魯凱

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基于單片機(jī)出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)

魯凱

國家計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理中心遼寧分中心，遼寧 沈陽 110036

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程隨之加快，因而也推動了出租車行業(yè)的發(fā)展。因?yàn)檫@一行業(yè)具有以里程計(jì)費(fèi)的特殊性，因此需要引進(jìn)自動計(jì)費(fèi)器。計(jì)費(fèi)器方便收費(fèi)，也具備一定的公開性，有利于公平交易，許多大中型城市已普遍使用這種技術(shù)，在部分還未使用的小城市中普及也是必然趨勢。因此，計(jì)費(fèi)器的需求量將不斷增多，還有巨大的市場等待發(fā)掘。計(jì)費(fèi)器在出租車行業(yè)中的作用是極其重要的，是乘客和司機(jī)交易過程中的必要工具，它公開透明的特性極受雙方喜愛。居民收入水平不斷提高，消費(fèi)觀念也發(fā)生了改變，旅游業(yè)也得到迅速發(fā)展，出租車行業(yè)也顯得越發(fā)重要，往往能夠影響游客對城市的第一印象，所以也特別需要對出租車計(jì)費(fèi)器進(jìn)行研究。

單片機(jī)；1602液晶；出租車計(jì)費(fèi)器

1 硬件電路設(shè)計(jì)

1.1 振蕩電路

汽車在行進(jìn)過程中，信號不穩(wěn)定是很常見的現(xiàn)象。使用振蕩電路，也就是波形發(fā)生器，能夠保證信號的輸出。三極管與運(yùn)算放大電路蘊(yùn)含在振蕩電路之中。振蕩電路由放大電路和振蕩選頻電路組成。振蕩選頻電路主要由電阻和電容構(gòu)成，屬于RC振蕩選頻電路。此外，還可以由電感和電容組成。振蕩器的分類標(biāo)準(zhǔn)不同，劃分出來的類型也必然各異。振蕩器的發(fā)生規(guī)律和形成的波形不同，導(dǎo)致其有反饋型振蕩器和負(fù)阻型振蕩器以及正弦濾和非正玄波之分。振蕩電路能夠引發(fā)交變電流的產(chǎn)生，與普通電流相比，其變化頻率比較高。振蕩電路的模型，在理想工作狀態(tài)下，整個(gè)電路的電阻可以看作是R=0，含線圈和導(dǎo)線。再從能量轉(zhuǎn)化來看，要是沒有內(nèi)能被生成，則該電路的熱損耗就可以記作零。所有電路的電感被電感線圈集合，所有電路的電容被電容器C集合。如果LC振蕩電路發(fā)生電磁正當(dāng)時(shí)，則它不會把電磁波輻射到外部范圍，所以在某種程度上講，它是閉合電。電容器里電場發(fā)生變化并不能造成線圈磁場和電容器電場的轉(zhuǎn)換，還需要LC電路作為載體。因此，在線圈里面所產(chǎn)生的不定磁場，不會利用麥克斯韋的電磁場原理來刺激相關(guān)的磁場。

1.2 復(fù)位電路

復(fù)位電路要以穩(wěn)定的電源為前提，來確定復(fù)位信號的接收和關(guān)閉，正好符合汽車的特點(diǎn)，計(jì)費(fèi)器使用這種電路正好合適，能夠準(zhǔn)確計(jì)算費(fèi)用。復(fù)位系統(tǒng)中的集成產(chǎn)品，比如飛利浦半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的MAX809、MAX810產(chǎn)品，他們體積較小、耗能低，并且可以選擇最低電壓，這樣可以保障系統(tǒng)在不同的條件下都可以自動復(fù)位，不會導(dǎo)致系統(tǒng)失控，能夠在最大限度簡化外圍電路。除此以外，MAX708不僅具有處理器電壓下落的警示作用，也能夠?qū)Φ诙€(gè)電源信號進(jìn)行控制。

設(shè)計(jì)ARM單片機(jī)的復(fù)位電路，無論是手機(jī)和手持高級裝置，還是嵌進(jìn)式系統(tǒng)32位的單片機(jī)ARM，都占據(jù)著很重要的位置。高端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)毫無疑問就是ARM。因?yàn)锳RM的低能耗和工作電壓低，所以ARM沒有多大的噪聲，這對于數(shù)字電路來說將是巨大挑戰(zhàn)。ARM監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)控制電路、溫度、濕度等外界因素。因此，它是十分有意義而且非常復(fù)雜的分立元件。

在計(jì)費(fèi)器內(nèi)部，不僅有上電復(fù)位、掉電復(fù)位，還由很多監(jiān)控電路共同組成。這就像電源測控，供電電壓發(fā)生障礙的時(shí)候，可以進(jìn)行預(yù)警指示或者中斷請求信號，可以使系統(tǒng)解決障礙情況。如果發(fā)現(xiàn)電源或系統(tǒng)有不正常情況，則要及時(shí)對數(shù)據(jù)采取措施，比如寫保護(hù)以及更換儲備的電與備份數(shù)據(jù)等等。

1.3 鍵盤接口電路

出租車計(jì)費(fèi)器常常采用鍵盤式接口電路。在獨(dú)立式鍵盤中，一個(gè)接口采取并聯(lián)形式，一個(gè)按鍵接一個(gè)I/O口線，線的另一端又與地相連，再加之電阻的上拉作用，整個(gè)流程由此形成一個(gè)電路系統(tǒng)。按鍵的是否按壓能夠直接引起引腳電平的高低。

