多功能出租车计价系统的研制

多功能出租车计价系统的研制时间：2011-01-1321:03:32来源：中南大学机电工程学院作者：李艳，李晓宇介绍一种多功能计价器，该计价器具备语音输出、计价显示、时钟显示、票据打印、营运参数调整、计量数据查询等多项功能。文中阐述了系统的硬件结构及软件框图。关键词：计价器；单片机；微型打印机；IC卡DesignofaMultiLIYan1,LIXiaoyu2(1.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.ShandongAssociationofPlantEngineering,Jinan250011,China)Abstract:Amultihasspeech,display,measurefunctionsandcanprintreceipt,inquiredata,adjustparameterandsoon.Thehardwarecircuitandsoftwareflowchartareintroduced.Keywords:taximeter;microprocessor;microprinter;ICcard1系统硬件结构及功能特性计价器的系统硬件框图如图1所示。系统需要输入的外部信号有传感器信号和空车灯信号。传感器与出租车转轴相连，车轮转动一圈即发出一个脉冲信号，用于计算路程。空车灯信号用于判断出租车是否处于空车状态。系统采用8052作为中央CPU单元，主要分为语音模块、显示模块、时钟模块、打印模块和IC卡管理模块。以下分别介绍系统的各项功能特性。1.1语音模块考虑到计价器产品的微型化、智能化，语音芯片采用了集成度较高的ISDl420芯片，其最大特点是采用EEPROM进行模拟信息直接存取而不必经过A/D和D／A转换。它内部带有话筒放大器、自动增益控制时钟、扬声器驱动电路等，采用+5V电源供电。语音模块与主系统的接口如图2所示，主系统通过8155扩展芯片的PA口与ISDl420芯片相连。设计过程中，先将固定语音部分(上、下车用语)信息存储到ISDl420内部的不同起点地址中。营运过程中根据上、下车的不同营运状态来实现不同语音功能播放。语音芯片工作时，系统首先将主程序指针转入放音处理程序，根据发音地址寻找ISDl420中的发音单元，然后将信号送到扬声器发出声音。主CPU完成送音程序后，立刻转入其他子程序。显示模块用于显示计价器在营运过程中的各种详细营运数据，如时间、单价、总价、等候时间及行车里程等。采用的元器件为显示接口芯片8279及LED数码管，其接口电路如图3所示。本系统采用DSl2887实时时钟芯片。它自身带有地址锁存功能，与主系统8052芯片的接口十分简单，如图4所示。AD0～AD7为双向地址/数据复用总线。AS为地址选通输入，其下电后，利用软件对DSl2887进行初始化，即各寄存器写入初始值。打印出租车专用发票，包括车牌号、上车时间、下车时间、等候时间、营运里程、单价、金额及日期等。本系统单独设计了智能微打电路：采用接口插板方式与主机相连，这—特点使得计价器的票据打印在功能上与主系统一体化，而在检查、维修时又可单独进行。本系统中所用微打的打印头是EPSON公司生产的Model——150Ⅱ型打印头。它是一种机械点阵式4针打印机构，有4个水平安装、且在同一滑架上的电磁铁打针。该微打采用了单独的单片机系统，考虑到微打自身的性能要求，使用Intel公司的8051芯片。微打与主单片机通过并行接口相连，其接口图如图5所示。当所需要打印的数据出现在打印机I/O0～I/O7上时，STB只要从高电平转到低电平，再从低电平转到高电平，就可把数据送入打印机。这时打印机将BUSY线置为忙(高电平)，禁止新数据输入，当打印机取走数据并处理完毕后，BUSY线被置为闲(低电平)，同时送出回答脉冲ACK通知系统，可以再次输入数据。该功能通过IC卡完成。计价器营运当中所需使用的一些计量参数，如：昼夜单价、起租里程、起租金额等，通过程序设置在IC卡中。同时，利用IC卡存储司机的详细营运数据及进行IC卡控管设置，实现统一管理、营运数据查询。在本系统中，IC卡座与8155的PC口相连。其具体连接为：PCI口接卡座的复位端RST，PC0口接卡座的时钟脉冲端CLK，PC2口接卡座的数据输入输出端I/O，PC3口接卡座的VDD端。IC卡的供电采用了独立电源的方式，并受控于8052。当有卡插入时，便开始向IC卡提供所需的电源。如果插入的是一张电源与地击穿的坏卡或金属片之类的物体，就会造成供电回路的短路现象，干扰整个设备的工作。采用IC卡独立供电方式，当出现IC卡电源短路情况时，电源稳压器因输出过载而形成短路保护，输出低电平，CPU检测到低电平时，对IC卡的供电便会中断。该系统软件采用模块化设计，系统程序固化在单片机内部ROM中。主程序的程序框图如图6所示，其中包含了若干子程序和中断服务程序。子程序的功能包括系统初始化、键处理、显示、语音与数据的传送处理等，中断服务程序包括行驶脉冲的计数与处理，时间的计数与处理，掉电保护处理、打印机处理等。该计价器由于实现了IC卡计量参数自动控制和关键数据的双备份，而使行车数据的精确度和稳定性都有大幅度提高。此外，计价器全部由高可靠性元件器件构成，具有多种抗干扰措施，能经受各种恶劣情况的考验。该新型多功能计价器系统性能稳定、体积小、成本低，能够很好地满足市场对出租车计价器的要求。