智能出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)

2016屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)智能出租車計(jì)價(jià)器姓名：陳蒙蒙學(xué)院：物理與電氣信息學(xué)院專業(yè)：電子信息工程學(xué)號(hào)：140331001指導(dǎo)教師：陳梅2016年5月15日目錄TOC\o"1-3"\u摘要與關(guān)鍵詞2001200351.26.33.545.5—3.513——3.5S1S2S3S41次1次圖14S1切換顯示屏〔1〕S1按鍵的作用當(dāng)出租車不動(dòng)時(shí)，第一次按下S1，清晰的數(shù)據(jù)會(huì)顯示在分屏上；當(dāng)出租車走時(shí)，顯示屏顯示的僅僅是總金額與單價(jià),見(jiàn)圖11(45.5元，3.5元/公里〕；當(dāng)?shù)诌_(dá)目的地時(shí)，乘客有可能會(huì)提出看總里程，這時(shí)就可以再一次返回到按S1鍵，它會(huì)瞬間切換顯示里程和單價(jià)，見(jiàn)圖12〔總的里程是13公里，3.5/公里〕。〔2〕S2按鍵的作用在按S1之后，該實(shí)行對(duì)單價(jià)的調(diào)整，這時(shí)候按一下S2，那么是對(duì)白天的調(diào)整；又返回再按一下S1，那么是對(duì)晚上的調(diào)整，最后按S1那么是對(duì)中途等待調(diào)整。在前面價(jià)格的轉(zhuǎn)換，告一段落之后，該輪到時(shí)間切換，按S2，設(shè)定調(diào)整時(shí)；開(kāi)始按S1進(jìn)行分的轉(zhuǎn)換，再次按S1秒轉(zhuǎn)換。對(duì)時(shí)的轉(zhuǎn)換結(jié)束后，最后按S2又開(kāi)始運(yùn)行單價(jià)?！?〕S3按鍵的作用在單價(jià)與金額顯示期間，當(dāng)?shù)谝淮伟碨3那么進(jìn)行里程和單價(jià)〔13公里，3.5元/公里〕的顯示；第二次按S3鍵，就能夠返回到單價(jià)及金額。〔4〕S4按鍵的作用第一步：當(dāng)按下S1鍵后，接著第一次按S4鍵，見(jiàn)圖13所示〔從右到左〕這時(shí)設(shè)為晚間單價(jià)〔6.9元〕；第二步：倘假設(shè)第二次不按S4，設(shè)置單價(jià)為白天〔3.5元〕；第三步：晚上的單價(jià)終止后，再按S4設(shè)中途等待〔1.2元〕；三步都要啟動(dòng)計(jì)價(jià)器。當(dāng)?shù)谌浇Y(jié)束，再次按S4，那么回到了時(shí)間的顯示，見(jiàn)圖10〔12點(diǎn)0分35秒〕。用于數(shù)據(jù)顯示電路的LED數(shù)碼管顯示器共6個(gè)，使用動(dòng)態(tài)顯示，段選碼可以用8位的輸出口進(jìn)行輸出，在這里用的是P1端口；位選碼采用的是6位的輸出口進(jìn)行輸出，用的是P0端口的P3.2腳至P3.9腳。該電路上也需要300歐姆的限流電阻。75LS245是8路同相三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)芯片，具有雙向三態(tài)功能，即可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。該電路的任務(wù)是：采用AT89S51單片機(jī)控制，P1口輸出顯示段碼，經(jīng)由一片74LS245驅(qū)動(dòng)輸出給LED數(shù)碼管，P0口輸出位碼(片選)給LED數(shù)碼管。通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描程序使6個(gè)數(shù)碼管顯示具體數(shù)字。數(shù)據(jù)顯示電路圖見(jiàn)圖15所示：圖15數(shù)據(jù)顯示電路圖2.3系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)2.3.1模塊概述本設(shè)計(jì)主要用到的模塊為6個(gè)，見(jiàn)表6：表6模塊設(shè)計(jì)2.3.2主程序設(shè)計(jì)在主程序中，需要完成一些初始化的工作，它們是每一個(gè)接口的芯片、出租車單價(jià)與起價(jià)等。在主程序里，用到里程和價(jià)格存放器，并對(duì)其處理初始化。接下來(lái)，主程序會(huì)把每一個(gè)標(biāo)志存放器的信息，來(lái)進(jìn)行啟動(dòng)、計(jì)價(jià)等各不相同的運(yùn)行。按S1，開(kāi)始計(jì)價(jià)，看行駛里程是不是已經(jīng)越出起價(jià)的要求，這當(dāng)然要里程存放器來(lái)完成任務(wù)，計(jì)算和做出正確的判斷。如果已經(jīng)超過(guò)，此時(shí)的累積價(jià)格會(huì)由起步的數(shù)據(jù)、單價(jià)數(shù)及里程數(shù)完成，會(huì)把得到的詳細(xì)價(jià)格數(shù)保存在對(duì)應(yīng)的存放器。然后，把積攢在一起的金錢運(yùn)到顯示電路中，顯現(xiàn)結(jié)果。當(dāng)?shù)诌_(dá)終點(diǎn)站時(shí)，霍爾傳感器A44E不送信號(hào)，價(jià)格的計(jì)算就暫停。這時(shí)就會(huì)顯示乘客需要交給司機(jī)的金額。當(dāng)出租車走的時(shí)候，啟動(dòng)計(jì)價(jià)器，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地清零，并往復(fù)前面的過(guò)程。如主程序流程圖16所示：開(kāi)始開(kāi)始按下S1?按下S4?按下S4?按下S4?有里程中斷?夠一公里?按下S3?傳感器有信息?按下S3?