鲁凯



基于单片机出租车计费器的设计

鲁凯

国家计算机网络与信息安全管理中心辽宁分中心，辽宁 沈阳 110036

随着我国经济的发展，城市化进程随之加快，因而也推动了出租车行业的发展。因为这一行业具有以里程计费的特殊性，因此需要引进自动计费器。计费器方便收费，也具备一定的公开性，有利于公平交易，许多大中型城市已普遍使用这种技术，在部分还未使用的小城市中普及也是必然趋势。因此，计费器的需求量将不断增多，还有巨大的市场等待发掘。计费器在出租车行业中的作用是极其重要的，是乘客和司机交易过程中的必要工具，它公开透明的特性极受双方喜爱。居民收入水平不断提高，消费观念也发生了改变，旅游业也得到迅速发展，出租车行业也显得越发重要，往往能够影响游客对城市的第一印象，所以也特别需要对出租车计费器进行研究。

单片机；1602液晶；出租车计费器

1 硬件电路设计

1.1 振荡电路

汽车在行进过程中，信号不稳定是很常见的现象。使用振荡电路，也就是波形发生器，能够保证信号的输出。三极管与运算放大电路蕴含在振荡电路之中。振荡电路由放大电路和振荡选频电路组成。振荡选频电路主要由电阻和电容构成，属于RC振荡选频电路。此外，还可以由电感和电容组成。振荡器的分类标准不同，划分出来的类型也必然各异。振荡器的发生规律和形成的波形不同，导致其有反馈型振荡器和负阻型振荡器以及正弦滤和非正玄波之分。振荡电路能够引发交变电流的产生，与普通电流相比，其变化频率比较高。振荡电路的模型，在理想工作状态下，整个电路的电阻可以看作是R=0，含线圈和导线。再从能量转化来看，要是没有内能被生成，则该电路的热损耗就可以记作零。所有电路的电感被电感线圈集合，所有电路的电容被电容器C集合。如果LC振荡电路发生电磁正当时，则它不会把电磁波辐射到外部范围，所以在某种程度上讲，它是闭合电。电容器里电场发生变化并不能造成线圈磁场和电容器电场的转换，还需要LC电路作为载体。因此，在线圈里面所产生的不定磁场，不会利用麦克斯韦的电磁场原理来刺激相关的磁场。

1.2 复位电路

复位电路要以稳定的电源为前提，来确定复位信号的接收和关闭，正好符合汽车的特点，计费器使用这种电路正好合适，能够准确计算费用。复位系统中的集成产品，比如飞利浦半导体公司生产的MAX809、MAX810产品，他们体积较小、耗能低，并且可以选择最低电压，这样可以保障系统在不同的条件下都可以自动复位，不会导致系统失控，能够在最大限度简化外围电路。除此以外，MAX708不仅具有处理器电压下落的警示作用，也能够对第二个电源信号进行控制。

设计ARM单片机的复位电路，无论是手机和手持高级装置，还是嵌进式系统32位的单片机ARM，都占据着很重要的位置。高端产品产业标准毫无疑问就是ARM。因为ARM的低能耗和工作电压低，所以ARM没有多大的噪声，这对于数字电路来说将是巨大挑战。ARM监控技术能够实时控制电路、温度、湿度等外界因素。因此，它是十分有意义而且非常复杂的分立元件。

在计费器内部，不仅有上电复位、掉电复位，还由很多监控电路共同组成。这就像电源测控，供电电压发生障碍的时候，可以进行预警指示或者中断请求信号，可以使系统解决障碍情况。如果发现电源或系统有不正常情况，则要及时对数据采取措施，比如写保护以及更换储备的电与备份数据等等。

1.3 键盘接口电路

出租车计费器常常采用键盘式接口电路。在独立式键盘中，一个接口采取并联形式，一个按键接一个I/O口线，线的另一端又与地相连，再加之电阻的上拉作用，整个流程由此形成一个电路系统。按键的是否按压能够直接引起引脚电平的高低。

1.4 显示电路

1602LCD主要包括带背光和不带背光两种，他们主要的控制器主要是HD44780。可是，带背光的1602LCD相比不带背光的1602LCD要厚实一点。

1.5 直流电机电路

直流电机能够为直流电能与机械能的来回替换提供合适的电机。在具体的运行过程中，直流电机身兼两职，有多种作用，需要直流电机发挥机械能作用。它就是电动机，需要发挥其直流电能作用，就当作发电机来使用。直流电机能够根据需要灵活转换自身角色。直流发电机的作业理论是指依赖换向器与电刷的相互替换，实现点枢线圈中感应到的互变电动势，总体来说是用驱动芯片L298来驱动的。这种芯片的特殊之处是其具有驱动功能，在具体工作的过程中，能够同时驱动两个电机工作，还可以调整电机正转和反转。前者接负电压，后者接正电压，而引脚6的ENA控制电机转速，可以用PWM来控制转速。

2 软件电路设计

在这次构造过程中，电路键盘使用了P2口，其中P2.0到P2.5口是键盘的输入端；显示电路使用了P1和P3口，其中P1口是液晶的数据口。

2.1 中断子函数

只要定时器数值满了，就会以50 ms为时限进行中断，一共是20次，然后每分钟涨。如果分钟涨到99则会自动为零，以此实现中断程序的应用。

2.2 显示子程序

116X2是1602LCD所显示出来的。仅仅有两行被显示出来，而每行有16个字符液晶模块。HD44780液晶芯片是市场上应用最广的一种芯片。由于它们的应用理论差不多，因此在HD44780基础上做出来的控制程序能够应用于市场上大量的字符型液晶。1602字符型液晶本身就具有字符数据库，液晶可以做出两行字符，并且每行包含40个字符。在具体的程序显示中，人们能够先写出命令，之后把字符显示设置好，最后把数据写出来，以此来看液晶是否忙碌。

3 结论

自动计费器在全国范围内很多城市都得到了广泛应用，因此发展计费器技术是一个趋势。当然在比较小的城镇自动计费器还没有普遍使用，但是伴随城镇一体化的展开，在大城市发展的出租车职业在城镇的发展速度势必会越来越快，自动计费器的使用也会加快。因此，将来自动计费器的市场还是可以期待的。自动计费器是象征着交通行业发达的核心技术之一，是交通车辆中很实用的媒介，也是乘客与车主双方往来的原则。最近这些年，随着人们生活水平的提高，越来越多的人开始外出旅游，出租车行业便也随之发展起来，因为与游客接触较多，自然成为城市的门脸。因此，计费器的使用有很大的发展前景，对司机和乘客都是有利的。所以，研究汽车计费器具有着重要的现实意义。

[1]楼俊君，康姝艺，黄云峰，等. 以电子设计大赛为导向、探索单片机实践课程建设[J]. 电脑知识与技术，2016，12（31）：223.

[2]芦潇静. 为了忘却的纪念——纪念中国单片机学会诞生30周年[J]. 单片机与嵌入式系统应用，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

鲁凯（1992—），男，蒙古族，辽宁北票人，当前职务为科员，当前职称为网络工程师（中级），本科学历，研究方向为通信工程和计算机网络安全，单位为国家计算机网络与信息安全管理中心辽宁分中心。