（精美）单片机课程设计出租车计价器.doc

### 单片机课程设计——出租车计价器 #### 概述 随着现代交通的不断发展，出租车作为一种便捷的城市交通工具，在日常生活中扮演着越来越重要的角色。为了更好地满足乘客的需求，提高服务质量，开发一套高效的出租车计价系统显得尤为重要。本文将详细介绍一个基于STC10F08XE单片机的出租车计价器的设计过程。 #### 设计背景与目标 在本项目中，设计者吴昊和林涛在指导教师刘巍的带领下，旨在利用单片机技术设计一款实用的出租车计价器。该计价器不仅要能够准确计算乘车费用，还要具备一定的智能化功能，如自动识别乘车状态、智能计费等。 #### 硬件设计 ##### 3.1 单片机最小系统单元 单片机最小系统是整个计价器的核心部分，负责处理所有的数据计算和逻辑控制。在这个项目中，采用的是STC10F08XE单片机作为核心处理器。STC10F08XE是一款性价比较高的8位单片机，具有低功耗、高速度的特点，非常适合于此类小型控制系统。 **主要特点：** - **主频高达12MHz**，确保了系统的运行速度。 - **内置8K字节的Flash存储器**，可以存储程序代码和其他必要的数据。 - **丰富的I/O接口**，包括串行通信接口、定时器/计数器等，方便外设连接。 **电路设计要点：** 1. **电源供电**：单片机通常需要稳定的电源供电，一般采用+5V电压。 2. **复位电路**：用于确保单片机能够正常启动。 3. **晶振与时钟电路**：提供稳定的时钟信号，保证单片机的定时准确。 ##### 3.2 显示单元电路设计 显示单元主要用于显示计费信息，包括乘车费用、行驶里程等。在这个项目中，选择了常见的七段数码管作为显示设备。 **设计要点：** 1. **驱动方式**：考虑到成本和复杂性，采用了静态显示的方式。 2. **接口电路**：设计了相应的接口电路来连接单片机和数码管，实现数据传输。 ##### 3.3 键盘及LED指示灯电路设计 键盘和指示灯作为人机交互的接口，能够帮助司机或乘客了解计价器的状态。 **设计要点：** 1. **键盘电路**：采用矩阵键盘结构，可以节省I/O端口资源。 2. **指示灯电路**：使用LED灯来指示不同的工作状态，如是否处于空车状态等。 ##### 3.4 路程测量部分设计 路程测量是计价器中的一个重要组成部分，直接影响到计费的准确性。本设计采用了一个微型直流电动机来模拟车轮，并在其上安装了霍尔传感器来检测车轮的旋转情况。 **设计要点：** 1. **霍尔传感器**：霍尔传感器可以检测到磁铁的位置变化，进而计算出车轮的旋转次数。 2. **信号处理**：将霍尔传感器输出的脉冲信号转换成数字信号输入到单片机中进行处理。 #### 软件设计 软件设计主要围绕以下几个模块展开： 1. **总初始化模块**：负责初始化单片机的各项配置，如端口方向、定时器设置等。 2. **按键扫描模块**：定期检查键盘是否有按键操作，以便及时响应用户输入。 3. **中断与定时模块**：利用定时器产生中断，处理计费逻辑。 4. **数据计算模块**：根据里程、时间等因素计算出实际费用。 5. **数码管显示模块**：将计算结果显示在数码管上。 #### 功能实现 通过上述软硬件设计，该计价器实现了以下主要功能： - **单双程设置**：根据乘客需求设置单程或双程计费模式。 - **系统暂停和清零**：允许司机在必要时暂停计费或清零重置。 - **空车指示**：通过指示灯显示车辆是否处于空闲状态。 - **信息显示**：在数码管上显示费用、里程等信息。 - **显示切换**：允许司机或乘客在不同信息之间切换显示。 - **掉电保护**：即使断电也能保持最后一次显示的信息不丢失。 该出租车计价器不仅具备基本的计费功能，还融入了许多智能化元素，极大地提高了用户体验和运营效率。通过本课程设计的学习，学生们不仅掌握了单片机的基本应用知识，也锻炼了解决实际问题的能力。