設(shè)定默認(rèn)單價(jià)〔白天〕啟動(dòng)計(jì)價(jià)器設(shè)定晚上單價(jià)設(shè)定中途等待單價(jià)停止計(jì)價(jià)和里程計(jì)數(shù)總路程+1總金額+1顯示金額和單價(jià)顯示路程和單價(jià)返回時(shí)間顯示NNNNNNNYYYYYYYYYN圖16主程序流程圖2.3.3定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序在該程序中，一次完美的中斷就是每到達(dá)100ms的時(shí)候，當(dāng)?shù)竭_(dá)10次中斷，即是1s。這時(shí)候可以把有效的數(shù)據(jù)迅速地運(yùn)到相對(duì)照的緩沖單位，接下里會(huì)調(diào)用子程序并返回。如圖17給出的流程圖：2.3.4里程計(jì)算中斷程序該程序，AT89S51每中斷一次，就是一個(gè)低電平信號(hào)的發(fā)出，它來(lái)源A44E。里程計(jì)數(shù)器接受脈沖信號(hào)時(shí)，會(huì)累加計(jì)算，到達(dá)一千次，程序自動(dòng)地讓金額相加一塊，會(huì)使系統(tǒng)進(jìn)入該程序中。2.3.5中途等待中斷程序在該程序中片內(nèi)的定時(shí)器T1，假設(shè)處于開(kāi)啟的情況下，這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)開(kāi)始計(jì)時(shí)，而A44E是關(guān)閉的狀況，不再輸出任何有用信號(hào)[13]。系統(tǒng)會(huì)在每十分鐘記錄一次時(shí)間，它可以把當(dāng)前的價(jià)格再加上半途等候的單價(jià)。往后每間隔10min，就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行以上的操作，完成了中途等候，又會(huì)恢復(fù)正常的計(jì)價(jià)。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)重置計(jì)數(shù)初值送數(shù)據(jù)到顯示緩沖單元調(diào)用顯示子程序恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并中斷返回中斷10次YN開(kāi)始圖17定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序顯示子程序由于是數(shù)據(jù)分屏顯示，需要用上的4個(gè)顯示子程序，見(jiàn)表7所示：表7子程序表鍵盤(pán)程序當(dāng)按鍵沒(méi)按下時(shí)，AT89S51往復(fù)主程序；當(dāng)按下時(shí)，該對(duì)子程序進(jìn)行整理，當(dāng)完成了整理便返回。此程序采用的是查詢的方法。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1里程計(jì)價(jià)的測(cè)試記錄實(shí)驗(yàn)裝置采用的是車輪，它上面裝有電動(dòng)機(jī)并附加霍爾元器件。〔因?qū)嶒?yàn)條件有限〕把3V的直流電機(jī)作為電機(jī)，該車輪在每分鐘的轉(zhuǎn)速，到達(dá)上千轉(zhuǎn)。假設(shè)設(shè)置車輪滾動(dòng)一米，這時(shí)候電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，那么電機(jī)轉(zhuǎn)到一千圈，這時(shí)候車行駛了一公里，會(huì)驅(qū)使系統(tǒng)把當(dāng)前的單價(jià)自動(dòng)地加到總金額上。設(shè)定白晝單價(jià)是3元，起步價(jià)是6元〔包括4公里〕，下表是各個(gè)差異里程的測(cè)試結(jié)果：表8白晝單價(jià)的統(tǒng)計(jì)里里51015212632總金額理論92439577390實(shí)際9.51324.0143957.2473.44290行駛里程理論51015212632實(shí)際51014.6721.4526.0131.146設(shè)定晚間單價(jià)是3.5元，起步價(jià)是6元〔包括4公里〕，下表是各個(gè)差異里程的測(cè)試結(jié)果：表9晚間單價(jià)的統(tǒng)計(jì)公公里51015212632總金額理論9.52744.565.583100實(shí)際9.52743.95365.583.02100.02行駛里程理論51015212632實(shí)際51014.9720.8883.0399.041設(shè)定單價(jià)是3元的時(shí)候，車已經(jīng)走了10〔24元〕公里，因路途中交通堵塞需要進(jìn)行中途等待，起步價(jià)是6元〔包含4公里〕為了計(jì)算方便以10分鐘作為1公里，表10為該記錄：表10中途等待價(jià)格的統(tǒng)計(jì)時(shí)間當(dāng)前金額203050608090總金額理論303339424851實(shí)際30.02332.85638.76842.02140.00150.966由以上的數(shù)據(jù)見(jiàn)表4、表5、表6可知，該設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的計(jì)價(jià)作用相當(dāng)穩(wěn)定可靠，產(chǎn)生的誤差小一些，接近于零。3.2掉電存儲(chǔ)的測(cè)試記錄該測(cè)試中，系統(tǒng)在掉電前和上電后的具體數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄如下表所示：表11掉電存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)白晝單價(jià)晚間單價(jià)中途等待單價(jià)掉電前3.03.53.0重新上電后3.03.53.04結(jié)語(yǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明：該智能出租車計(jì)價(jià)器在白晝、晚間、中途等待期間，它們對(duì)系統(tǒng)計(jì)價(jià)水平把握的比擬好，誤差相當(dāng)小。