出租车计价器的设计

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇出租车计价器的设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

出租车计价器的设计范文第1篇

【关键词】计价器；AT89S52

一、设计方案

（一）主控电路的设计

利用单片机丰富的 I/O端口和其本身控制的灵活性，可以实现基本的里程计价功能和价格调整、时钟显示等功能。

（二）掉电保护

DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟，它可以在很小电流的后备电源（2.5V～5.5V电源，在2.5V时耗电小于300nA）下工作，利用DS1302的RAM就可以实现掉电保护，而且可以很直观的就可以显示时间，可带来很多方便。

（三）显示设计

采用LED数码管显示。数码管具有编程简单，夜间显示效果好，而且其价格便宜。

二、各单元电路设计

（一）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检测到的脉冲信号，送到单片机产生中断，单片机再根据程序设定，计算出里程。

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，而且其最高检测频率可达到1MHZ。

在霍尔电势发生器的两端加上电压VCC后，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，霍尔传感器的输出端输出低电平。当车轮转动一圈时小磁铁提供一个磁场，则霍尔传感器输出一次低电平完成一次数据采集。我们选择了P3.3 口作为信号的输入端，内部采用外部中断0，车轮每转一圈，霍尔开关就检测并输出信号，引起单片机的中断，对脉冲计数。通过计算将脉冲增加体现在金额和里程上。

（二）掉电存储单元电路

当主电源低于10V时单片机就要采取掉电保护措施，我们采用看门狗电路MAX813L对电源电压进行监视，该芯片PFI的门限电压是1.25V，当电源电压为10V时分压结果使PFI引脚的电压等于1.25V，电源电压下降10V以下时V小于1.25V，则PFO就从高电平跳变到低电平，将PFO连接单片机的外部中断P3.2口，当PFO从高电平跳变到低电平时触发中断进行数据保护，数据保护采用的是时钟芯片DS1302，该芯片内部有32个寄存器可以对数据进行读和写以及时钟的设置，所以当掉电时将数据写入DS1302，重新上电后在从该芯片中读取数据，这样就完成了掉电保护功能。如图1所示。

（三）按键电路

按键设计了一个功能键，能够选择时，分，单价，配合上调和下调，对时间，单价调整。设一个“计价”键，当乘客上车后，出租车开始计价，设一个“清零”键，乘客下车后，里程，总价清零，设一个“打印”键，当乘客到站付钱后，打印基本收费信息。共六个按键。各键盘设置的功能如图2所示。

按下对应按键时调用对应的程序执行功能，其中计价按键含一个有乘客指示灯，清零按键还包含一个空车指示灯进行辅助显示。

（四）显示电路

显示采用LED数码管，LED显示效果好，能显示基本的数字信息，且程序简单。LED显示器与单片机的接口一般有静态显示和动态显示两种方式。LED采用静态显示与单片机接口时，共阴极或共阳极点连接在一起接地或高电平。静态显示器接口电路，在位数较多时，电路比较复杂，需要的接口芯片较多，成本也较高。动态LED显示接口由于各个数码管共用同一个段码输出口，分时轮流通电的，从而大大简化了硬件线路，降低了成本。此次设计用动态显示位选用74LS138驱动，138输出低电平，所以选用共阴极数码管。LED显示器中每个发光二极管要通过5毫安-20毫安的电流才能达到正常亮度。

在本设计中，LED的主要功能就是把北京时间和乘客坐出租车的单价、路程和费用显示出来，给乘客带来方便。

参考文献

[1]曹巧媛.单片机原理及应用[M].电子工业出版社,2002.

[2]李朝青.单片机原理与接口技术[M].北京航空航天大学出版社,1999.

出租车计价器的设计范文第2篇

关键词：作弊手段；防范；监管执法；合法权益

中图分类号：U46 文献标识码：A随着人们生活水平的提高，目前出租车已经成为我们日常出行的重要交通工具。作为窗口行业的出租车受到越来越多的关注。出租车计价器是出租汽车营运者与乘客之间进行贸易结算的计量器具，但是目前，个别出租车在计价器上做手脚，多收乘客的租金的现象也不少。这种现象直接损害了消费者的合法权益，也引起了出租汽车管理部门和计量部门的高度重视。如何更好地贯彻计量法律，有效防范出租车计价器作弊行为，维护消费者合法权益，是我们应该深入思考的问题。

