单片机出租车计价器

学院课程设计说明书课程设计任务书出租车计费系统起止日期：2011年12月15日至2011年12月28日学生姓名张红雨班级电气0902学号0912180227成绩机电信息教学部2011年12月28日学院课程设计说明书基于51单片机原理出租车计价器的设计摘要由于科技的飞速发展，带动汽车行业快速发展，出租车日益普遍，而出租车上的计价器也不断发展，并且更加精确和智能化。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AT89C51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”；使用六个七段数码管作为显示器，可以显示数字、字母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DS1302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，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。本系统涉及到的理论知识有：AT89C51单片机知识、ISD1420语音芯片的可擦、写的语音芯片的工作原理及应用、实时时钟芯片的工作原理及应用、出租车计费系统的原理和实现方法。关键词：时钟芯片DS1302；语音芯片ISD1420；单片机AT89C51；掉电保护芯片24C02；学院课程设计说明书学院课程设计说明书目录前言.................................................................................................................................................1第一章出租车计价系统的设计要求与设计方案...........................................................................21.1出租车计价器系统组成.........................................................................................................21.2系统主要功能.........................................................................................................................21.3方案论证与比较.....................................................................................................................2第二章出租车计价系统的硬件设计..............................................................................................32.1出租车的硬件框图.................................................................................................................32.2AT89C51单片机的电路图及说明...........................................................................................32.3按键扫描模块.........................................................................................................................42.4显示模块.................................................................................................................................42.5掉电保护模块.........................................................................................................................52.6脉冲发生器模块.....................................................................................................................62.7时钟模块.................................................................................................................................62.8语音模块.................................................................................................................................8第三章出租车计价系统的软件设计..............................................................................................93.1系统主程序流程图.................................................................................................................93.2里程和费率计算程序流程图................................................................................................10第四章设计体会与小结...............................................................................................................11参考文献.........................................................................................................................................11附录.............................................................................................................................................12一．源程序........................................................................................................................................12二．系统硬件原理图......................................................................................................................151前言出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着出租车行业的发展，出租车已经是城市交通的重要组成部分，出租车计费器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计费器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。要将出租车计价系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节单价以及计价方式。因此，研究出租车计价器及扩大其应用，有着非常现实的意义。多年来国内普遍使用的计价器只具备单一的计量功能。目前全世界的计价器中有90%为台湾所生产。现今我国生产计价器的企业有上百家，主要是集中在北京，上海，沈阳和广州等地。我国第一家生产计价器的是重庆市起重机厂，最早的计价器全部采用机械齿轮构，只能完成简单的计程功能，可以说，早期的计价器就是个里程表。随着科学技术的发展，产生了第二代计价器。它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式，实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还可完成计价的工作。大规模集成电路的发展又产生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。它的功能也在不断完善。出租汽车计价器是一种专用的计量仪器，它安装在出租汽车上，能连续累加，并指示出行程中任一时刻乘客应付费用的总数，其金额值是计程和计时时间的函数。出租车计价器在最初使用时具备的主要功能是根据行驶里程计价，要求精度高，可靠性好。随着电子技术的发展以及对计价器的不断改进和完善，便产生了诸多的附加功能。例如：(1)LED显示功能，数码管的使用让计价器实现多屏显示的功能，可同时显示各项营运数据，使乘客一目了然；(2)永久时钟功能，在非营运状态下，日历时钟芯片的使用使计价器可以显示永久时钟；(3)存储功能，可存储多项营运数据，便于查询。新型数据存储器的应用使得计价器的营运数据在掉电情况下还可以保存10年。学院课程设计说明书2第一章出租车计价系统的设计要求与设计方案1.1出租车计价器系统组成此出租车计费系统以单片机为系统核心，利用89C51单片机配合六个数码管组成的显示模块及ISD1420语音模块等，实现基本的出租车计价器功能。本系统是由89C51单片机、数码管显示模块、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1-1系统功能图1.2系统主要功能本课程设计所设计的出租车计价器的主要功能有：里程计量及费用计算功能、实时时钟功能、按键功能。1.3方案论证与比较方案一：采用数字电路控制。采用传感器件，输出脉冲信号过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不稳定，而且不能调节单价，也不能根据天气调节计费标准，电路不够实用。方案二：采用单片机控制。利用单片机丰富的I/O端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。89C51单片机脉冲发生器键盘电源掉电保护时钟模块语音模块学院课程设计说明书3第二章出租车计价系统的硬件设计2.1出租车的硬件框图图2-2单片机控制方案2.2AT89C51单片机的电路图及说明AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用AT