出租車計費系統(tǒng)，其功能分為兩個方面，出租車計價器采用at24c02存儲芯片、LCD1602液晶顯示等設(shè)計而成。3公里內(nèi)為起步價，3公里以外為每公里多少錢，白天默認(rèn)是1.8元，晚上默認(rèn)是2.2元，這個價格用戶可以設(shè)定，等待3分鐘以內(nèi)不計價，3分鐘以外每分鐘多少元，白天默認(rèn)是0.5元，晚上默認(rèn)是1元，這個價格用戶可以設(shè)定。能進行白天/晚上轉(zhuǎn)換、途中等待時間和單價、總金額等所有數(shù)據(jù)輸出采用LCD1602顯示。
一、出租車計價器硬件電路設(shè)計
（1）晶振電路。單片機工作的時候有著嚴(yán)格的時序要求，先取一條指令，然后在譯碼器中進行譯碼，接著進行微操作，后再重復(fù)這樣一個過程。指令一條一條的被執(zhí)行，這些都需要節(jié)拍與之相配合，而晶振電路正是產(chǎn)生節(jié)拍的電路。一般來說，單片機內(nèi)部都整合有晶振電路，也叫晶體振蕩器，晶振電路對于單片機而言，它提供的單片機正常工作時的節(jié)拍，產(chǎn)生時鐘信號，單片機執(zhí)行指令的時候，就是根據(jù)節(jié)拍進行的，我們選的晶振頻率很高，則單片機運行速度也會越快，這對于控制系統(tǒng)而言是很重要的。
（2）復(fù)位電路。復(fù)位指的是回到初始狀態(tài)，復(fù)位是單片機系統(tǒng)正常工作的前提，RESET引腳是52單片機專用的復(fù)位引腳。將該引腳接高電平并讓之持續(xù)兩個機器周期，單片機的內(nèi)部進入復(fù)位狀態(tài)，且一直保持復(fù)位狀態(tài)，直到RESET引腳上面的電平變?yōu)榈碗娖?。一般而言，可以采用上電?fù)位或者是手動復(fù)位作為單片機的復(fù)位方式，上電復(fù)位指的是單面機剛啟動的時候就復(fù)位，效率較高，復(fù)位完成以后程序從首地址單元開始執(zhí)行。
（3）霍爾傳感器原理。本次設(shè)計信號的捕獲采用的是霍爾傳感器。其在工作過程中，需要利用到固定在電感線圈中的霍爾器件，利用此元件進行信號檢測。在檢測過程中，有金屬物體進入時，由于受到電磁感應(yīng)作用下磁場強度產(chǎn)生明顯波動，這樣霍爾器件將此波動信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，之后通過單片機來對信號做出判斷，給出結(jié)果。由于磁場的周期性，對應(yīng)的電壓信號也表現(xiàn)出一定周期性。這樣需要波峰檢測將其峰值檢測出，接著轉(zhuǎn)換處理后將對應(yīng)的信息送入單片機。這樣就可以通過電壓值的變化確定出是否存在金屬。根據(jù)電磁學(xué)知識，在傳感器線圈通以正弦交變電流I1時，在電磁感應(yīng)作用下線圈附近會產(chǎn)生一定強度的正弦交變磁場H1，并進而引發(fā)金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流I2，后者會導(dǎo)致出現(xiàn)交變磁場H2。兩磁場的方向不一致，且促使傳感器線圈的等效阻抗出現(xiàn)同樣的變化。
（4）AT24C02的設(shè)計。本系統(tǒng)利用AT24C02進行存儲設(shè)定的價格費用，保證掉電也能恢復(fù)。作為Atmel公司（美國）推出的一款CMOS型低功耗E2PROM的AT24C02，其存儲空間為256×8位，基本特征主要表現(xiàn)在體積小、數(shù)據(jù)難丟失、抗力強、10ms以內(nèi)的寫入速度、10000次以上的擦寫次數(shù)、2.5～5.5V的寬工作電壓等方面。這種串行設(shè)備并未將過多的I/O線及資源占用，主要是通過I2C總線式來讀寫數(shù)據(jù)，還能對在線編程提供支持，可以實時、便捷的取存數(shù)據(jù)。且片內(nèi)地址寄存器被設(shè)計在AT24C02內(nèi)，只要1個數(shù)據(jù)字節(jié)被讀出或?qū)戇M，片內(nèi)地址寄存器將自行增1，以便讀寫下個存儲單元，全部采用單一操作方式來對全部字節(jié)進行讀取。從總寫入時間節(jié)約角度來看，一次操作能將8字節(jié)數(shù)據(jù)寫入其中。
