基于單片機(jī)出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2計(jì)隨著技術(shù)的進(jìn)步，新的出行方式豐富了人們的選擇，但是傳統(tǒng)用keil進(jìn)行51的軟件編寫，完成整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，使用嵌入式軟行程序邏輯的實(shí)現(xiàn)。最后采用嵌入式調(diào)試方式，運(yùn)用多種調(diào)試工具包括萬(wàn)用表，示波器等的出行。雖然新興出行工具的出現(xiàn)增加了人們的選擇，提高了具有完善的體制和運(yùn)行機(jī)制，仍然在人們的出行方式中占有重要地位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)201了138.89萬(wàn)量，客運(yùn)量更是達(dá)到了351.67億人。如此規(guī)模的客運(yùn)量，需要一個(gè)穩(wěn)定在出租車的整個(gè)設(shè)計(jì)中，計(jì)價(jià)系統(tǒng)是必不可少的一部分，作為乘客支付費(fèi)用的依據(jù)，它的計(jì)的首要要求。依據(jù)相關(guān)的法律法規(guī)，出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)作為一個(gè)重要的計(jì)量器件，是國(guó)家一。穩(wěn)定可靠的出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)不僅僅需要滿足長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的要求，還需要能夠準(zhǔn)確的獲能夠獲取客戶下車的時(shí)間。通過(guò)兩者的時(shí)間差，和行駛的路程，計(jì)算得到客戶需要支付的交互界面能夠減少使用者的學(xué)習(xí)成本，增加系統(tǒng)的可操作性，提高司機(jī)的使用體驗(yàn)，同時(shí);4出租車計(jì)價(jià)器常常使用滾輪式計(jì)費(fèi)，直流電機(jī)在國(guó)外，例如Uber等新型出租車平臺(tái)公司，開始研究車聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，通過(guò)無(wú)人駕駛等技術(shù)，駕駛技術(shù)取代，同時(shí)費(fèi)用也將會(huì)通過(guò)車載的GPS和相關(guān)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備計(jì)算得出，整個(gè)計(jì)費(fèi)過(guò)程都在對(duì)消費(fèi)由異議，可以提出申訴解決。但是這種方式依賴容易受到環(huán)境影響，同時(shí)在大城市中，由于滾輪式計(jì)費(fèi)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的結(jié)合使用也是國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)主要方向，它彌補(bǔ)了來(lái)的問(wèn)題。既能夠做到受環(huán)境影響小，也能夠提高精度，在復(fù)雜的城市使用環(huán)境中發(fā)揮最大計(jì)費(fèi)主要采用滾軸式出租車計(jì)費(fèi)器,這種滾輪式的計(jì)價(jià)器由于結(jié)構(gòu)原因，長(zhǎng)時(shí)間使用后，可能在我國(guó)，近些年來(lái)由于科技進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，新型的網(wǎng)約車越來(lái)越收到人們的關(guān)注約，根據(jù)手機(jī)GPS記錄的位置，網(wǎng)約車平臺(tái)會(huì)計(jì)算當(dāng)前到該位置路程最短的符合要求的車。通用，這種計(jì)費(fèi)方式，更加科學(xué)，誤差更小，但是需要手機(jī)等約車設(shè)備，受到使用場(chǎng)景的限可見無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，對(duì)于出租車的使用創(chuàng)新上都有很多的嘗試。出租車計(jì)價(jià)系部分，仍然存在很多的創(chuàng)新方面。