列单片录放时间8至20秒，音质好。
芯片采用CMOS技术，内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。
最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少数电阻电容。
在录放操作结束后，芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0.5uA。
ISD1420系列有唯一的录音控制和边缘/电平触发两种放音控制。
不分段时外围线路最简，也可按最小段长为单位任意组合分段，芯片提供若干操作模式，大大提高了控制的灵活性。
芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。
采样频率从5.3，6.4到8.0KHz，对音质仅有轻微影响。
片内信息可保存100年（无需后备电源），EEPROM单片可反复录音十万次。
第三节液晶显示驱动模块
液晶显示驱动模块电路图及说明
TG12864E是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶，显示器组成。
可完成图形显示,也可以8×4个（16×16点阵）汉字。
主要技术参数和性能：
·电源：
VDD：
+2.7~+5V;模块内自带-10V负压，用于LCD的驱动电压。
·显示内容：
128（列）×64（行）点
·全屏幕点阵
·七种指令
·与CPU接口采用8位数据总线并行输入输出和8条控制线
·占空比1/64
·工作温度：
-10℃~+60℃，储存温度：
-20℃~+70℃，可选择宽温：
-20℃~+70℃
第四节脉冲发生器模块
NE555定时器具有定时精度高、工作速度快、可靠性好、电源电压范围宽（3-18V）、输出电流大（可高达200mA）等优点，可组成各种波形的脉冲振荡电路、定时延时电路、是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能中规模集成电路。
只需在外部配接适当的阻容元件，便可组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等多种应用电路，在这个电路中是多谐振荡器，它电路简单、性能稳定，波形标准。
该模块完成传感器脉冲计量，然后转换为公里数，并根据规则计算对应的费用。
同时，监测行驶速度，统计低速时间，计算低速等待费用，提供液晶显示更新函数，以便主函数可以控制更新用户界面以及行驶里程、费用等信息的显示。
该模块包括PWM管理程序、里程计量程序、时间管理程序、费用管理程序、用户界面控制程序等部分。
第四章系统程序设计
第一节系统主程序
图4-1系统主程序
主程序开始
voidmain（）
{
initial（）;
init（）;
lcm_init（）;
InitI2C（）;
count=0;
RunMilege=0;
flag=0;
play_fg1=0;
play_fg2=0;
转换为图形方式
write_inst（0x34）;
write_inst（0x36）;
clear_picture_fast（）;
display_picture1（）;delay（100）;
换为文本方式
write_inst（0x30）;
write_inst（0x0c）;
write_inst（0x01）;
write_inst（0x06）;
显示一幅个人信息
disp_log1（）;
delay（200）;
write_inst（0x01）;
主程序循环开始
while
（1）
{
if（mode==0）模式0:
显示空车状态
{
INTE=0;
count=0;
kongche（）;
}
elseif（mode==1）模式1:
{
if（!
flag）标志位为"0"时
{
INTE=0;禁止中断产生
write_inst（0x01）;
yingke（）;显示欢迎界面
play（17,50）;播放“您好”
play（18,5）;播放“欢迎”
play（25,100）;播放“乘坐本公司出租汽车”
delay（200）;
flag=1;
write_inst（0x01）;
}
else标志位为"1"时
{
INTE=1;允许产生中断
price（）;里程和费率计算
zaike（）;进入载客界面
}
elseif（mode==2）模式2:
{
INTE=0;禁止中断产生
if（!
play_fg1）标志位为"0"时
{
daozhan（）;进入到站界面
play（21,60）;播放“车已到站”
delay（50）;
playsound_km（RunMil）;播放"行使里程"
delay（50）;
playsound_mn（Pricet）;播放"应付金额"
play_fg1=1;标志位为"1"
write_inst（0x01）;
}
jieshu（）;进入结束界面
if（!
play_fg2）标志位为"0"时
{
play（24,100）;播放“请检查您的随身物品”
play（18,5）;播放“欢迎”
play（20,5）;播放“再次”
play（25,100）;播放“乘坐本公司出租汽车”
play（19,5）;播放“再见”
play_fg2=1;置标志位为"1"
}
}
scankey（）;键盘扫描模块
}
里程和费率计算程序
费率计算函数
voidprice（）
{
if（RunMilege<=2300）
TotalPrice=700+100;
TotalPrice=800;
if（（RunMilege>2300）&&（RunMilege<=35000））
TotalPrice=700+（RunMilege-2300）*0.26+100;
TotalPrice=800+（RunMilege-2300）*0.26;
if（RunMilege>35000）
TotalPrice=700+（35000-2300）*0.26+（RunMilege-35000）*0.35+100;
TotalPrice=1112+（RunMilege-35000）*0.35;
Price=（ulong）TotalPrice;
}
第二节键盘处理程序流程图
图4-2键盘处理程序流程图
键盘扫描子程序模块
voidscankey（）
{
if（k2（））
{
bell（）;
if（mode==0x00）
{
mode=0x01;
write_inst（0x01）;
}
elseif（mode==0x01）
{
flag=0;
mode=0x02;
write_inst（0x01）;
}
}
if（k4（））
{
bell（）;
if（mode==0x02）
{
flag=0;
play_fg1=0;
play_fg2=0;
mode=0x00;
write_inst（0x01）;
count=0;
}
}
结论
通过这次毕业设计,我觉得自己学到了很多东西,特别是在即将毕业走向社会的时候,增加了自己以后在社会上工作的信心。
毕业设计是对我们大学三年学习的总考验.这次毕业设计,我有以下一些体会。
了解了进行一项相对比较大型的科研设计所必不可少的几个阶段。
毕业设计能够从理论设计和工程实践相结合,个人作用和集体协作相结合等全方面的培养学生的全面素质。
我经过这次系统的毕业设计,熟悉了对一项课题进行研究,设计和试验的详细过程。
这些在我们在将来的工作和学习当中都会有很大的帮助。
致谢
毕业设计，也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。
想借此机会感谢三年以来给我帮助的所有老师、同学，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中不可或缺的一部分。
论文得以顺利完成，要感谢的人实在太多了。
首先要衷心地感谢我的指导老师邓老师，您严谨的治学态度，开阔的思维，循循善诱的指导一直给我很大的帮助。
当我对论文的思路感到迷茫时，您为我理清思路，指导我往一条比较清晰的思路上进行修改。
在论文的不断修改中，我也努力做到及时积极地跟邓老师交流，因为我觉得这样可以使得我的论文更加完善。
在这里还要深深的对您说上一句抱歉，因为我的懒散和懈怠，令您费尽苦心并且几近失望。
论文的最终完成，也是一波三折。
在不断完善和修改的过程中，也让我更加懂得“一分耕耘才有一分收获”的道理。
再次对您表示感谢，师恩伟大，无以回报。
参考文献
[1]丁跃军:
PIC单片机基础教程.北航大学出版社,1995年
[2]李学海:
PIC单片机原理.北航大学出版社,1997年
[3]周润景,张丽娜:
基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真.北航大学出版社,1994年
[4]何立民:
单片机应用技术选编[M].北航大学出版社,1999年
[5]求实科技单片机典型模块设计实例导航[M].北京:
人民邮电出版社,2004
[6]陈小忠:
单片机接口技术实用子程序[M].北京:
人民邮电出版社,2005
[7]杨恢先,黄辉先:
单片机原理及应用[M].长沙:
国防科技大学出版社,2003
升级会员 