1 常见出租车计价器作弊手段

1.1 埋公里

这主要是利用某些厂家空车牌设计的缺陷，待租时将空车灯斜竖着，看起来是空车，而实际上计价器已进入了重车营运状态，等乘客上车后再按倒空车牌，乘客上车时，司机已经预先置入计价里程。

1.2 外加脉冲信号或遥控装置

计价器主要靠传感器发出的脉冲来计算行驶里程数。作弊者利用这一原理，人为增加计价器以外的脉冲信号，使计价器不真实计量。

1.3 传感器内增加磁铁个数

传感器的磁铁个数是固定的，一般为2个，如增加了磁铁个数，脉冲信号也必然随之增加，计价器计量值也就变快了。或者另装一个小电机直接带动传感器旋转。

1.4 更换轮胎

出租车计价器的计价里程是和轮胎转数成正比的，将原厂轮胎变小后，这样就减少了轮胎周长，车辆在等距行驶时轮胎转动的圈数就会增加，使脉冲信号数增加，计价里程也相应增加，车费也就增加了。

1.5 更改计价器内部计量参数（K值）

计价里程=计价器获得的脉冲信号数／单位里程（1公里）脉冲特定值（K值）。根据原理可知，只要能增加脉冲信号数和缩小单位里程（1公里）脉冲特定值（K值），就能认为增加计价里程，从而达到作弊的目的

1.6 改价位

如把起步价提高、续程单价提高、免费等候时间减少等。

1.7 改系统时间

如在白天时把计价器的系统时间改为夜间，使白天营运时计价器按夜间收费；把计价器的系统时间往前调，从而逃避计价器强制检定。

2 防范出租车计价器作弊的措施

出租车计价器属于国家重点管理的计量器具，按照计量法的规定，出租车计价器要有制造计量器具许可证(CMC标志)，用于贸易结算的出租车计价器要实行强制检定。为了预防出租车计价器的作弊，笔者提出以下防作弊技术措施。

(1)用设计合理、质量可靠的空车牌。空车牌空车与重车的角度必须等于或大于90°角，不给作弊人员可乘之机。(2)选用脉冲编码传感器或加密传感器，也就是在原传感器端的输出前加入编码或加密电路，同时在计价器内部原脉冲输入电路前加入解码或解密电路，这就要求传感器和计价器主机必须对应起来才能正常工作，这样可以很好地解决输入非法脉冲和用小电机带动传感器转动这类作弊行为。(3)提高计价器本身的防作弊性能。ZFJ-2000计价器的性能就很卓越，它采用了三重安全保护措施，系统时间和参数（K值、价位等）的修改必须在打开铅封、插入管理卡、正确输入密码后方能进行，密码为8位数字、可由用户任意设定。使用此款计价器不但可防改小K值、改价位、改系统时间的作弊，而且很好地解决了因疏忽或人动引起的泄密问题。(4)采用信息化管理，建立起出租车计价器的动态管理数据库。将受检车辆的车辆档案、司机档案、计价器档案、公司档案、计价器维修档案录入系统中。车辆检定后，车辆驱动轮胎的型号、气压、修正值等被同时保存，这对营运时改用小轮胎等方面的作弊等有很好的防范作用。(5)出租车计价器上应贴有强制检定标志，铅封完好。(6)起步前，计价器"空"字是否亮着灯，驾驶员是否重新将计价器回零重新计价并显示起步费金额，晚上11点前后乘车，不妨对一下表，以免被提前加价计费。(7)营运中不应有任何物品遮挡计价器主机面板，如发生意外情况连续停驶达15分钟，驾驶员应当使用"暂停键"，暂停计费。(8)车辆处于怠速中，而计价器的行车里程数却还是跳个不停，毫无疑问，这辆车计价器本身有问题或司机利用其它装置自行控制计价器。(9)更改变速箱的传动比，即将原装齿轮17齿换成18齿，待计量所检定合格后，又换成17齿。这种方法比较常见，非常隐蔽不易察觉，只有在检测线上才能发现。

3 加大监管执法力度

出租车的运营过程中，个别出租车司机不按周期进行检定，私拆计价器或私自改变计量参数，以此损害乘客合法利益的行为时有发生。面对这种情况，如何加强计价器的管理，维护出租车车主和乘客的合法利益？笔者提出以下几点防范构想：

