淺談AT89C51單片機在出租車計費器方面的應用

景薇

【摘 要】隨著集成電路和計算機技術的飛速發展，單片機技術也得到了飛速發展，基于AT89C51單片機的出租車計費器不僅可以解決電子系統小型化、低功耗、高可靠性等問題，而且其開發周期短、開發軟件投入少、芯片價格不斷降低，不僅已成為工業測控領域普遍采用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和和生活的各個角落，有力地推動了各行業的技術改造和產品的更新換代，應用前景廣闊。采用單片機進行設計，相對來說功能強大，用較少的硬件和適當的軟件相互配合可以很容易的實現設計要求，且靈活性能強。

【關鍵詞】出租車計費器；AT89C51；定時器/計數器

On the Application of AT89C51 in terms of taxi meter

Jing Wei

（Xian Northwest Civil Aviation Project Management Co.， Ltd Xi'an Shanxi 710000）

【Abstract】With the rapid development of integrated circuits and computer technology， single-chip technology has been rapid development， based on AT89C51 taxi meter can not only solve the electronic system miniaturization， low power consumption， high reliability and other issues， but its development cycle short， less investment to develop software， chip prices continue to decrease， not only has become the intelligent control tools commonly used in the field of industrial measurement and control， and has infiltrated into every corner of people's work and life and a strong impetus to the various sectors of technological innovation and product replacement， application prospects. Using single-chip design， relatively speaking powerful， with less hardware and appropriate software can easily complement each other to achieve the design requirements， and flexibility can be strong.

【Key words】Taxi meter；AT89C51；Timer / counter

1. 前言

隨著改革開放日益深入，出租車行業的發展勢頭已十分突出，國內各機械廠家紛紛推出國產計價器。現在的出租車計價器能夠打印發票和語音提示等功能。現在各大中城市出租車行業都已普及自動計價器，所以計價器設計的發展已成定局。雖然部分小城市尚未普及，但隨著城市化進程日益深化，象征著城市面貌的出租車行業也將飛速發展，計價器普及必將大勢所趨。計價器作為出租車的一個重要組成部分，關系著出租車司機和乘客雙方的利益，起著重要的作用。

2. 因此，具有良好性能的計價器無論是對廣大出租車司機朋友還是乘客來說都是很有必要的

（1）單片機是在一塊硅片上集成了各種部件的微型計算機，是一種可通過編程控制的微處理器。包括中央處理器CPU、數據存儲器RAM、程序存儲器ROM、定時器/計數器和多種I/O接口電路等部件。AT89C51就是其中的一種。89C51系列單片機至少有兩個16位內部定時器/計數器。他們既可以編程為定時器使用，也可以編程為計數器使用。采用了單片機AT89C51，編程時無需將單片機從電路板上取下，直接可以對單片機進行編程；另外，采用單、雙信號防作弊技術和看門狗電路，較好地解決了計費器的作弊現象及死機問題。基于單片機的出租車計費器不僅可方便地軟件單體硬件，降低成本，具備一般計費器的計算里程和顯示總金額的功能，還具備了掉電保持，白天、晚上單價切換等功能。目前，該計費器已在許多大中城市得到了廣泛的應用。

（2）利用單片機AT89C51豐富的I/O端口，及控制靈活性，實現基本的里程計價功能和幾個調節、時間顯示功能。利用預先嵌入的程序來控制單片機工作，從而得到想要的預先結果。其原理圖1所示。