本文擬對(duì)出租車的計(jì)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)物的仿真，通過(guò)STC80C5計(jì)費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行；使用DS1302作為時(shí)鐘芯片，記錄乘客上下車的時(shí)間；通過(guò)LCD1602顯示相關(guān)信設(shè)，模擬上下車。從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的模型，能夠模擬整個(gè)出租車運(yùn)行的計(jì)費(fèi)流本文根據(jù)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和未來(lái)的趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)最重要的是能夠公能夠分批次的對(duì)乘車費(fèi)用進(jìn)行人性化的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在的出租車的計(jì)價(jià)系統(tǒng)主要采用的是分層計(jì)出租車的起步價(jià)格會(huì)定得比較合理，這樣有利于提高乘客的乘坐出租車的頻率，鼓勵(lì)人們起步價(jià)格后，每公里的費(fèi)用指得是在總里程數(shù)減去起步里程后，每公里的價(jià)格，通常比起其中C表示總費(fèi)用，T表示總耗時(shí)，S表示總里程。C0表示起始費(fèi)用，t0表示限制時(shí)間，p在基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)中，需要按照上面的計(jì)算原理，計(jì)算乘坐出租車的消費(fèi)。LCD1602顯示的方式，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；使用DS1302時(shí)鐘芯片對(duì)乘坐的時(shí)間進(jìn)行記錄。綜合5（1）設(shè)置參數(shù)功能：同時(shí)由于一年中不同的月份，存在淡季和旺季之分，淡天中也有白天價(jià)格和晚上價(jià)格的區(qū)別，相較于白天，晚上的用戶較少，價(jià)格相對(duì)較貴；同時(shí)物（2）LCD顯示功能：LCD主要用于輔助參數(shù)設(shè)置，用于顯示（5）費(fèi)用計(jì)算功能：采用上一節(jié)所示的公式方法，對(duì)出租車產(chǎn)生的費(fèi)用進(jìn)行測(cè)本設(shè)計(jì)的主要涉及出租車的計(jì)價(jià)系統(tǒng)方面。從功能上分析，費(fèi)用的計(jì)算方式是否合理否能夠被人們接收的重要指標(biāo)，即需要保證用戶的利益，從行業(yè)上看，也需要對(duì)整個(gè)行業(yè)價(jià)值，費(fèi)用的計(jì)算是一個(gè)很重要的工作。同時(shí)需要考慮到人體自動(dòng)上下車的需求，自動(dòng)感在程序設(shè)計(jì)上，要求程序減低耦合性，對(duì)各個(gè)功能進(jìn)行獨(dú)立處理，這樣才能增加程序的可具體到硬件和軟件工程，難點(diǎn)包括單片機(jī)與各個(gè)模塊的通信的實(shí)現(xiàn)，80C52單片機(jī)與D在硬件電路設(shè)計(jì)方面，本設(shè)計(jì)使用的是AltiumDesigner軟件，AltiumDesigner是來(lái)自Alti應(yīng)用廣泛的工業(yè)軟件，主要用于電路設(shè)計(jì)各個(gè)方面，能夠支持包括原理6其中STC80C52模塊包括了80C52單片機(jī)運(yùn)行的最低要求，包括電源模塊，時(shí)鐘模塊，下GPS模塊則使用串口作為通信接口，通過(guò)對(duì)串口接受的信息進(jìn)行分析，用于獲取當(dāng)前的定位信息等；在本次設(shè)計(jì)中選擇了STC89C52單片機(jī)，其封裝引腳如下圖所示，其一共有40個(gè)引腳。STC80C5其引腳共有P1-P4四組，每組8個(gè)引腳，其中P0端口設(shè)計(jì)為開漏方式，在作為輸入管腳STC89C52作為一款8位單片機(jī)，符合MCS-51單片機(jī)指令集，51指令集在許多的單片機(jī)上7能夠?qū)纹瑱C(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。其中電源電路模塊用來(lái)給單片機(jī)提供種外設(shè)的使用；時(shí)鐘電路模塊用來(lái)提供波形標(biāo)準(zhǔn)的，頻率穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，用于單片機(jī)的內(nèi)（5）具有雙電源特性，能夠使用紐扣電池進(jìn)行供電，當(dāng)其中U1為主芯片DS1302；Y1為32.768KHz晶振，給芯片提供時(shí)鐘8LCD1602是一種常見的顯示模塊，能夠根據(jù)傳入的指令顯示字符。