基于单片机的出租车计费系统的设计与实现.doc

目 录

1 绪论 .............................................................................................................................................1

1.1 系统研究背景 ........................................................................................................................1

1.2 系统研究意义 .......................................................................................................................1

1.3 本系统设计要求及指标 ........................................................................................................1

1.4 论文主要内容 .......................................................................................................................2

2 霍尔传感器 .................................................................................................................................3

2.1 霍尔传感器 A44E 结构及工作原理 ....................................................................................3

2.2 霍尔传感器 A44E 芯片的引脚及功能 ................................................................................4

3.2.1 管脚配置 .........................................................................................................................9

3.2.2.极限参数 ..........................................................................................................................9

3.2.3 功能描述 .......................................................................................................................10

3.2.4.管脚描述 ........................................................................................................................10

3.3 LCD1602 液晶显示模块 .....................................................................................................11

3.3.1 LCD1602 的结构及功能 ...............................................................................................11

3.3.2 LCD1602 液晶显示指令集 ...........................................................................................12

3.4 系统硬件具体设计 .............................................................................................................13

3.4.1 霍尔传感器电路设计 ...................................................................................................13

3.4.2 LCD 显示电路设计 .......................................................................................................13

4.2.1 主程序设计 ....................................................................................................................17

4.2.2 键盘服务程序 ...............................................................................................................18

4.2.3 显示子程序服务程序 ...................................................................................................19

4.2.4 霍尔传感器 A44E 软件的设计 ....................................................................................20

4.2.5 中途等待中断服务程序设计 .......................................................................................23

4.2.6 AT24C02 掉电保护软件设计 .......................................................................................23

4.2.7 直流电机的软件设计 ...................................................................................................23

5 系统调试 ...................................................................................................................................25

5.1 KEIL C 调试.........................................................................................................................25

5.2 PROTEUS 的调试................................................................................................................27

附录 1 硬件整体仿真图 ...........................................................................................................34

附录 2 源代码 ...........................................................................................................................35

1 绪论

1.1 系统研究背景

步入 21 世纪，出租车已经广泛地出现在我们周围。随着人们生活水平的不断提高，

出租车的使用频率也越来越高，出租车行业也以高质量的服务给人们带来了出行的享受。

但是由于行业的特殊性，出租车行业总存在着买纠纷，困扰着行业的发展。而在出租车行

业中解决这一矛盾的最好方法就是改良计价器，用更加精良的计价器来为乘客提供更加方

便快捷的服务。

30 年前，我国出现了出租车，但是由于当时的经济水平，出租车并没有普遍在我们生

起步价（如 10 元）增加。当出租车到达某地需要在那里等候时，司机只要按一下“计时”键，

每等候一定时间，计费显示就增加一个该收的等候费用。汽车继续行驶时，停止计算等候

费，继续增加里程计费。到达目的地，便可按显示的数字收费。

采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成

故障率高，难调试，对于模式的切换需要用到机械开关，机械开关时间久了会造成接触不

良，功能不易实现。为此我们采用了单片机进行设计，相对来说功能强大，用较少的硬件

和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完

成更多的附加功能。

1.2 系统研究意义

出租车是人们出行的重要交通工具，随着人们生活水平的提高，乘坐出租车的人越来

1.3 本系统设计要求及指标

设计要求：

1.分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，

广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。

2.设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。

3.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的

规律摆放各电路，并标出必要的说明。

设计指标：

1.不同情况具有不同的收费标准。白天、晚上、途中等待（>10min 开始收费）

2.能进行手动修改单价

3.具有数据的复位功能

4.掉电保护措施

5.按键：数据复位（清零），屏幕显示切换，电机调速等

6.超速报警模块

1.4 论文主要内容

第四章系统软件设计，给出了各个子模块的流程图及片段代码。

第五章系统的调试和运行结果分析。

2 霍尔传感器

霍尔器件是一种磁性传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的

场合中使用。霍尔器件以霍尔效应位其工作基础。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢

固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达 1MHZ），耐震动，不

怕灰尘，油污，水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高，线性度好；霍尔开

关器件无接触点，无磨损，输出波形清晰，无抖动，无回调，位置重复精度高。取用了各

种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达-55℃-150℃。

按照霍尔器件的功能可将它们分为：霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，

本论文设计的数据采集系统通过传感器采集数据，对数据传输的可靠性要求较高。综

合考虑以上因素，采用 A44E 作为测速传感器。

2.1 霍尔传感器A44E结构及工作原理

由于 A44E 属于开关型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽（4.5～18V），其输出的

信号符合 TTL 电平标准，可以直接接到单片机的 I/O 端口上，而且其最高检测频率可达到

1MHZ。集成开关型霍尔传感器原理如图 2-1 所示。

图 2-1 集成开关型霍耳传感器原理图

A44E集成霍耳开关由稳压器A、霍耳电势发生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密

特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。在输入端输入电压Vcc，经稳压器稳压后加在