(1)加强与交通运管和综合执法部门的合作。由于出租车营运手续每年核验一次，而出租车计价器的检定周期也是一年，与交通运管部门联合办公，把出租车营运手续核验与计价器检定一并进行，既节省了出租车司机的时间，又从源头上防止了计价器的漏检。不定期与交通运管和综合执法部门联合检查，对不按周期检定的，无检验合格标志的，破坏铅封的，私自修改计量参数等违法行为，严格按《中华人民共和国计量法》等法律法规予以相应的处罚。(2)发放年检标志，标志上注明车主姓名、车牌照号码、检定有效日期和计价器出厂编号等内容信息，在计价器检定合格后，贴于出租车车身的明显处，这样不仅提醒司机按期检定，而且也便于执法人员检查及乘客监督。通过媒体宣传，使乘客明确无检定合格标志的，检定合格标志与车辆内容信息不符的和铅封不完整的是不合格计价器，乘客有权拒付租金并举报，使出租车从业人员越来越清楚地认识到计价器检定的重要性。(3)由于出租车计价器长期工作在高温、潮湿、强电磁火花干扰及颠簸的恶劣环境中，致使计价器经常发生故障，影响出租车的运营。我们应充分发挥质监部门技术方面的优势，建立起包括出租车计价器安装、检定、维修、更换"一条龙"服务的体系。

严格按照检定规程进行本机检定，鉴别进入本地区销售的计价器，其计量参数设置是否符合政府部门批准的出租车收费标准。同时，监督其产品的质量，防止不合格计价器流入市场。严格按检定规程进行使用误差的检定，及时发现计价器的故障和各种作弊行为，保证在用计价器全部检定合格。

根据本地出租车计价器的使用情况，配备易损的零部件。做到一般故障不返回生产厂修理。对故障较大，确需返厂修理的计价器，在与生产厂签定销售合同时明确，由生产厂提供一定数量的周转用机，在维修期间免费提供给出租车使用，使出租车车主尽量减少营运损失。

3、运用经济手段搞好技术服务，促使车主按期检定，切实减少计价器的运行费用，提高计价器的周检率。

4、为防止对本机时间、常数K值和下次检定日期的任意修改，由质监部门与生产厂协商，增加密码措施，在检定和修理时，必须先输入密码，才能修改以上参数，并且全部使用密码识别式传感器，防止利用传感器作弊，损害乘客利益。

(4)采用信息化管理，建立起出租车计价器的动态管理数据库。将受检车辆的详细档案录入计算机。每次检定只需调出该车档案，添加本次检定数据即可，利用该系统的查寻功能，统计出到期应检的车辆，及时与其联系以提醒其按期检定。对超周期使用的或拒绝检定的出租车车主姓名、牌照号码，通过电视台等媒体向社会公布，促使其及时补检。

(5)汽车生产厂家选用发动机时，同一型号的车辆或发动机，尽可能配置同一种齿轮的脉速轮，使发动机通过脉速轮传输数不会发生改变。

(6)做好出租车计价器的检定工作，在计价器检定中增加一些条款。

在出租车计价器检定中，应严格检查，杜绝车主在计价器、传感器线路中私自乱接微型电机、微型开关坑害消费者的行为。

在鉴定和调试出租车计价器时，出租车不得任意更换与该车车型不符的轮胎。

出租车计价器不得使用电子分频器，不得引用电子车速里程表传感器的信号替代计价器传感器。

结束语

总之，出租车行业是一个城市的窗口行业，也是居民出行的重要交通工具，代表城市的形象。出租车计价器作弊行为不仅损害了消费者的合法权益，同时也损坏城市的形象。因此，我们应该广泛宣传出租车计价器作弊行为的恶劣性，不断探索防范作弊的技术措施，同时加强出租车行业的监管执法力度，确保维护出租车行业良好的市场秩序和消费者的合法权益，以及改善城市形象。

出租车计价器的设计范文第3篇

关键词：原理 检定项目 问题

一、计价器构成原理

出租车计价器是单片机的一种典型应用，基于单片机的计价器是由单片机和外部电路组成。包括传感器，空车牌，单片机，显示器，打印机，再通过线路连接。

里程传感器：采集车速信号，车速信号为脉冲信号，采集脉冲信号的频率就可以得到车速，可以用到芯片的定时器捕获。如果车速大于一定的值，采用公里数计算价格，如果车速小于这个值，就可以用时间计算。

