基于51单片机的出租车计价器

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1、出租车计价器摘要：本电路以89S51单片机为中心、附加A44E霍尔传感器测距，实现对出租车计价统计，采用AT24C02实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息，输出采用8段数码显示管。本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价，同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。关键词：S51单片机；霍尔传感器；计价器；LED数码管引言:在交通发展迅速的今天，出租车是我们交通中不可缺少的工具。同时出租车中的计价器是必不可少的一种设备。1.方案论证与比较方案一：采用数字电

2、路控制。其原理方框图如图1－1所示。采用传感器件，输出脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不够稳定，而且不能调节单价，也不能根据天气调节计费标准，电路不够实用。电源电路及保护电路速度采集金额显示单价显示位移寄存器电路图1－1数字电路方案方案二：采用单片机控制。利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。其原理如图1－2所示。通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上

3、扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。键盘控制AT24C02掉电存储速度采集总金额显示单价显示串口显示驱动电路98S51单片机图1－2单片机控制方案2.电路的功能单元设计2.1里程计算、计价单元的设计里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器A44E检测到的信号，送到单片机，经处理计算,送给显示单元的。其原理如图2－1所示。图2－1传感器测距示意图由于A44E属于开关型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽（4.5～18V），其输出的信号符合TTL电平标准，可以直接接到单片机的IO端口上，而且

4、其最高检测频率可达到1MHZ。图2－2集成开关型霍耳传感器原理图A44E集成霍耳开关由稳压器A、霍耳电势发生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。在输入端输入电压CCV，经稳压器稳压后加在霍耳电势发生器的两端，根据霍耳效应原理，当霍耳片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生霍耳电势差HV输出，该HV信号经放大器放大后送至施密特触发器整形，使其成为方波输送到OC门输出。当施加的磁场达到工作点(即OPB)时，触发器输出高电压(相对于地电位

5、)，使三极管导通，此时OC门输出端输出低电压，通常称这种状态为开。当施加的磁场达到释放点(即rPB)时，触发器输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压，这种状态为关。这样两次电压变换，使霍耳开关完成了一次开关动作。其集成霍耳开关外形及接线如图2－3所示。图2－3集成霍耳开关外形及接线我们选择了P3.2口作为信号的输入端，内部采用外部中断0（这样可以减少程序设计的麻烦），车轮每转一圈（我们设车轮的周长是1米），霍尔开关就检测并输出信号，引起单片机的中断，对脉计数，当计数达到1000次时，也就是1公里，单片机就控

6、制将金额自动的加增加，其计算公式：当前单价×公里数=金额。2.2数据显示单元的设计由于设计要求有单价（2位）、路程（2位）、总金额（3位）显示输出，加上我们另外扩展了时钟显示（包含时分秒的显示），采用LCD液晶段码显示，在距离屏幕1米之外就无法看清数据，不能满足要求，而且在白天其对比度也不能够满足要求，因此我们采用6位LED数码管的分屏显示数据的分屏的显示是通过按键S1来实现切换的，如图2－4所示。在出租车不走的时候，按下S1，可以实现数据的分屏显示；车在行走的时候只有总金额和单价显示屏在显示，当到达目的地的时

7、候，客户要求查看总的里程的时候，就可以按下S1切换到里程和单价显示屏，供客户查询。图2－4S1切换显示屏图2－5显示器原理图从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器（74HC164）,由于移位脉冲的作用，使数据向右移，达到显示的目的。移位寄存器74HC164还兼作数码管的驱动，插头1（header1）接电源，插头2（header2）接数据和脉冲输出端。电路中的三个整流管D1~D3的作用是降低数码管的工作电压，增加其使用寿命。2.3AT24C02掉电存储单元的设计掉电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前

8、设定的单价信息。AT24C02是ATMEL公司的2KB字节的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10Ua(5.5V)，芯片内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8脚的DIP封装，使用方便。其电路如图2－6所示。图2－6掉电存储电路原理图图中R8、R10是上拉电阻，其作用是减少AT24C02的静态功耗，由于AT2