（3）通過以上框圖，我們可以看到用單片機來實現，有較大的活動空間，不但能實現所要求的功能，而且能在很大的程度上擴展功能，還能對系統進行升級。

（4）由圖2我們可以清楚地看到，該電路控制核心是AT89C51芯片，利用單片機軟件編程靈活、自由度大的特點，可擦除下載，力求用軟件完善各種控制算法和邏輯控制。該方案我們采用動態顯示的方法。動態顯示的優點是，它占用CPU的時間少，每次只把一個數據送到外部接口，雖然我們仿真看到的是全部數碼管都亮著，那是因為動態顯示的時間比較快，超過我們人眼的辨別能力。若我們在仿真的時候暫停一下，就可以清楚地看到，時間單元和價格單元分別只顯示一位。靜態顯示，是每一個數碼管不論在什么時候都點亮，占用CPU的時間很多。按鍵主要控制系統的初始化、開始工作、數據鎖存三項工作。剛開始上電，則所有的數碼管同時顯示全0狀態，當第一次按下開關，價格從起步價開始計費，等待是否超過三公里以及計算，時間單元則從00.00.00開始計時，一秒一秒往上加。

算法公式是：費用=起步價+（路程-設定的起步價公里數）×單價

路程=速度×時間 （速度恒定，60Km/h，也就是1Km/min）

若路程小于等于設定的起步價公里數，則收起步價，否則按費用公式算。

（5）由于速度恒定，所以計算的核心是時間，只要判斷時間超出設定的起步價公里數，則費用公式就開計算，每多出一公里，費用就加上單價，一分鐘一公里來計算，時間單由單片機的定時器/計數器來計算，延時1ms時間的初值由程序來設定。從起步開始，當汽車行駛里程未滿設定的起步價公里數時，均按起步價計算；超過這個數字后，實行每公里單價收費；中間遇到暫停時，計程數不再增加，而開始計時收費。計程收費和計時收費之和，便構成了車費總價。因此設計起來比較簡單。

3. 該計費器系統的軟件設計分為一下幾個模塊：

（1）主程序模塊。

在主程序模塊中，需要完成對個接口芯片的初始化、出租車起步價和單價、中斷向量的設計以及開中斷、循環等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設置啟動/清除標志寄存器、里程寄存器和價格寄存器，并對它們進行初始化。然后，主程序將根據各標志寄存器的內容，分別完成啟動、清除、計程和計價等不同的操作。流程圖如圖3所示。

當按下輕觸開關時，開始對系統初始化，價格和時間都顯示0、0，再次按下開關，時間單元開始計時，并計算時間是否超過指定分鐘，超過則從指定分鐘的下一分鐘開始計費。價格單元從起步價開始計費，每多一分鐘，價格單元多加一次單價。

（2）顯示子程序模塊。

由于顯示是由顯示時間子程序DIS1和顯示價格子程序DIS組成的，時間由小時、分、秒三個單元組成，共六個數碼管。價格由元和角兩個單元組成，最大可以顯示999.9元。

4. 結束語

本文通過對AT89C51單片機的分析，進行基于AT89C51單片機在出租車計費器方面的技術研究。通過在出租車計費器中引入AT89C51單片機，實現了基本的里程計價功能、時間顯示、打印發票、語音提示、白天夜晚單價切換等功能。基于單片機的出租車計費器不僅可以解決電子系統小型化、低功耗、高可靠性等問題，而且其開發周期短、開發軟件投入少、芯片價格不斷降低，不僅已成為工業測控領域普遍采用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和和生活的各個角落，有力地推動了各行業的技術改造和產品的更新換代，應用前景廣闊。

參考文獻

[1] 周立功，夏宇聞.單片機與CPLD綜合應用技術[M].北京：北京航空航天大學出版，2006：237～404

[2] 丁元杰.單片微機原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2005：6～388.

[3] 李光飛.單片機課程設計實例指導[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006：36～79.

[4] 李廣弟，朱月秀，冷祖祁.單片機基礎[M]，第3版，北京：北京航空航天大學出版社，2007：63～258.

[5] 沈美明，溫冬嬋.IBM匯編語言程序設計[M].北京：清華大學出版社，2004：3～385.

[6] 閻石.數字電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2007：71～452.

[7] 李群芳，肖看.單片機原理、接口及應用-嵌入式系統技術基礎 .北京：清華大學出版社，2005：47～335.