计算公里数：应用芯片计算其公里数。

单片机；计算时间用到芯片定时器确定时间，或者用RTC中断采集到更精确的时间。

显示器：用数码管或液晶显示公里数，时间，以及价格，可以用芯片驱动数码管或者用芯片驱动液晶空车牌来提供计价器计价的信号。

打印机：打印机来打印所需要的票据，通过排线连接计价器主机。

二、计价器检定项目

出租车的计价器是出租车上的重要仪器，是对于行车里程进行计费的智能仪器，计价器检定是保证计价器稳定、准确的工作，保证双方的切身利益。

目前我国已经有200多个城市的计量检定机构开展了出租车计价器的检定工作，由于出租车计价器必须安装在出租车汽车上才能使用，而且应该与车辆的参数相吻合，同时还与当地的出租车收费标准密切相关，这样才能保证计价器的准确，因此，计价器装车后还要进行检定，检定规程按中华人民共和国计量检定规范《JJG517-1998出租汽车计价器检定规程》的的规定执行。

2. 使用中检定是指授权机构对使用中的计价器进行监督检验，检查其是否满足“法定”要求，工作状态是否正常，法制标识是否完好。

三、 计价器检定中应注意的问题

1）外观与结构检查

用目测的方法检查计价器外观与结构，其结果应符合：有金属铭牌，铭牌上应注明：制造厂名称、产品名称、产品型号、出厂编号、制造日期、制造计量器具许可证标志及编号；计价器结构应坚固耐用，其壳体表面不应有凹痕、划伤、裂缝、变形等现象。表面涂镀层不应起泡、龟裂和脱落。金属部件不应有锈 及其他机械损伤。壳体应有铅封耳（孔）用于加装铅封。开关、按键应灵活可靠。说明功能的文字符号和标专应清晰端正。

传感器应直接将车辆变速器的转动信号召有效地转为电信号.计价器安装到车辆上必须使用与计价器 配的独立传感器，不能直接使用车辆提供的电信号。空车牌结构应牢固、翻动灵活，接触可靠。对于禁止接触和禁止调整的器件或控制器应采取保护性措施，影响计价器计量性能的调整开关、控制开关或按钮均应置于机壳内。且在前面板或右前侧部位的外壳开有调整窗，并加铅封。在不移动计价器的情况下，面对计价器正面板即可看到铅封。在不打开铅封的情况下不能调整计价器的内设参数。使用同一个铅封应能同时封住壳体裁及调整窗。计价器的机外键不得多于3个。

2）功能方面的检查

K值显示和调整功能、时钟自效功能、自检功能、数据存储功能等，K值取值范围至少应为（500-1500）r/km，分辨力为1 r/km。K值在取值范围应能调整。在不打开计价器铅封的条件下，应显示K值。

时钟自效功能：应能够每月一次在整点前、后5min内（零点除外）按功能键自动恢复至整点。

自检功能：计价器应有自检程序，在开机时显示屏所有的显示字符及状态指示灯全部显示，显示时间不少于3S.

数据存储功能：单次营业状态数据存储，计价器至少应存储100次营业员=状态的数据，每次记录应包括（营业的起始日期、时间、结束时间，营业理程、计时时间、本次营业金额、记录序号）。

总累计数据存储功能：计价器总累计数据不应少于以下五项内容

1.总行驶里程，分辩力为0.1km、

2.总营业里程，分辩力为0.1km、

3.总计时时间（时、分、秒）、

4.总营业金额（元、角）、

5.总营业次数。

计价器应有保护数据的功能：只有破坏铅封打开机壳，对内存数据强制清零，否则总累计数据不会丢失，计价器内设参数的调整也不能改变总累计数据。

3）计程误差检定

a.检定点的选择：应分别在昼返、夜返、昼单、夜单四种运营状态下进行。昼返、夜返状态至少选择4个检定点，包括起程点、两个续程点和单程（里贴）加价里程点；昼单、夜单状态至少选择6个检定点，包括起程点、单程（里贴）加价点、单程（里贴）加价点前两个续程点、单程（里贴）加价点后两个续程点。在每个检定点计价器的变价金额应符合使用地政府主管部门制定的收费标准。

b.将计价器传感器与计价器本机标准装置输出轴连接并确认没有滑动。

c.将直流稳压电源的电压调至（12±0.5）V，开启电源给计价器通电。

d.将计价器本机检定标准装置设为计数功能，设置适当转速。

e.使计价器进入重车状态，同时启动计价器本机检定标准装置，当计价器接近起程点和续程点时，停止本机检定标准装置，用单步功能键驱动计价器至变价点并读取本机检定标准装置的计数值。计价器的变价金额应符合使用地政府主管部门制定的收费标准。