其由LCD屏幕，驅(qū)動(dòng)控制電主要由HD4478和HD44100芯片組成。由于價(jià)格低廉，和性能滿足大多數(shù)場(chǎng)景的需要，LCD160EAK下圖為L(zhǎng)CD1602原理圖，使能信號(hào)管腳EN用于控制當(dāng)前LCD1602的行為，LCD16模塊當(dāng)前的命令是寫命令還是讀命令，高電平用于讀操作，低電平用于寫操作。RS管腳則用于表示選擇的是數(shù)據(jù)寄存器，低電平表示指令寄存器。D0到D8則是數(shù)據(jù)管腳些管腳進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。VCC和GND用于給模塊供電，而A+和K-則是背光電源，V0表示比較電壓在本次設(shè)計(jì)中使用C語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)，C語(yǔ)言的面向過(guò)程特性使得其在單片機(jī)等沒(méi)有底層匯編語(yǔ)言的復(fù)雜和繁瑣，也不想高級(jí)語(yǔ)言如C++，Java那么消耗資源。由于C語(yǔ)言具計(jì)過(guò)程中，我們使用C語(yǔ)言對(duì)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行抽象，降低了各種功能模塊的耦合，提高了9根據(jù)出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，將軟件分成時(shí)鐘芯片信息獲取模塊，人體感應(yīng)軟件模塊，人體感應(yīng)軟件增加了延時(shí)防抖，用來(lái)感知是否有人使用車輛；信息顯示模塊則用來(lái)顯示相這里使用的時(shí)鐘芯片為DS1302芯片，使用的通信方式為SPI單總線通信方式。包括三個(gè)個(gè)I/O，通過(guò)時(shí)鐘芯片能夠獲取到設(shè)置的時(shí)間，通過(guò)時(shí)間差能夠得到乘客的用車時(shí)間，從而得鐘信號(hào)拉高，產(chǎn)生時(shí)鐘上升沿，完成數(shù)據(jù)的寫入。同時(shí)數(shù)據(jù)右移一位，回到判完畢后，則返回讀取的數(shù)據(jù)。否則，則拉高時(shí)鐘信號(hào)線，然后讀取數(shù)據(jù)線信號(hào)，將當(dāng)前數(shù)時(shí)鐘芯片的信息獲取軟件包括初始化程序和時(shí)間獲取程序，由于DS1的時(shí)候會(huì)檢查是否是第一次上電，即通過(guò)SPI接口發(fā)送0xc1,，并等待芯片回復(fù)；如果回復(fù)如果是第一次上電，則需要按照要求關(guān)閉寫保護(hù)，即通過(guò)SPI接口發(fā)送0x8e，關(guān)閉據(jù)，寫入日期時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)后，打開寫保護(hù)，防止因?yàn)殄e(cuò)誤操作導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或者出錯(cuò)。下圖為D讀取DS1302芯片時(shí)，讀取的編碼其實(shí)是BCD編碼，BCD編碼的特點(diǎn)是一個(gè)字節(jié)的低四位表示如果需要顯示相關(guān)數(shù)據(jù)還需要將BCD編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在讀取日期信息時(shí)，先人體感應(yīng)軟件通過(guò)讀取HC-SR501傳感器輸出的信息，從而知道當(dāng)前是否有人在附近，客。由于HC-SR501輸出的是電平量，如果感應(yīng)到環(huán)境中有人則輸出高電平，否則，輸出低下圖為HC-SR501的程序框圖，首先，讀取紅外的輸入管腳，如果輸入管腳讀取到的管腳為高電平，則進(jìn)入下一步，延時(shí)100ms后，再次讀取管腳電平。如果還是高電平，果檢測(cè)到低電平，則返回沒(méi)人狀態(tài)。通過(guò)延時(shí)函數(shù)的增加，能夠避免因?yàn)樾盘?hào)干擾等因素帶來(lái)在本次設(shè)計(jì)中，使用LCD1602作為顯示的器件。