開(kāi)題報(bào)告

一、前期準(zhǔn)備工作

1.在知網(wǎng)查閱了14篇中文、2篇外文資料

2.本設(shè)計(jì)需要Proteus、Keil uVision4等專業(yè)軟件

3.準(zhǔn)備常用器件

二、設(shè)計(jì)（論文）的目的、要求

我國(guó)城市發(fā)展日新月異，交通工具也越來(lái)越多樣化。我國(guó)出租汽車行業(yè)因而迅猛發(fā)展，出租汽車已經(jīng)成為我國(guó)城市公共交通的重要組成部分和現(xiàn)代化城市必備的基礎(chǔ)設(shè)施，成為人們工作、生活中不可缺少的交通工具。計(jì)價(jià)器是出租汽車的經(jīng)營(yíng)者和乘坐出租汽車的消費(fèi)者之間用于公平貿(mào)易結(jié)算的工具，因而計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)精準(zhǔn)與否，直接關(guān)系到經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益，因此具有良好性能的計(jì)價(jià)器無(wú)論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有一個(gè)應(yīng)用價(jià)值的。

因此本次設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器，要能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià),并且根據(jù)不同時(shí)段來(lái)進(jìn)行起步價(jià)和每公里單價(jià)的設(shè)定,同時(shí)能夠顯示時(shí)間、里程、單價(jià)、總車價(jià)等信息。另外還有語(yǔ)音播報(bào)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、票務(wù)打印的功能。

具體設(shè)計(jì)要求如下：

1.白天起步價(jià)為10元，里程為3公里；起步里程之后單價(jià)為1.8元/公里；晚上（22:00-7:00）單價(jià)增加50%；

2.實(shí)時(shí)顯示總金額與總里程，最大值分別為999.9元與99.9公里；

3.可以進(jìn)行起步價(jià)和每公里單價(jià)的設(shè)定；

4.顯示乘車過(guò)程等待時(shí)間，車運(yùn)動(dòng)時(shí)停止計(jì)時(shí)，車停止時(shí)計(jì)時(shí)；途中等待超過(guò)10min 開(kāi)始收費(fèi)，等待單價(jià)是0.1元/分鐘，計(jì)入總價(jià)中；

5.能夠顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間；

6.選擇傳感器等器件；

7.語(yǔ)音播報(bào)數(shù)據(jù)信息（可選）；

8.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：設(shè)定的起步價(jià)、單價(jià)、總價(jià)、總里程等（可選）；

9.可打印時(shí)間、總價(jià)和總里程等信息（可選）；

10.制作電路板，編寫程序，實(shí)物演示。

三、設(shè)計(jì)思路

本設(shè)計(jì)主要包括查閱資料、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、仿真實(shí)驗(yàn)、電路板制作和調(diào)試、撰寫論文等幾個(gè)步驟。

1.硬件電路設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，硬件電路主要由單片機(jī)控制模塊、里程檢測(cè)模塊、液晶顯示模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、掉電儲(chǔ)存模塊、按鍵設(shè)置模塊以及語(yǔ)音播報(bào)模塊等組成。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

(1)里程檢測(cè)模塊

為準(zhǔn)確測(cè)量出租車行駛里程，本系統(tǒng)采用A44E集成開(kāi)關(guān)型霍耳傳感器進(jìn)行測(cè)距，汽車連軸器按圓周間隔嵌入磁鋼，用霍爾傳感器集成芯片A44E檢測(cè)并輸出脈沖，得到的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)送入單片機(jī)的定時(shí)T1口記錄霍爾傳感器產(chǎn)生的脈沖數(shù)，根據(jù)汽車輪胎周長(zhǎng)，即可計(jì)算出行駛里程。

A44E 屬于開(kāi)關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.5～18V），其輸出的信號(hào)符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，所以可以直接接到單片機(jī)的IO 端口上，而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到1MHZ。

