基于单片机的打车系统设计和实现计算机专业.docx

摘 要 随着社会经济的发展，交通运输越来越发达，汽车行业空前发展，人们出行也越来越多，出行方式由之前的步行、自行车改为出租车，因此加快了出租车行业的发展。城市出租车行业的发展，势必方便人们的出行，增强城市的建设。如何计算顾客乘坐出租车里程费用，需要一款智能的打车计费系统，实现智能化，简洁化，准确化的计算乘客打车金额，因此出租车计价器将具有广阔的市场价值。 本设计是一款基于单片机的打开计费系统，主要采用单片机结合外围电路模块来实现计费功能。本系统功能强大，有两种计费方法，分为白天和夜晚两种模式，夜晚价格相对较高。同时支持按时间和里程收费，收费方式灵活。同时采用电机来模拟出租车是否载有乘客。当没乘客乘坐时，液晶屏显示时间和日历，电机不工作。当有乘客乘坐后，液晶界面转到计费界面，电机工作，模拟汽车正常行驶。本系统通过按键来设置各个计费价格，包括起步价，超过起步价后每公里价格，以及白天和夜晚价格，且具有掉电保存功能。计价器关系到乘客的经济利益，在实际生活中很有必要，因此本设计的研究价值很高。 关键词：计价器；时钟；单片机 II Abstract With the development of social economy, transportation is more and more developed, unprecedented development of automobile industry, people travel more and more, the way of travel from the previous walk, bicycle to taxi, so the development of the taxi industry. The development of urban taxi industry is bound to facilitate people's travel and enhance the construction of the city. How to calculate the cost of customers' taxi mileage requires an intelligent taxi billing system, which can realize the intelligent, concise and accurate calculation of passengers' taxi amount. Therefore, the taxi meter will have broad market value. This design is based on a single chip open billing system, the main use of single chip combined with the peripheral circuit module to achieve billing function. This system has powerful functions and two billing methods, which are divided into day and night modes, and the night price is relatively high. At the same time support by time and mileage charges, charges flexible. Electric motors are also used to simulate whether a taxi is carrying passengers or not. When there are no passengers, the LCD screen displays the time and calendar, and the motor does not work. When passengers are on board, the LCD interface turns to the billing interface, and the motor works to simulate the normal running of the car. The system can set each billing price by pressing the button, including the starting price, the price per kilometer after exceeding the starting price, and the day and night price, and has the function of power off and saving. The meter relates to the economic interests of passengers, which is necessary in real life, so the research value of this design is very high. Key words: meter；clock；SCM 目 录 第1章 绪论 1 1.1 选题概述 1 1.2 单片机概述 1 第2章 实施方案设计 3 2.1 设计任务要求 3 2.1.1 设计任务 3 2.1.2 设计要求 3 2.2 设计的主要功能 3 2.3 方案的确定 4 2.3.1 单片机的选择 4 2.3.2 计时模块的选择 5 2.3.3 显示模块的选择 5 2.3.4 最终方案的确定 5 第3章 硬件电路设计 7 3.1 STC89C52单片机 