使該計(jì)價(jià)器的性能具有很好的可靠性、較強(qiáng)的實(shí)用性、強(qiáng)大的功能性、簡(jiǎn)單的電路、廉價(jià)的本錢優(yōu)勢(shì)，使其擁有極高的智能化。它的一體化表現(xiàn)在時(shí)間的計(jì)算、價(jià)格的計(jì)算、里程的計(jì)算、存儲(chǔ)等很多實(shí)用的功能。以前的計(jì)價(jià)器沒(méi)有那么的精確，又不那么的真實(shí)，用的時(shí)候壽命還特別的不長(zhǎng)久等劣勢(shì)，但是在該設(shè)計(jì)中賦予它高級(jí)的智能化，可以克服此缺點(diǎn)。在現(xiàn)代先進(jìn)科技技術(shù)高超的美好社會(huì)中，給人們帶來(lái)方便又明了的出租車計(jì)價(jià)器越來(lái)越具有合理性，能夠很好的滿足市場(chǎng)的需求。雖然在該設(shè)計(jì)過(guò)程中，運(yùn)用到的系統(tǒng)在大一些方面占有一定的優(yōu)勢(shì)。但是缺乏的地方還是存在的，例如：在抗干擾能力方面，單片機(jī)是比擬強(qiáng)，但不如PLC，且PLC的計(jì)價(jià)是貴了點(diǎn)，這就不能符合以經(jīng)濟(jì)作為中心的設(shè)計(jì)理念。另外，在我們?nèi)粘Ｉ钪校旭偮烦讨锌赡軙?huì)較遠(yuǎn)一些，這時(shí)就超過(guò)了計(jì)價(jià)器的顯示范圍，在金額的位數(shù)上受限啦。此外，如果設(shè)計(jì)中再用上有語(yǔ)音方面提示的作用，那樣會(huì)使計(jì)價(jià)器的功能展現(xiàn)的比擬完美，表達(dá)強(qiáng)勁的生命力。雖然以上呈現(xiàn)出缺乏，但采用單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的控制中心，還是能夠到達(dá)令人滿意的效果。與此同時(shí)，本設(shè)計(jì)的正確性也得到了有效的肯定。參考文獻(xiàn)[1]許良雄.基于數(shù)字電路出租車計(jì)價(jià)的設(shè)計(jì)與分析[J].中國(guó)集成電路,2011(12):73-78.[2]張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2010.[3]曹冬.基于AT89S51的新型打鈴器的研制[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2005(10):20-21.[4]王會(huì).AT89S51單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2015.[5]王素芹.基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)[J].電子世界,2011(12):49.[6]JonesWulenskl,VHDLDigitalSystemDesign[D].北京:電子工業(yè)出版社,2004,10-105.[7]舒濤，伍元超，李明.基于AT89S51單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010(22):57-59.[8]丁元杰.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[9]樓然苗.51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2014.[10]翟敏煥.基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)〔專業(yè)版〕，2014(01):64-67.[11]楊恢光.黃輝光.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].長(zhǎng)沙:國(guó)防科技大學(xué)出版社,2003.[12]黃代福.出租車計(jì)價(jià)器傳感器原理及檢測(cè)[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2006(08):20-21.[13]Ur,owitzHennerydetectionofunknownsdeterministicsignals[J].ProceedingoftheIEEE.4.1967.523-531.致謝本設(shè)計(jì)是在陳梅老師的精心指導(dǎo)下完成的。從整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，總是會(huì)遇到一些難題，通過(guò)從網(wǎng)上和圖書(shū)館查閱資料，和同學(xué)的幫助及陳老師的指點(diǎn)分不開(kāi)，才使我的論文可以完成。我要特別感謝我的指導(dǎo)老師——陳梅老師，無(wú)論是在指導(dǎo)開(kāi)題報(bào)告階段，還是在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，她都給予了我不斷指導(dǎo)與鼓勵(lì)，正是這樣我才能順利地完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，她那種對(duì)待學(xué)生和藹可切的態(tài)度，對(duì)待工作一絲不茍的精神，都值得我們每一個(gè)人學(xué)習(xí)。陳老師不僅要上課，還要在繁忙的教學(xué)工作中抽出時(shí)間來(lái)仔細(xì)閱讀我的論文，并指出該論文中存在的問(wèn)題，教我應(yīng)該