計程車智慧計價器的設計與實現探討論文
0 引言
計程車作為城市交通中獨特的交通工具，在城市交通運營中具有不可替代的重要作用。計程車司機最關心計價器的營運資料管理是否方便，而乘客往往最在意計程車計價計費是否合理。為了減少出租車司機和乘客間不必要的誤會，設計既能準確計價又能方便使用的.計價器顯得非常重要。
科技在不斷髮展，社會在快速進步，計程車計價系統也需不斷地得到最佳化。文中以嵌入式微控制器AT89C51為主控MCU，設計多功能計程車智慧計價器。此計價器能夠按實際情況綜合計價，並將乘車用時、行駛里程和乘車費用等重要資訊顯示出來，具有功能更齊全、系統更穩定、使用更方便等優勢。
1 計程車智慧計價系統總體設計
利用AT89C51作為微控制器核心器件設計的智慧計價系統，使用方便、靈敏性好，其強大的控制處理功能和可擴充套件功能為設計電路提供了很好的選擇。利用其I/O埠及其控制的多功能特點，採用按鍵控制進行分屏顯示，實現基本乘車計價和資訊顯示功能。
在系統硬體設計中，以AT89C51微控制器為控制中心，外接A44E霍爾感測器訊號採集模組、時鐘模組、按鍵模組、顯示模組以及掉電保護儲存模組。其中，選用A44E霍爾感測器訊號採集模組可將磁感應轉換為脈衝訊號，從而計測出行車裡程；時鐘模組採用DS1302晶片，設定標準時鍾；掉電儲存模組採用AT24C02晶片，以確保掉電時資料自動儲存在儲存單元；當系統重新上電時，能自動讀取資料；按鍵模組採用四個按鍵控制，可實現分屏顯示功能；顯示模組採用8位LED數碼管進行顯示。
2 系統軟體設計
2.1 系統主程式
在主程式模組中，不僅需要完成參量和介面的初始化設計、計程車起步價和單價的設定以及中斷、計算等操作，還應設定啟動/清除標誌、里程以及價格暫存器，並對其進行初始化。最後，為實現暫存器中內容的完整性及精確性，主程式應能分別完成啟動、清除、計程及計費等操作。
當計程車起步執行時，計價器同時啟動開始計價，根據里程暫存器中的儲存資料進行運算並判別行駛路程是否超過起步價的里程。若已超過起步價里程，則根據里程值、單價數和起步價等來綜合計算當前的乘車費用；當處於等待時段時，若無脈衝輸入，不產生中斷，一旦等待時間超過預設時間則會把等待超標費用另加到乘車總費用中，並顯示相關資訊。
2.2 系統模組程式
系統模組程式主要包括五個服務程式：顯示子程式、里程計數中斷、定時中斷、中途等待中斷和按鍵服務程式。各服務程式介紹如下：
（1）顯示子程式。由於採取的是分屏資料顯示方式，因此需要用到4 款顯示子程式：時、分、秒的顯示，金額單價的顯示，路程單價的顯示以及標準時間的顯示。
（2）里程計數中斷。霍耳感測器每輸出一個低電平訊號便中斷一次，當里程計數器計滿1000個里程脈衝時，便將當前計數送至里程計數中斷服務程式，並將當前行車裡程及相關資料傳至行車裡程與乘車費用暫存器中。
（3）定時中斷。在定時中斷服務程式中，設定一次中斷時間為50ms，20 次中斷時間為1s，計滿1s後將資料送到相應顯示單元實時顯示。
（4）中途等待中斷。在計數狀態下霍耳開關無訊號輸出時，片內定時器啟動。等待計時每達到5分鐘，就會在當前金額基礎上自動加上中途等待費用。等待結束後計價系統自動轉換到正常計價程式。
（5）按鍵服務程式。按鍵服務採取查詢模式，設定在主程式中。當無按鍵按下時，微控制器迴圈執行主程式；按鍵被按下，則轉向執行相應子程式，並進行其他操作處理。
3 系統模擬與功能實現
3.1 模擬軟體Proteus簡介
Proteus模擬軟體是英國Labcenter Electronics公司設計開發的EDA工具，它不但擁有其它工具軟體的模擬功能，而且可模擬微處理器和相關外圍裝置。Proteus軟體功能強大：擁有Proteus電子設計工具，就等同搭建了一個電子設計和分析平臺。利用功能強大的Proteus模擬軟體，我們可以實現對電路的模擬，以確定方案是否可行，並且可使設計過程流暢。
3.2 電路功能模擬
首先透過Proteus平臺搭建電路，然後在KEIL中編寫相應程式碼，並將生成的HEX檔案在Proteus平臺微控制器模型中載入，便可看到模擬效果。
4 系統實驗及結果分析
按原理圖進行焊接，確保接線無誤後。對實物進行除錯與實驗。實驗結果表明，利用AT89C51主控，霍爾感測器進行採集，AT24C02進行掉電儲存保護，配以程式，就能較好地實現出租車智慧計價功能。
5 結論
文中設計的計程車智慧計價系統能夠實時儲存相關資料，並透過8位LED數碼管分屏顯示儲存資料，實現基本的計價功能。本系統對乘車中可能出現的情況考慮較全面，能根據白天、夜晚、中途等待等不同情況來調節單價，從而達到計程車智慧計價的目的。當然，要達到大規模的實際應用要求，還需不斷改進和完善系統綜合性能指標，以達到實際應用要求。