（5）液晶顯示電路。本裝置所采用的顯示模塊是市面上常見的1602液晶顯示器，其用于顯示費用和時間。1602液晶顯示器價格適中代碼豐富，并且可以直接移植到本系統(tǒng)的設(shè)計中。1602液晶顯示器可以用來顯示一些常見的字符，阿拉伯?dāng)?shù)字等簡單的文字，但是目前還不能顯示中文。1602液晶顯示器內(nèi)部主要是由點陣構(gòu)成，有背光和無背光的區(qū)別，但一般情況下不會影響顯示的內(nèi)容，1602液晶顯示器具有一個明顯的優(yōu)點，那就是在顯示數(shù)據(jù)的時候穩(wěn)定性非常好，這對用戶識別顯示器上的信息來說意義重大。
LCD的1、2腳為供電引腳，15和16是一個常高引腳和常低引腳，分別連接到電源正負(fù)，引腳3就是之前介紹的背景自動調(diào)節(jié)引腳，通過改變電阻R1和R2的比值來改變背景亮度，適應(yīng)不同的顯示環(huán)境。RS、R/E、EN引腳用來實現(xiàn)與單片機之間的讀寫操作，DB0-DB7是數(shù)據(jù)傳送IO口，就是單片機實現(xiàn)對DDRAM進行控制橋梁，在合適的讀寫時序下，單片機通過DB0-DB7液晶模塊的CGRAM以及DDRAM讀取和寫入兩種操作。在本系統(tǒng)中，1602液晶顯示器的電路連接非常簡單，可以將液晶顯示器的數(shù)據(jù)接口直接連在單片機的輸入輸出接口上。RS引腳是數(shù)據(jù)命令引腳，主要對液晶的數(shù)據(jù)是讀還是寫進行控制，RW為數(shù)據(jù)位的緩存端口，這個端口用來控制顯示數(shù)據(jù)的內(nèi)容，以及顯示的命令行字符，DB0到DB8為數(shù)據(jù)傳輸端口，和單片機的IO引腳可以直接連接。
二、出租車計價器軟件設(shè)計
系統(tǒng)的軟件設(shè)計思路：在工作開始進行的時候先初始化處理。初始化的內(nèi)容主要包括：傳感器初始化，單片機的復(fù)位。接著由軟件實現(xiàn)對單片機的按鍵電路實行掃描，確定設(shè)定的價格車費值。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的車輪的直徑，通過計算一圈的周長，測距采用霍爾傳感器感應(yīng)進行測量。通過按鍵可以調(diào)整起步價，里程收費，等待收費。通過按鍵模擬出租車的開始計費，等待，結(jié)束計費。在1602液晶上顯示里程數(shù)、等待時間，在結(jié)束計費時顯示白天與晚上的總費用。系統(tǒng)采用單片機C語言編程，使用KEIL4編程平臺。
總結(jié)
最終，我們設(shè)計實現(xiàn)出來出租車計費系統(tǒng)，現(xiàn)階段它所能實現(xiàn)的是：（1）顯示出租車行駛路程；（2）顯示出租車行駛速度；（3）顯示出租車實時的計費價格；（4）顯示乘客等待的時間。這四點僅僅是一個初始階段的實現(xiàn)，后續(xù)希望加入更多更完善的功能，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和智能性。
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