电路方案：基于51单片机的出租车计价器的设计

在科学技术和经济水平快速发展的21世纪，乘坐出租车和网约车出行已经成为一种非常重要的交通出行方式。行业的转型发展让出租车行业迎来了一场新纪元。但是在出租车行业迅速发展的同时，也出现了很多问题。经营管理不善，司机服务不规范，随意定价收款的现象也是层出不穷。为了根治这种现象，出租车计价器孕育而生。出租车计价器的问世不仅减少了行业的乱象，而且让管理者和经营者更加诚信的服务乘客，在很大程度上改善了行业风气。

运用所学的知识和专业技能，以STC89C52系列单片机为核心设计一个简易的出租车计价器系统，实现出租车计价器的稳定运行。用霍尔传感器测速测量出租车的实时速度，用延时实现调速功能。设计的出租车计价器还需具有显示时钟和测量温度的功能，并且能够自动计算费用、设置起步价、设置每公里价格。设计选用STC89C52单片机作为控制器，自带AD转换，当一边有按键按下时，另一边以数字的形式在LCD12864显示屏上显示出相应的车速、温度、时间以及总价。

总体设计框图如图1-1所示，设计主要由单片机模块，按键控制模块和LCD12864显示模块组成，它们的作用分别为：

综上所述，根据在校所学以及掌握的理论知识，对51系列单片机的掌握更为熟练，同时价格也更为便宜的。51系列的单片机适用于相对简单较为容易实现的电路。51系列单片机比PIC系列单片机更容易实现设计要求，因此选择使用方案一设计。

2.2 显示模块的方案论证

综上所述，再结合出租车计价器的设计要求，选择LCD显示屏作为设计的显示模块。因为设计需要实现的功能较多，LED数码管能够显示的的内容单一，选用LED数码管，无法满足设计的显示需要。相反LCD12864显示屏具有显示多样化，可承载的内容多，可以做到高精度的操作。综上所述，显示模块采用方案二设计。

2.3电动机的方案论证

综上所述，由于光电转速传感器对环境的要求较大同时需要光源才能进行测速，相反霍尔传感器测速对环境要求较低，结构简单，再加上学习过霍尔传感器的相关理论知识，对霍尔传感器掌握程度远高于光电式转速传感器。因此选用霍尔传感器作为设计的测速模块。

依据所选的方案，选用STC89C52作为出租车计价器的主控芯片，利用STC89C52的各个端口，实现设计所需要的各个功能。单片机端口可以控制显示模块、驱动电机模块、温度传感器模块、霍尔传感器模块以及DS1302时钟模块，还能控制各个按键的功能。设计使用单片机的P10，P11接口和直流电机驱动模块相连。使用P37接口与温度传感器模块相连。使用P12，P13，P14接口连接K1，K2，K3按键。用P32接口连接霍尔传感器模块。用P20，P21，P22接口连接DS1302时钟芯片。P9接口连接复位电路。P18，P19接口连接晶振电路。电路设计简单，STC89C52芯片模块电路设计如图3-1所示。

3.1.2 系统晶振电路设计

晶振电路能够产生和时钟一样准确的振荡电路，产生时钟脉冲信号，用于控制单片机程序执行的节拍和时序。Y1两端接入单片机的XTAL1和XTAL2，接入两个大小为30PF的电容。晶振电路设计如图3-2所示。

3.1.3 复位电路设计

使用单片机的RST接口连接复位电路，设计的复位电路由10uF的电容和10k的电阻接入RESET按键组成复位电路，设计如图3-3所示。

3.1.4 电源电路设计

本设计采用经典的5V电源供电，为单片机提供电源，保障单片机工作电压的温度。电源电路设计如图3-4所示。

​​​​​​​3.2 按键控制电路设计

根据设计功能要求，设置三个控制按键，分别命名K1、K2、K3。利用单片机的P12，P13，P14接口实现对出租车计价器设计的各个功能要求。通过编写软件代码，当通电时，初始状态为空车，初始状态会显示时钟和温度。按下K2按键可以驱动直流电机转动，通过延时实现调速，再长按K2实现加速，长按K3实现减速。在电机转动的同时可以利用霍尔传感器测速，并且将速度显示在LCD12864显示屏上，这就实现了出租车计价器的测速并且显示的功能。按下K1按键进入乘客已上车界面，在电机转动的同时进行测速，自动计算总费用并且将费用显示在LCD12864显示屏上。再次按下K1按键进入乘客已下车界面并且显示总费用。再按下K1将进入设置起步价的界面按下K2起步价加1，按下K3起步价减1，设置完起步价后按下K1保存退出，这样就实现了设置起步价的功能。继续按下K1进入设置每公里价格界面，按K2加一，按K3减一。设置完成后按下K1保存退出。按键控制电路设计如图3-5所示。

3.3 显示电路设计

根据设计的性能要求，设计了显示灯电路设计，显示灯电路由1K电阻R4和LED灯组成，当出租车超速时，红灯亮起提示超速。显示电路设计如图3-6所示。

4 系统软件设计

系统需要使用到一下五种模式：无乘客、乘客以上车、乘客已下车、设置起步价、设置每公里价格。系统主函数程序设计流程如图4-1所示。前三个模式下操作基本相同，模式一的基本参数比模式二和模式三少，因为后面两种模式涉及到计算公里数和总价等等参数。基本参数包括温度、时间、起步价、是否有乘客乘坐或乘客上下车状态。以上所有模式按下K1都是切换到下一个模式，区别不同的是前三种模式下K2和K3是用于调速使用，后两种模式是用于调节价格。初始化系统采集时钟参数采集温度参数显示基本参数，接到乘客开始计费，乘客下车设置下一次起步价和设置下一次每公里价格。

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