基于STC89C51單片機的出租車(chē)計費器設計

　　出租車(chē)計費器是出租車(chē)上必不可少的一種儀表，隨著(zhù)電子技術(shù)，特別是嵌入式應用技術(shù)的飛速發(fā)展，智能芯片越來(lái)越廣的應用到了出租車(chē)計費器上。這使得出租車(chē)計費器能夠精準的計算出行車(chē)里程及對應的價(jià)格，使乘客能夠更直觀(guān)明了的知道自己的乘車(chē)價(jià)格，而司機師傅也不用再靠人工計算來(lái)得出乘客的費用，避免了很多麻煩。本文以單片機STC89C51 為核心設計一款出租車(chē)計費器， 使能夠實(shí)現里程及對應價(jià)格的顯示，由于采用芯片的自動(dòng)定時(shí)計數，所以能夠準確的計算出總的行車(chē)里程并能轉換成對應的價(jià)格來(lái)，這樣能夠避免出租車(chē)司機作弊的可能性，做到公平公正。

　　1 出租車(chē)計費器的設計要求與設計方案

　　1.1 出租車(chē)計費器設計要求

　　設計一個(gè)出租車(chē)自動(dòng)計費器，計費包括起步價(jià)、行車(chē)里程、總計費價(jià)格三部分，并用1602 液晶顯示器顯示起步價(jià)、單雙行程、總里程及總金額。語(yǔ)音播放用ISD1820 模擬出租車(chē)的載客、到站及對費用的語(yǔ)音提醒等功能。

　?、儆嬞M功能

　　本設計費用的計算是按行車(chē)里程數來(lái)收費。設計費器的起步價(jià)為5.00 元。

　　(1)當行駛里程<3km 時(shí)，費用按起步價(jià)計算。

　　(2)當行駛里程>3km 時(shí)，白天單程每公里按1.5 元計算費用，白天雙程每公里按1 元計算費用，黑夜單程每公里按2 元計算費用，黑夜雙程每公里按1.5 元計算費用。

　?、?LCD 顯示功能

　　(1)行駛里程用五位數字顯示，即顯示方式為“YYY.Y”, 單位為km.顯示里程范圍為0-999.9km,精確到0.1km。

　　(2)總費用顯示也是用五位數字顯示，顯示方式為“YYYYY”, 單位為元。計價(jià)范圍從0-99999 元，精確到1 元。

　?、壅Z(yǔ)音功能

　　乘客上車(chē)時(shí)，需語(yǔ)音播報“歡迎乘坐XXXX 出租車(chē)公司，請說(shuō)明目的地”等提示，目的地乘客下車(chē)時(shí)，需語(yǔ)音播報乘車(chē)總費用及歡迎下次乘坐等提示。

　　1.2 方案確定

　　本次設計采用MPU 技術(shù)，以STC89C51 單片機為核心芯片，利用1602液晶顯示器顯示對應里程及價(jià)格，A44E作為傳感電路的核心，ISD1820 作為語(yǔ)音提示電路的核心芯片，采用12M 晶振，利用獨立按鍵來(lái)實(shí)現單雙行程的選擇，以下是方案的系統流程圖，方案圖如圖1-1 所示：

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　　2 出租車(chē)計費器的硬件設計

　　在本次設計中，時(shí)鐘電路和復位電路采用最常用的電路來(lái)設計，構成單片機的最小系統;鍵盤(pán)電路采用獨立按鍵的設計方法來(lái)實(shí)現;顯示電路LCD1602 的驅動(dòng)電路也是設計者們經(jīng)常用到的;本次設計的特色在于傳感電路和語(yǔ)音播報電路的設計如下所示：

　　2.1 傳感電路

　　傳感器采用霍爾傳感器A44E,它是一種磁傳感器，當電機帶葉輪轉動(dòng)時(shí)，我們在葉輪上固定一塊小磁鐵，將A44E 靠近小磁鐵時(shí)，葉輪上小磁鐵每經(jīng)過(guò)一次霍爾傳感器，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，并通過(guò)單片機端口位將脈沖信號傳遞給單片機。單片機MPU 在將數據處理后，就通過(guò)液晶顯示器顯示出來(lái)。測速電路圖及霍爾傳感器A44E的驅動(dòng)電路如下圖2-1、2-2 所示。

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　　2.2 語(yǔ)音電路

　　美國ISD 公司于2001 年最新推出一種單片8 ~ 20 秒單段語(yǔ)音錄放電路ISD1810,ISD1820 語(yǔ)音芯片的基本結構與ISD1110、1420 完全相同，采用CMOS技術(shù)，內含振蕩器，ISD1820 語(yǔ)音芯片話(huà)筒前置放大，自動(dòng)增益控制。它的主要特性體現在一下方面：這些特性使得設計者大大降低了電路設計的難度，尤其在進(jìn)行語(yǔ)音的錄放時(shí)，無(wú)需設計程序，大大簡(jiǎn)化了設計難度，且操作簡(jiǎn)單。ISD1820 芯片的常用電路如下圖所示：

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　　3 出租車(chē)計費器的軟件設計

　　3.1 單片機I/O 口使用

　　在本次設計中獨立按鍵的連接就用到了P1 口的P1.4 到P1.7,LCD1602 的控制用了P1 口中的P1.0 到P1.2 位，數據位用到了P0 口，傳感電路用到了P3.4、引腳，語(yǔ)音電路用到P2.7 引腳。

　　3.2 獨立按鍵判斷

　　對于獨立鍵盤(pán)的判鍵，首先確定是否有鍵按下，如果有則需要延時(shí)一會(huì )兒，再判斷是否有鍵按下(起到防抖的作用)，如果確實(shí)有鍵按下，則釋放按鍵，最后執行鍵功能程序。

　　3.3 顯示程序設計

　　1602 液晶顯示器是字符型的，顯示容量為16*2 個(gè)字符，工作電壓為4.5-5.5V,在編寫(xiě)應用程序的時(shí)候，應該按照先讀狀態(tài)接著(zhù)寫(xiě)指令，然后讀數據最后最后寫(xiě)數據的基本操作時(shí)序，在進(jìn)行每一次命令或數據的寫(xiě)入時(shí)都需要判斷液晶是否忙。

　　4 結語(yǔ)

　　本次設計的出租車(chē)計費器在通過(guò)Protues 仿真軟件的仿真時(shí)，能夠實(shí)現其對應的各種功能，既能模擬仿真出出租車(chē)的啟動(dòng)與停止，也能顯示出對應的里程數與乘車(chē)費用，同時(shí)本次設計還能利用ISD1820 來(lái)錄入和播放各種相關(guān)的語(yǔ)音提示。因此本設計具有性能優(yōu)良、操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強、成本低等特點(diǎn)，加上配套的設計程序，使的本次設計具有較高的智能化水平。