计程误差算公式：

RW = ×100%

式中： RW ------- 计程误差，%

------- 被检计价器K值，r/km

Q ------- 计价器被检点，km

Rb ------- 标准装置计数值，r

4）计时误差检定

a.检定点的选择：计量检定总计时时间为15min，以5min为一个时间间隔，共3个检定点。

b.用计价器本机检定标准装置驱动计价器至起程变价点停止，当计价器到第2个计时变价点时启动电子秒表，每到计时间隔5min变价点时读取电子秒表的计时值，连续测量15min，读取3个计时值。在每个检定点计价器的变价金额应符合使用地政府主管部门制定的收费标准。

计时误差算公式：

TW =×100%

式中：TW 计时误差，%

Td 计价器显示的时间隔，s

Tb 电子秒表测量的时间隔，

5）切换速度误差检定

a. 将计价器传感器与计价器本机标准装置输出轴连接并确认没有滑动。

b. 将直流稳压电源的电压调至（12±0.5）V，开启电源给计价器通电。

c. 开启计价器本机检定标准装置，输出车速为12km/h，并以增量或减量的方式调节本机检定标准装置的输出值，读取计价器低速显示屏从不显示到显示的速度值，此值即为切换速度。

d. 计价器的设计应确保车速值等于或小于切换速度值时，计价器处于稳定的低速状态；当车速大于切速度值时，计价器处于稳定的计程状态。

e. 切换速度误差计算公式：

υW=12-υd

式中：υW ---- 切换速度误差，km/h

υd---- 计价器切换速度，km/h

6）检定结果处理

本机检定合格的计价器，应开具出租汽车计价器本机检定证书，并注明符合使用地政府规定的出租汽车收费标准。

本机检定不合格的计价器，开具出租汽车计价器本机检定结果通知书，并注明不合格项目。

四、检定过程中容易忽略的问题

1）计价器的检定规程中未要求检测出租车的轮胎与该车车型是否相符，这一疏漏易导致车主在检定后使用不同型号的轮胎，更换周长不同的轮胎就改变了K值，这一行为不是实际的计价里程收费，进而坑害销费者。所以应该随时检查监督出租车是否擅自更换了与检定时不同型号的轮胎。

2）严格检查整个计价器相关线路，防止车主在计价器、传感器线路中私自乱接微型电机、微型开关等电子元件。这些电子元件容易影响或干扰计价器正常工作时的脉冲信号。

3）出租车计价器不得使用电子分频器，不得引用电子车速里程表传感器的信号替代计价器传感器。检定员在对出租汽车计价器进行使用误差检定时，无论收费率如何，主要是针对该计价器当前的状态来检测，也就是检定计价器常数“K”与车辆特征系数“W”是否相等，计价器常数“K”是表示计价器正确指示1km行程而必须接受到的信号数之特征量，单位为每公里的转数（RLKM），目前绝大多数计价器的常数K是可调整的；而车辆特征系数“W”是表示车辆每行驶1km的发动机通过脉速轮传输给出租车计价器的信号数及另类型（脉冲信号或转数信号）的一种特征量，一个是传输信号，一个是接受信号，如果K值等于W值，也就是计价器正确记录了车辆行驶里程，如果K值和W值有差异，计价器就不能正确记录车辆行驶里程，此时必须调整计价器的K值，使其尽量与W值接近。在日常检定工作中，有时会发现计价器K值和车轮的有效周长V在没有改变原来状况的情况下，本次检定数据和上次检定数据相差甚大，甚至造成计价器超差，其原因就是有的出租车私自更换车辆的脉速轮。

出租车计价器的设计范文第4篇

关键词：出租车计价； 自顶向下; VHDL; FPGA

中图分类号：

TN911.7-34

文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2012)05

-0179

-03

Design of taximeter based on FPGA

WANG Cui

(Department of Experimental Teaching, Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224051, China)

Abstract：

A taximeter based on Quartus Ⅱ simulation software was designed by using FPGA chip cyclone Ⅱ EP2C8T144C8, which is of top-down design idea. The circuit of each module and the entire system were simulated. The simulation results prove that the taximeter system is of counting time, billing, metering and dynamic display function. To modify the VHDL language source code, it can complete more taximeter extended functions.

