基于單片機的出租車計價器的設計

衡水職業(yè)技術學院 王素芹

一、設計方案

（一）主控電路的設計

利用單片機豐富的 I/O端口和其本身控制的靈活性，可以實現基本的里程計價功能和價格調整、時鐘顯示等功能。

（二）掉電保護

DS13O2是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘，它可以在很小電流的后備電源（2.5V～5.5V電源，在2.5V時耗電小于3OOnA）下工作，利用DS13O2的RAM就可以實現掉電保護，而且可以很直觀的就可以顯示時間，可帶來很多方便。

（三）顯示設計

采用LED數碼管顯示。數碼管具有編程簡單，夜間顯示效果好，而且其價格便宜。

二、各單元電路設計

（一）里程計算、計價單元的設計

里程計算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器檢測到的脈沖信號，送到單片機產生中斷，單片機再根據程序設定，計算出里程。

A44E 屬于開關型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.5～18V），其輸出的信號符合TTL電平標準，可以直接接到單片機的IO 端口上，而且其最高檢測頻率可達到1MHZ。

在霍爾電勢發(fā)生器的兩端加上電壓VCC后，根據霍爾效應原理，當霍爾片處在磁場中時，霍爾傳感器的輸出端輸出低電平。當車輪轉動一圈時小磁鐵提供一個磁場，則霍爾傳感器輸出一次低電平完成一次數據采集。我們選擇了P3.3 口作為信號的輸入端，內部采用外部中斷O，車輪每轉一圈，霍爾開關就檢測并輸出信號，引起單片機的中斷，對脈沖計數。通過計算將脈沖增加體現在金額和里程上。

（二）掉電存儲單元電路

當主電源低于1OV時單片機就要采取掉電保護措施，我們采用看門狗電路MAX813L對電源電壓進行監(jiān)視，該芯片PFI的門限電壓是1.25V，當電源電壓為1OV時分壓結果使PFI引腳的電壓等于1.25V，電源電壓下降1OV以下時V小于1.25V，則PFO就從高電平跳變到低電平，將PFO連接單片機的外部中斷P3.2口，當PFO從高電平跳變到低電平時觸發(fā)中斷進行數據保護，數據保護采用的是時鐘芯片DS13O2，該芯片內部有32個寄存器可以對數據進行讀和寫以及時鐘的設置，所以當掉電時將數據寫入DS13O2，重新上電后在從該芯片中讀取數據，這樣就完成了掉電保護功能。如圖1所示。

（三）按鍵電路

按鍵設計了一個功能鍵，能夠選擇時，分，單價，配合上調和下調，對時間，單價調整。設一個“計價”鍵，當乘客上車后，出租車開始計價，設一個“清零”鍵，乘客下車后，里程，總價清零，設一個“打印”鍵，當乘客到站付錢后，打印基本收費信息。共六個按鍵。各鍵盤設置的功能如圖2所示。

按下對應按鍵時調用對應的程序執(zhí)行功能，其中計價按鍵含一個有乘客指示燈，清零按鍵還包含一個空車指示燈進行輔助顯示。

圖1

圖2 鍵盤功能示意圖

（四）顯示電路

顯示采用LED數碼管，LED顯示效果好，能顯示基本的數字信息，且程序簡單。LED顯示器與單片機的接口一般有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。LED采用靜態(tài)顯示與單片機接口時，共陰極或共陽極點連接在一起接地或高電平。靜態(tài)顯示器接口電路，在位數較多時，電路比較復雜，需要的接口芯片較多，成本也較高。動態(tài)LED顯示接口由于各個數碼管共用同一個段碼輸出口，分時輪流通電的，從而大大簡化了硬件線路，降低了成本。此次設計用動態(tài)顯示位選用74LS138驅動，138輸出低電平，所以選用共陰極數碼管。LED顯示器中每個發(fā)光二極管要通過5毫安-2O毫安的電流才能達到正常亮度。

在本設計中，LED的主要功能就是把北京時間和乘客坐出租車的單價、路程和費用顯示出來，給乘客帶來方便。

[1]曹巧媛.單片機原理及應用[M].電子工業(yè)出版社,2002.

[2]李朝青.單片機原理與接口技術[M].北京航空航天大學出版社,1999.

[3]陳啟美.微機原理、外設接口[M].清華大學出版社,2002(第1版).

[4]何小艇.電子系統設計[M].浙江大學出版社,1998.