智能出租車計價器設計

雍才富　史宏俊　莫岳平

摘 要：設計了一款智能出租車計價器，該出租車計價器以MSP430F149為核心部件，通過使用時鐘電路、掉電保護電路、數碼管顯示電路，以及路程測量等電路，實現了短途計費和遠途計費，中途停車計費和調價等一系列的功能。解決了傳統出租車計價器計價不精確，而且容易磨損，功能不多，沒有區分短途計費和遠途計費，中途停車也沒有根據時間來收費等問題。

關鍵詞：STC89S52RC單片機；出租車計價器；智能

引言

如今出租車計價器計價不精確，而且容易磨損，功能也不是很多，沒有區分短途計費和遠途計費，中途停車也沒有根據時間來收費。出租車計價器以MSP430F149為核心部件，通過使用時鐘電路、掉電保護電路、數碼管顯示電路，以及路程測量等電路，實現了短途計費和遠途計費，中途停車計費和調價等一系列的功能，具有很好的實用性。

1 系統主要功能

（1）出租汽車計費方法：白天（早5：00-晚22：59）起步價7元（3公里以內），超出3公里至35公里以內的公里數每公里按2.6元計費。超出35公里以外的公里數按3.5元計費。夜間（晚23：00-早4：59），起步價8元（3公里以內）其它計費方式同上。總價=起步價+行駛費用+候車費用。

（2）顯示功能：顯示行駛里程，單位為公里，精確度為1公里；顯示等候時間，單位為分鐘，精確到1分鐘；顯示總費用，單位為元，精確到0.1元。

（3）按鍵功能：具有計價開始、結束，價格調整等功能。

2 系統硬件設計

系統硬件包括時鐘模塊，電源模塊，繼電保護模塊，顯示模塊，路程測量模塊以及按鍵模塊，其硬件設計框圖如圖1所示。

2.1 電源模塊

單片機所需的工作電壓為+3.3V，而出租車上電瓶提供的是+12V電源，為此采用ASM1117的經典穩壓電路，從而獲得+3.3V電壓[1]。同時很多器件需要采用5V供電，為此需采用7805經典電路。

2.2 時鐘模塊

由于單片機內部時鐘誤差較大且非常的不穩定，為此采用 DS1302作為外部時鐘電路，其電路如圖2所示。

2.3 掉電保護模塊

掉電保護模塊的作用是在電源斷開的時候，存儲當前設定的單價信息。采用AT24C02是ATMEL公司的2KB字節的可擦除存儲芯片，其掉電保護電路如圖3所示。

2.4 路程測量模塊

在汽車聯軸器按圓周間隔嵌入磁鋼，車輪每轉一圈，霍爾傳感器集成芯片A44E就產生一個標準的脈沖信號送入單片機的定時/計數器T1即P3.5引腳，利用單片機的T1的計數功能完成100次的計數后完成一次路程的測量。霍爾傳感器集成芯片A44E有信號轉換、電壓放大等功能，為增加其抗干擾的能力，使用74LS14對信號進行整形后通過光偶送入單片機的定時/計數器引腳[2]。路程測量電路如圖4所示。

2.5 按鍵模塊

使用三個按鍵分別實現行車計費模式、停車等候模式以及手動調節單價。

2.6 顯示模塊

系統需要顯示時間、單價、總價、路程、等待時間等，采用8個LED 數碼管顯示，可以實現時間顯示，路程顯示以及總價顯示。

3 軟件設計

3.1 主程序的設計

在主程序模塊中，需要對出租車起步計價、啟動中斷、計算時間、計算路程及顯示的初始化、循環運行工作。當按下S1按鈕時，就進入載客模式，開始計算路程和費用。當按下S2按鈕時，進入停車計費模式顯示路程的顯示單元變成顯示停車時間，并按停車計費標準計算費用，累加到總價[3]。總價在計費顯示單元中顯示。主流程如圖5所示。

3.2 行車計費程序的設計

白天（早5：00--晚22：59）行車計費程序模塊流程圖6所示， 夜間（晚23：00-早4：59）程序設計與白天相似。

3.3 按鍵程序的設計

系統中按鍵S1與S2分別控制兩種狀態。第一按下S1出租車計費啟動，第二次按下S1清零。第一次按下S2出租車進入停車計費模式，第二次按下S2則返回行車計費模式。按鍵模塊流程圖如圖7 所示。

4 結束語

采用MSP430芯片為核心器件，結合了芯片AT24C02、DS1302 和霍爾傳感器集成芯片A44E等使用，實現了短途計費和遠途計費，中途停車計費和調價等功能，其精確度和可靠性得到明顯的提高。

參考文獻

[1]蔣志海.單片機原理及應用[M].電子工業出版社，2009：121-131.

[2]肖衛初，陳偉宏，楊明.基于單片機的多功能出租車計價器的設計[J].現代電子技術，2008，8：15-17.

[3]舒濤，伍遠超，李明.基于STC89C52RC單片機的出租車計價器系統設計[J].現代電子技術，2010，11：72-74.

作者簡介：雍才富（1989-），男，碩士研究生，江蘇鹽城人，研究方向為機電動力系統自動控制方面的研究。

史宏俊（1992-），男，碩士研究生，江蘇揚州人，研究方向為自動控制技術。

莫岳平（1962-），男，教授，博士，研究方向為電機及其控制、泵站發電技術及其應用和水利工程自動化等。