信息顯示子程序能夠顯示包括時(shí)間信息，出參數(shù)信息，GPS信息等多種出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息，用于和用戶分享相關(guān)的車輛行光標(biāo)后裔能夠保證每次輸入顯示數(shù)據(jù)后，再輸入顯示數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)會(huì)在下一個(gè)顯示字符處顯這里對(duì)LCD1602顯示字符串進(jìn)行了說(shuō)明和描述，在顯示字符串前，需要對(duì)顯示的字符串的起始地址對(duì)應(yīng)了不同的數(shù)據(jù)命令字，左上角從0x80開始，之后的地址加一就可后移。然符串結(jié)束標(biāo)識(shí)符’\0’，如果為則程序返回，如果不是，則寫入顯示字符。由于LCD1602自在基于單片機(jī)的計(jì)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用Proteus軟件作為電路仿真和系統(tǒng)驗(yàn)證的工具。PLabCenterElectronics公司研發(fā)的一款用于電路仿真，PCB設(shè)計(jì)和虛擬模型仿真結(jié)合的設(shè)計(jì)軟件處理器包括80C51，ARM，MSP430等等。能夠?qū)ξ⑻幚砥鞯母鱾€(gè)外設(shè)，例如管真，下面通過(guò)對(duì)LCD1602和DS1302電路仿真設(shè)計(jì)進(jìn)行描述，并通過(guò)對(duì)相關(guān)電路的設(shè)計(jì)和仿真，理解Pr根據(jù)需要仿真80C51最小系統(tǒng)需要的各個(gè)元件，包括晶振，起振電容，復(fù)位按鈕，濾波電中搜索LM016L，就能找到LCD1602，根據(jù)需要調(diào)整位置后，將按照需要編寫LCD1602顯示程序后，使用KEIL軟件編譯生成HEX文件，雙擊芯片后加載HE在仿真DS1302時(shí)，需要在Proteus的元件庫(kù)中輸入DS1302即可找到對(duì)應(yīng)的元器件。按照電路對(duì)紐扣電池進(jìn)行涓流充電。在主電源斷電的時(shí)候，紐扣電池依然可以維持DS1302的電源需求，D32.768KHz的無(wú)源晶振。電路設(shè)置完畢后，需要將DS1302的RST，SCLK，I/O通過(guò)標(biāo)簽言編譯器，連接器，以及51系列的庫(kù)文件等等內(nèi)容。KEIL支持單文件編程序的編寫和調(diào)試，我們同樣按照單個(gè)功能單個(gè)文件的設(shè)置。在USER文件夾下各個(gè)外設(shè)的文件，通過(guò)設(shè)置輸出中間文件，鏈接文件以及HEX文件目錄后，點(diǎn)擊編譯，編譯通過(guò)后，即可在這里選用STC的燒寫工具，選擇好芯片和HEX文件，設(shè)置一個(gè)合適的波特率，使用USB轉(zhuǎn)腦，USB轉(zhuǎn)串口模塊連接單片機(jī)要求將模塊的TX接單片機(jī)的P3^0管腳，將模塊的RX接單片機(jī)的P3GND接單片機(jī)的GND；USB轉(zhuǎn)串口模塊連接電腦要求電腦安裝CH340的相關(guān)驅(qū)動(dòng)。使用51系列單片機(jī)HEX通過(guò)對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行功能分析，電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行Proteus仿真驗(yàn)證，首先通工具不斷拓展，技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)了需要的出行方式，無(wú)論是高鐵還是網(wǎng)約車都極大的方便興出行工具的出現(xiàn)增加了人們的選擇，提高了人們的出行效率，但作為傳統(tǒng)的出租車行業(yè)，客運(yùn)量更是達(dá)到了351.67億人。如此規(guī)模的客運(yùn)量，需要一個(gè)穩(wěn)定可靠的計(jì)價(jià)系統(tǒng)才能維過(guò)研究影響出租車消費(fèi)的幾個(gè)方面，對(duì)出租車的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行了建立數(shù)學(xué)模型。分析出出價(jià)，行駛路程，耗時(shí)等方面的影響，根據(jù)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的Proteus軟件對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證，同時(shí)使用KEIL集成開發(fā)環(huán)境對(duì)單片機(jī)進(jìn)行了編程，采用模塊化的軟件分為初始化模塊，時(shí)鐘獲取模塊，按鍵處理模塊和顯示模塊，并將[1]JoséVillar,Otero