Keywords： taximeter; top-down; VHDL; FPGA

收稿日期：2011-09-13

0 引 言

随着电子技术的发展，出租车计价器的设计也从传统的全部由机械元器件组成的机械式设计到半电子式(即用电子线路代替部分机械器件的出租车计价器［1］)，再从集成电路式到目前基于FGPA芯片为核心的系统的设计共经历了四个阶段，利用FPGA芯片，用较少的外部硬件和适当的软件相互配合，可以通过软件编程来完成更多的附加功能，设计比较灵活，并且还具有功耗小，体积小、低成本、安全可靠、使用方便［2］等优点。因此，使用FPGA来设计出租车计价系统已受到人们的关注，也能更好地发挥其优点。

本文以FPGA为设计载体，通过VHDL语言编程，采用Quartus Ⅱ 仿真软件，设计了一种能动态显示出租车计时、计费、计程的系统，具有一定的实际应用价值。

1 出租车计价系统的设计要求

1.1 实现计费功能

车起步开始计费，首先显示起步价(本次设计为8.0元)，行程在3 km以内，按起步价收费；当行驶超过3 km，1.6元/km，车暂时停车(如遇红绿灯或中途暂时停车)，当等待时间超过3 min，按1元/min收费。

1.2 实现显示功能

能动态显示出租车行驶的里程，范围为00~99 km(考虑到出租车就在市区或近郊附近活动)，同时显示等待时间,范围为00~59 min,显示总计价值，范围为00~999.9元，计价分辨率为0.1元。

2 出租车计价系统的设计体系

图1为整个系统的顶层框图，根据层次化设计理论［3］，将出租车自动计价系统自顶向下可分为分频模块、控制模块、计量模块、译码和动态扫描显示模块。

(1) 分频模块。

通过分频［4］产生不同频率的脉冲信号用来实现系统的计费，本次设计中通过对240 Hz的输入脉冲进行15次,24次和240次分频，得到16 Hz,10 Hz和1 Hz的三种频率，分别用于1.6元,1元和0.1元的计费。

(2) 计量控制模块。

计量控制模块是出租车自动计费器系统的主体部分［5］，该模块主要完成出租车的计时、计价、计程功能。计时器的量程为59 min，满量程自动归零。计程器的量程为99 km，满量程自动归零。行程在3 km内，且等待累计时间在3 min内，起步价费为8元；3 km外以1.6元/km计费，等待累计时间超过3 min按1元/min计费。

(3) 译码显示模块。

该模块经过8选1数据选择器将计费数据(4位BCD码)、计时数据(2位BCD码)、计程数据(2位BCD码)动态显示输出。其中计费数据最大显示为999.9元；计时数据最大显示为59 min；计程数据最大显示为99 km。

3 出租车计价系统的实现

系统的顶层原理图如图2所示，出租车计价器系统由主体FPGA电路taxi模块和动态扫描显示部分(8选1选择器mux8_1模块、模8计数器mo8模块、七段数码显示译码器di_LED模块、生成动态扫描显示片选信号的3-8译码器模块74138)［6］组成。

3.1 系统各功能模块

3.1.1 taxi模块

Taxi模块是系统中十分重要的模块，模块设计中，系统的输入信号为clk_240(240 Hz)、计价开始信号start、等待信号stop、里程脉冲信号fin。系统的输出信号有总费用数cha3(百)，cha2(拾),cha1(元),cha0(角)，行驶距离信号为km1，km0,等待时间信号为m1，m0。

Taxi模块的控制过程为：start作为计费开始开关，当start为高电平时，系统开始跟据输入情况计数，有乘客上车并开始行驶时，fin脉冲到来，进行行驶里程计数，这时的stop应为0，中途若停车等待，就需把stop置为1，同时fin为0，进行等待计费，当乘客下车时，直接将start置为0，系统停止工作。taxi模块又可分为分频(fenpin)、计量(jiliang)、kongzhi(控制)和计费(jifei)四个子模块［3,7］，taxi模块的内部结构如图3所示。