1.4 顯示電路

1602LCD主要包括帶背光和不帶背光兩種，他們主要的控制器主要是HD44780?？墒?，帶背光的1602LCD相比不帶背光的1602LCD要厚實(shí)一點(diǎn)。

1.5 直流電機(jī)電路

直流電機(jī)能夠?yàn)橹绷麟娔芘c機(jī)械能的來回替換提供合適的電機(jī)。在具體的運(yùn)行過程中，直流電機(jī)身兼兩職，有多種作用，需要直流電機(jī)發(fā)揮機(jī)械能作用。它就是電動機(jī)，需要發(fā)揮其直流電能作用，就當(dāng)作發(fā)電機(jī)來使用。直流電機(jī)能夠根據(jù)需要靈活轉(zhuǎn)換自身角色。直流發(fā)電機(jī)的作業(yè)理論是指依賴換向器與電刷的相互替換，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)樞線圈中感應(yīng)到的互變電動勢，總體來說是用驅(qū)動芯片L298來驅(qū)動的。這種芯片的特殊之處是其具有驅(qū)動功能，在具體工作的過程中，能夠同時(shí)驅(qū)動兩個(gè)電機(jī)工作，還可以調(diào)整電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。前者接負(fù)電壓，后者接正電壓，而引腳6的ENA控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以用PWM來控制轉(zhuǎn)速。

2 軟件電路設(shè)計(jì)

在這次構(gòu)造過程中，電路鍵盤使用了P2口，其中P2.0到P2.5口是鍵盤的輸入端；顯示電路使用了P1和P3口，其中P1口是液晶的數(shù)據(jù)口。

2.1 中斷子函數(shù)

只要定時(shí)器數(shù)值滿了，就會以50?ms為時(shí)限進(jìn)行中斷，一共是20次，然后每分鐘漲。如果分鐘漲到99則會自動為零，以此實(shí)現(xiàn)中斷程序的應(yīng)用。

2.2 顯示子程序

116X2是1602LCD所顯示出來的。僅僅有兩行被顯示出來，而每行有16個(gè)字符液晶模塊。HD44780液晶芯片是市場上應(yīng)用最廣的一種芯片。由于它們的應(yīng)用理論差不多，因此在HD44780基礎(chǔ)上做出來的控制程序能夠應(yīng)用于市場上大量的字符型液晶。1602字符型液晶本身就具有字符數(shù)據(jù)庫，液晶可以做出兩行字符，并且每行包含40個(gè)字符。在具體的程序顯示中，人們能夠先寫出命令，之后把字符顯示設(shè)置好，最后把數(shù)據(jù)寫出來，以此來看液晶是否忙碌。

3 結(jié)論

自動計(jì)費(fèi)器在全國范圍內(nèi)很多城市都得到了廣泛應(yīng)用，因此發(fā)展計(jì)費(fèi)器技術(shù)是一個(gè)趨勢。當(dāng)然在比較小的城鎮(zhèn)自動計(jì)費(fèi)器還沒有普遍使用，但是伴隨城鎮(zhèn)一體化的展開，在大城市發(fā)展的出租車職業(yè)在城鎮(zhèn)的發(fā)展速度勢必會越來越快，自動計(jì)費(fèi)器的使用也會加快。因此，將來自動計(jì)費(fèi)器的市場還是可以期待的。自動計(jì)費(fèi)器是象征著交通行業(yè)發(fā)達(dá)的核心技術(shù)之一，是交通車輛中很實(shí)用的媒介，也是乘客與車主雙方往來的原則。最近這些年，隨著人們生活水平的提高，越來越多的人開始外出旅游，出租車行業(yè)便也隨之發(fā)展起來，因?yàn)榕c游客接觸較多，自然成為城市的門臉。因此，計(jì)費(fèi)器的使用有很大的發(fā)展前景，對司機(jī)和乘客都是有利的。所以，研究汽車計(jì)費(fèi)器具有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]樓俊君，康姝藝，黃云峰，等. 以電子設(shè)計(jì)大賽為導(dǎo)向、探索單片機(jī)實(shí)踐課程建設(shè)[J]. 電腦知識與技術(shù)，2016，12（31）：223.

[2]蘆瀟靜. 為了忘卻的紀(jì)念——紀(jì)念中國單片機(jī)學(xué)會誕生30周年[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2017， 17（1）：3-4.

Design of Taxi Meter Based on SCM

Lu Kai

Liaoning Branch of National Computer Network and Information Security Management Center, Liaoning Shenyang 110036

With the development of our country’s economy, the process of urbanization has accelerated, which has also promoted the development of the taxi industry. Because this industry has special features for mileage billing, it is necessary to introduce automatic meter devices. Meters are convenient and chargeable, and they also have certain openness, which is conducive to fair trade. Many large and medium-sized cities have already used this technology. Popularization in some small cities that are not yet used is an inevitable trend. Therefore, the demand for revenue meters will continue to increase, and there is still a huge market waiting to be discovered. The role of the meter in the taxi industry is extremely important. It is an essential tool in the process of passenger and driver transactions. Its open and transparent nature is very much loved by both parties. The income level of residents has been continuously rising, the concept of consumption has also changed, the tourism industry has also been developing rapidly, and the taxi industry is becoming more and more important, often affecting tourists’ first impressions of the city. Therefore, it is also necessary to carry out taxi meter.

SCM;1602 LCD; taxi meter

U463.6；TP368.1

A

魯凱（1992—），男，蒙古族，遼寧北票人，當(dāng)前職務(wù)為科員，當(dāng)前職稱為網(wǎng)絡(luò)工程師（中級），本科學(xué)歷，研究方向?yàn)橥ㄐ殴こ毯陀?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全，單位為國家計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理中心遼寧分中心。