探討車輛計價收費系統設計的原理

摘 要：隨著城市現代化的發展，出租車行業也在迅速發展，意味著計價器的市場需求量也將會大量增加，計價器市場發展前景利好。與此同時計價器作為出租汽車的經營者和乘坐出租汽車的消費者之間用于公平結算的工具，計價準確與否，直接關系到經營者和消費者之間的經濟利益。因此設計出一種準確的計價器相當重要。本論文是出租車計價收費系統的設計。以出租車計價器的實用性和節約成本為起點出發，通過霍爾傳感器對脈沖的計數實現對里程和總金額的統計，人機交互界面輸出采用LCD1602液晶屏。獨立按鍵進行復位、清零、白天黑夜模式選擇功能的控制，本計價器不但能實現基本的計價，掉電時進行數據存儲，而且還能根據白天、黑夜、中途等待來調節單價，進行里程、單價、總車價相關信息的顯示。

關鍵詞：出租車；計價收費系統；霍爾傳感器；軟硬件設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.122

1 引言

隨著我國城市化的快速發展，越來越多的人口集中來到了城市，城市的交通將面臨著巨大的壓力，出租車作為城市公共交通工具的重要補充，以其方便快捷為普通大眾所接受，給居民的出行帶來了很大的方便。但是計價收費問題一直以來買賣雙方都存在，而隨著電子技術的發展，改進更加準確的計價收費系統是解決這一現狀的最好方法，也能夠極大促進出租車行業健康穩定的發展。

中國的出租車計價收費系統總體上度過了四個不同的階段：從單純的由機械元器件構成的機械式，發展為用電子元器件替代相應的機械元器件的電子式出租車計費系統；最后由集成電路式演變為現在所運用單片機為核心大腦設計的出租車計費系統。

鑒于現在對有關出租車計費又出臺了新的政策，在原先的計費方式上又增加了等待費用，為了適應當今現代社會發展需要，將要設計一個計費更加全面的計費系統。

本論文設計是以AT89S51單片機芯片為控制大腦的安全方便快捷的出租車計費系統，該計費系統實現了白天/晚上轉換、模式轉換、時鐘、計價、路程和總金額的統計等這些必備功能，并且能夠具有打印票務的功能。

出租車計價收費系統提供買賣雙方的交易規則，是出租車行業向智能化便捷化發展的主要不可缺少的工具。它指導著司機與乘客雙方的交易準則，一個功能全面智能的出租車計費系統對司機和乘客雙方來說都很有必要。對此，很有必要對出租車計費系統進行更深一步的設計開發。

2 硬件電路設計

出租車計費系統的硬件系統通常包含AT89S51單片機、顯示數據電路、A44E霍爾傳感器電路、里程計算及計價程序、AT24C02 掉電存儲電路。在本次設計的硬件系統中，合理開發運用各個部件的特點，完成具有較多功能的出租車計費系統設計[1-2]。

3 軟件設計

該計費系統的軟件部分有六大模塊，為主程序模塊、定時計數中斷程序模塊、里程計數中斷程序模塊、中途等待中斷服務程序模塊、顯示子程序服務模塊、鍵盤程序服務模塊等[3]。

4 仿真與調試[4]

4.1 編程工具—C51語言

為設計AT89S51單片機的程序雖用C51語言來進行編程將使匯編語言代碼的效率下降一些，但卻可以更便捷地實現程序設計的模塊化，代碼結構將更清晰、可讀性更強，便于對程序的維護、更新以及移植，運用在規模很大的單片機程序的設計上更合適。近年來，隨著人們對C51語言的編譯器的功效不斷地完善，在常見的生產生活條件中下，C51語言的程序的實際功效和匯編語言相差不大，所以，現在常使用C51語言來進行單片機程序的編程設計。

4.2 Proteus界面介紹

Proteus其功能模塊：一個易于使用具有強大功能的ISIS原理圖工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真；ARES PCB設計。PROSPICE 仿真器的一個擴展PROTEUS VSM：基于微處理器設計的協同仿真方案。另外，我們能夠與微控制器軟件的連接來使用動態的鍵盤，開關，按鈕，LEDS甚至LCD顯示CPU模型。支持許多通用的微控制器，如PIC，AVR，HC11以及8051。最新支持ARM。交互的裝置模型包括：LED和LCD顯示，RS232終端，通用鍵盤，I2C，SPI器件。Proteus ISIS的工作界面是一種常見的Windows界面，根據其相關的功能來實現目標。

4.3 Proteus仿真結果

經過模擬仿真，通電后LED顯示出起步價，等待單價（以分為單位），里程單價，按鈕1有三個功能：設置起步價，設置里程價，設置等待單價；再按下按鈕3進入等待運行狀態，按鈕4的功能能夠運行，暫停，停止以及顯示運行的時間，停車等待時間和金額數。

5 結論

在這次設計中，采用的核心器件是AT89S51芯片，設計出了簡易的出租車計費系統，能夠滿足對總金額和總里程的顯示，用按鍵來控制歸零，調價，白天，黑夜模式的轉換，這是一個符合標準的功能全面并且智能的出租車計費系統。

參考文獻：

[1]康華光.電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]李廣弟.單片機基礎[M].北京：北京航空航天大學出版社，1999.

[3]王為青，邱文勛.51單片機應用開發案例精選[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[4]周常森.電子電路計算機仿真技術[M].北京：山東科技出版社，2006.

作者簡介：王晴（1977-），女，江西南昌人，本科，副教授，研究方向：計算機專業教學、軟件開發。