图3 taxi模块的内部结构图

Fenpin模块是将输入端clk_240(240 Hz)的时钟信号进行分频，分别得到f_16(16 Hz)，f_10(10 Hz)，f_1(1 Hz)的信号，用于计量时的1.6元，1元，0.1元。

Jiliang模块用来计时和计程，fin为汽车的里程脉冲信号，当 fin为高电平时，以记录的f_1的脉冲个数作为行驶的公里里程数，start是汽车计量开始信号，stop为等待信号。f_1是计量驱动信号，当f_1的脉冲到来，如果fin=1,记录f_1的个数(即行驶公里数)，当行驶超过3 km，ent0输出为1。当stop为高电平时，记录f_1的脉冲个数，60个脉冲为1 min，当超过3 min时，ent1输出为1。仿真波形如图4所示。

Kongzhi模块主要根据jiliang模块的en1和en0的不同输出信号选择不同的输出频率供jifei模块计费，en1=1时f=10 Hz,en0=1时f=16 Hz。

Jifei模块实际就是一个四位十进制加法器，仿真图形如图5所示,在taxi模块中，它根据不同的输入脉冲频率对脉冲个数进行计数。jiliang模块每计一次数，jifei模块就实现16次或10次脉冲计数，即实现超时时的1元/min,超里程时的1.6元/km的收费。

对整个taxi模块进行仿真，结果如图6所示,由图中可知，当stop为高电平时，汽车行驶了km1km0=35 km，计费cha3cha2cha1cha0为0592,即59.2元，与8+(35-3)×1.6=59.2元一致，图中当等待超过3 min时，价格按1元/min计费，仿真结果正确。

3.1.2 动态扫描显示部分

此模块包含mo8计数器、mux8_1(8选1选择器)、di_led七段数码显示译码器3个子模块。

mo8计数器：输入信号clk为系统输入的240 Hz基准时钟，输出a为模8的二进制码［8］。

mux8_1模块是根据输入信号c［2..0］的地址码000至111分别对应了cha3,cha2,ch1,ch0,km1,km0,min1,min0八个四位BCD码，dp为小数点指示信号，在计费的第二位数字上带有小数点，仿真波形如图7所示。

di_led数码显示译码模块，将输入信号d［3..0］转换为q［6..0］,即g,f,e,d,c,b,a七段译码输出(高电平有效)［9］，3F对应为0,仿真波形图如图8所示。

由于采用动态扫描，主要是根据人视觉暂留现象，一般影像在人眼中保留0.1~0.5 s左右，74LS138的输出码依次选通8个数码管。只要频率够高，依次点亮8个数码管时，给人视觉是同时点亮［10］。

3.2 总体电路的仿真结果

通过对整个设计系统的仿真分析，结果如图9所示，输出依次是3F 7D 27 .5B 66 3F 3F 3F, 其中总价格为3F7D27.5B(即67.2元)， 里程数为663F(即40 km)，等待时间为3F3F(即0 min)，8+(40-3)×1.6=67.2元,仿真结果正确。

4 结 语

通过仿真验证表明，本文所设计的出租车计价系统能动态显示行驶的里程、等待时间和计费数目等，符合预定的设计功能要求。但设计中对出租车里程计数精度不高，若要提高精度，需根据设计要求设置取样里程的脉冲，在计量(jiliang)模块的输入频率中要做相应的修改，当出租车计费标准发生变化时，也可以通过修改VHDL源程序达到要求，另外，还可以扩展语音播报或票据打印等附加功能，此系统的设计体现了FPGA设计的自顶向下的设计思想，基于FPGA的设计灵活性高、功耗低、集成度高，具有广阔的市场前景。

参 考 文 献

［1］陈伟宏.基于Proteus的多功能出租车计价器设计［J］.重庆工学院学报：自然科学版，2009，23(6)：83-86.

［2］潘松，黄继业.EDA技术实用教程［M］.北京：科学出版社，2002.

［3］徐志军，徐光辉.CPLD/FPGA的开发与应用［M］.北京：电子工业出版社，2002.

［4］任爱锋，初秀琴.基于FPGA的嵌入式系统设计［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2004.