7 3.1.1 主要特性 8 3.1.2 引脚功能 8 3.1.3 串口通信 9 3.1.4 STC89C52单片机最小系统 10 3.2 时钟模块 12 3.2.1 DS1302性能简介 12 3.2.2 DS1302接口电路设计 12 3.3 按键控制模块 14 3.4 LCD1602显示电路 15 3.4.1 LCD1602主要技术参数 16 3.4.2 引脚功能说明 16 3.5 AT24C02存储模块 17 3.6 电机驱动模块 18 第4章 软件设计 20 4.1 系统流程图 20 4.2 编程软件Keil C51 21 第5章 总结与展望 23 参考文献 24 附 录 25 IV 第1章 绪 论 1.1 选题概述 我国的出租车发展很晚，主要还是因为科技技术的限制，但随着社会的发展，我们对科技的需求只能依靠进口，大多数出租车的计费系统都是采用国外进口，因此付出了非常大的价格。市场需求的增加以及科技水平的进步，国内开始自主开发计价器。开始时功能简单，依靠机械仪表实现里程的计量，计费不够准备。由于涉及到乘客的经济价值，因此经常司机和乘客产生矛盾的现象。 后来，计价器高速发展，实现智能化加价，不但可以自主计费，还可以进行语音播报收费时间历程和价格，同时可以结合时间来进行任意切换。随着人们生活水平的提高，出行数量逐渐增加，每年的旅游季节，出行人数更是逐年翻倍，因此出租车行业也在迅猛发展，计费系统为出租车行业做出了巨大的贡献。 1.2 单片机概述 从应用层面上来分析，对单片机的研究应当着重把握“单片”以及“规模”这两个显著特征。前者强调的是单片机设计的组成架构，也就是不仅仅涵盖电阻原件、必要的按键单元、电容原件等，其余的逻辑电路也应当囊括在单片机板上[1]。从设计的优势上来看，此类设计方法一方面能够减少开发资金投入，降低材料的使用量，另一方面还可以压缩硬件单元的体积，同时增强运行过程的有效性与稳定性等。所以说由NEC主导研发的四位单片机以及摩托罗拉所研制的八位单片机在该方面发挥了较大优势，但是也应当结合实际需要选取是否集成外部存储单元以及数据I/O接口。就现阶段国内的单片机应用来看，收到单片机硬件开发技术以及开发成本的制约，在开发集成化方面还有较大欠缺，因此大部分单片机产品都集成了外部存储功能单元以及数据传输接口，甚至还会把STD总线进行了功能集成，这也在一定层面上忽视单片机的表现特征。 世界单片机年产量7亿片左右，年销售额达30亿美元[2]。4位单片机以其价格低廉、应用早、范围广等特点广泛应用于加点产品中。从全球市场上来看，占据主要市场的仍旧是八位单片机，其中所包含的产品有Intel8048等等，该系列产品应用于电器生产领域、工业智能控制领域等等。随着集成电路工艺的完善和提高，单片机和ASIC以及RISC技术有了较为广泛的结合，同时这也是单片机在随后十几年的成长趋势[3]。第2章 实施方案设计 本次设计是基于单片机的出租车计价器设计，充分发挥了单片机多样化数据交互端口的优势，并且保证了端口使用的灵活性与可靠性，确保计价器时钟显示以及价格调节等基础功能的实现。具有性能可靠，电路简单、成本低、扩展空间大等特点[4]。 2.1 设计任务要求 2.1.1 设计任务 本系统需要设计一款计费系统，能够针对汽车行驶里程进行计费，且单价可以设定，同时含有多种模式，分为白天和夜晚计费，里程和时间计费，设定的单价需要掉电保存，不需要系统重启后再次设定[5]。 2.1.2 设计要求 （1）当没有乘客乘坐时，液晶屏能够显示当前日历和时间，界面简洁清晰。 （2）液晶显示器实时显示汽车行驶的公里数，并且能够显示到十分之一位。 （3）乘客乘车的时间点必须显示，收费模式可选，乘客可以根据自己情况选择计费模式，如果路程近，可以选择里程计费，如果路程远，且道路交通顺畅，可以选择时间收费。 （4）液晶屏实时显示当前乘客消费金额，精确到价格金额的角。 （5）系统默认起步按3公里计算，如果与当地城市最低里程有冲突，可以通过按键设定，超过最低里程后，每公里单价同样可以设定。 （6）按清零键，计价器可清除计价。 （7）由于白天和夜晚实际价格不同，所以可以通过按键设定模式，计费分开。 （8）整个系统的价格设定，必须具有掉电保存功能。 2.2 设计的主要功能 本设计是一款基于单片机的打开计费系统，主要采用单片机结合外围电路模块来实现计费功能[6]。本系统功能强大，有两种计费方法，分为白天和夜晚两种模式，夜晚价格相对较高。同时支持按时间和里程收费，收费方式灵活。同时采用电机来模拟出租车是否载有乘客。当没乘客乘坐时，液晶屏显示时间和日历，电机不工作。当有乘客乘坐后，液晶界面转到计费界面，电机工作，模拟汽车正常行驶。本系统通过按键来设置各个计费价格，包括起步价，超过起步价后每公里价格，以及白天和夜晚价格，且具有掉电保存功能。 2.3 方案的确定 早期的计费系统通常采用数字技术设计，采用时钟振荡器提供振荡信号，界面的显示采用数码管显示，显示内容少，界面不美观。 本系统通过单片机来设计，可以采用软件编程控制外围器件，设计简单，且功能强大，按键中断用来设定时间和价格设定，时钟芯片提供时间，存储芯片用来保存时间和设定的价格[7]。采用LCD1602液晶屏显示收费界面，美观且显示内容多。 系统分为硬件和软件，硬件由单片机最小系统和外围电路构成，通过Altium Designer软件来设计原理图，通过万用板，将各元器件按照原理图中电路连接进行焊接[8]。软件采用Keil进行设计，根据硬件功能要求，编程对应的函数模块，经程序编译完成之后烧录至芯片当中。 2.3.1 单片机的选择 方案1：使用51单片机作为主控模块 51单片机具备较强的计算能力，对应的程序编写较为便捷，可以根据实际的使用情况对程序代码进行快速调试，对程序的兼容性强。不仅如此，单片机占据的空间体积小，