［5］王诚，吴继华.Altera FPGA/CPLD设计(基础篇)［M］.北京：人民邮电出版社，2005.

［6］阎石.数字电子技术基础［M］.4版.北京：高等教育出版社，1998.

［7］雷伏容.VHDL电路设计［M］.北京：清华大学出版社，2006.

［8］王振红.VHDL数字电路设计与应用实践教程［M］.北京：机械工业出版社，2003.

［9］刘昌华.数字逻辑EDA设计与实践［M］.北京:国防工业出版社，2006.

［10］蔡明生.电子设计［M］.北京：高等教育出版社，2004.

出租车计价器的设计范文第5篇

【关键词】单片机;计费系统;霍尔传感器

一、引言

汽车计价器是出租车行业发展的重要标志。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器无论是对广大汽车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。随着汽车行业的日渐发展，汽车计价器的功能已从刚开始的只显示路程发展到了能够自主计费，以及打印发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。现在各大城市出租车行业都已普及自动计价器，所以计价器技术的发展已成定局。而部分小城市尚未普及，但随着城市建设日益加快，汽车行业也将加速发展，计价器的普及也是必然的，所以汽车计价器的市场还是十分有潜力的。

二、硬件设计方案

采用传统的模拟电路和数字电路设计的计价器，其整体电路规模较大，故障率高，难调试，功能不易实现。本次设计我们利用单片机AT89C2051芯片作为设计的核心，利用霍尔传感器测距，实现对汽车计价统计，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，显示采用6位LED数码管，分屏显示单价、路程、总金额以及时间。本系统具有功能强大、电路简单、便于维护等特点。总体设计框图如图2.1所示。

1.单片机

AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，只有20引脚。片内含有2K字节可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机数据存储器，兼容标准MCS-51指令系统，内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。

该系统中AT89C2051作为总控芯片，主要具有对测量结果进行运算处理、控制显示及保证系统正常工作等功能。

2.里程计算设计

本次设计里程计算采用霍尔传感器A44E，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2.2所示。

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，对脉冲计数，当计数达到1000 次时，也就是1公里，单片机就控制将金额自动的加增加，其计算公式：

当前单价×公里数=金额。

图2.2 传感器测距示意图

3.显示单元设计

本设计具有单价、路程、金额显示输出，加上我们另外扩展了时钟显示（包含时分秒的显示），采用LCD液晶屏显示，在距离屏幕较远处无法看清数据，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数码管显示方式。

数据的分屏的显示是通过按键S1来实现切换的，在汽车不走的时候，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。

4.AT24C02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2.3所示。

图中R8、R10是上拉电阻，其作用是减少AT24C02的静态功耗，由于AT24C02的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，所以只用两根线SCL（移位脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机传送数据。

每当设定一次单价，系统就自动调用存储程序，将单价信息保存在芯片内。当系统重新上电的时候，自动调用读存储器程序，将存储器内的单价等信息，读到缓存单元中，供主程序使用。

5.按键设计

（1）S1按键的功能

在汽车不走的时候，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。

（2）S2按键的功能

在按下S1按键之后，若接着按下S2键则进行单价调整（默认为调整白天单价），当接着按下S1时，则进行晚上单价调，再次按下S1可进行中途等待单价调整。当单价调整结束后，可以通过按下S2按键进行时间调整，默认为调整时，接着按下S1可进行调整分，分调整后再接下S1可进行秒调整。当时调整完成后，若接着按下S2则又可进行单价调整。

（3）S3按键的功能

在显示金额及单价时，若按下S3键则显示路程和单价，再次按下S3则可返回显示金额及单价。

（4）S4按键的功能

在按下S1按键之后，若接着按下S4按键，则进行设定默认晚上单价，并启动计价器，若没有按下S4则可设定默认单价（白天），并启动计价器。当设定默认晚上单价结束后，再次接下S4按键则可设定默认中途等待单价，并启动计价器。当设定默认中途等待单价后，若还按一次S4，则返回系统时间的显示。

三、软件设计

本系统的软件设计主要可分为主程序模块、定时计数中断程序、里程计数中断服务程序、中途等待中断服务程序、显示子程序服务程序、键盘服务程序六大模块。

主程序模块完成对各接口芯片的初始化、汽车起价和单价的初始化、中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。

另外，在主程序模块中还需要设置启动/清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器，并对它们进行初始化。然后，主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同的操作。