(2)液晶顯示模塊

由于要求顯示的數(shù)據(jù)較多且需要顯示中文，因此采用LCD12864液晶屏作為顯示模塊。該液晶屏體積小、功耗低，顯示內(nèi)容豐富，自帶中文字庫(kù)，最多可顯示4行16字（64個(gè)字）的中文字型，超薄輕巧。

(3)實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

時(shí)鐘模塊可采用單片機(jī)自帶定時(shí)器或DS1302時(shí)鐘芯片兩種方案。但若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器,占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等,同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源。故在系統(tǒng)中采用時(shí)鐘芯片DS1302與單片機(jī)相連，該接口電路簡(jiǎn)單，電路穩(wěn)定，數(shù)據(jù)輸入/輸出腳、同步脈沖輸入腳、片選腳分別接單片機(jī)模擬串口腳即可。

(4)掉電儲(chǔ)存模塊

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要用于存儲(chǔ)當(dāng)前已設(shè)定的單價(jià)信息，系統(tǒng)斷電后當(dāng)前設(shè)定單價(jià)不丟失，并且存儲(chǔ)已載乘客消費(fèi)信息。AT24C02是一個(gè)2K位串行CMOS E2PROM，內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)。AT24C02有一個(gè)8字節(jié)頁(yè)寫緩沖器。因此采用Atmel公司推出的容量為2KB的串行電可擦除、可編程存儲(chǔ)芯片AT24C02實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息，該芯片儲(chǔ)存的信息在斷電的情況下能夠?qū)⑿畔⒈４?0年以上。

(5)按鍵設(shè)置模塊

按鍵設(shè)置模塊主要針對(duì)出租車起步價(jià)、每公里單價(jià)，當(dāng)然應(yīng)該還可以設(shè)置時(shí)間以方便用戶，使系統(tǒng)更人性化。例如系統(tǒng)上電后采用手動(dòng)單片機(jī)復(fù)位，按下S1鍵完成復(fù)位；當(dāng)出租車載客時(shí)，司機(jī)按下S2開(kāi)始鍵，系統(tǒng)檢測(cè)霍爾傳感器脈沖信號(hào)并開(kāi)始計(jì)價(jià)；根據(jù)不同時(shí)間段、不同場(chǎng)合、不同天氣下，按下S3鍵改變每公里計(jì)算單價(jià)；乘客下車時(shí)按下S4鍵計(jì)價(jià)結(jié)束；按下S5鍵切換屏幕顯示等。由此可見(jiàn)最多只需要五個(gè)按鍵，若采用矩陣鍵盤則造成資源浪費(fèi)，因此本次設(shè)計(jì)采用獨(dú)立按鍵。

(6)語(yǔ)音播報(bào)模塊

語(yǔ)音播報(bào)功能主要用于向乘客致歡迎詞及里程、金額報(bào)價(jià)，以提高服務(wù)質(zhì)量。本設(shè)計(jì)采用ISD1820語(yǔ)音錄制模塊，該模塊使用方便的10秒語(yǔ)音錄放，高質(zhì)量、自然的語(yǔ)音還原，可用作喊話器模塊，自帶循環(huán)播放，點(diǎn)動(dòng)播放，單遍播放功能，符合設(shè)計(jì)需求。

(7)單片機(jī)控制模塊

針對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，選擇STC89C52RC單片機(jī)。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。因此本設(shè)計(jì)采用STC89C52RC單片機(jī)控制系統(tǒng)。

2.軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)包括主程序和各子程序，主程序主要完成各子程序之間的銜接，子程序包括AA4E霍爾測(cè)距程序、LCD12864液晶顯示程序、DS1302時(shí)鐘程序、AT24C02數(shù)據(jù)儲(chǔ)存程序、按鍵檢測(cè)程序、ISD1820語(yǔ)音播報(bào)程序等。

圖2 主程序流程圖

3.仿真實(shí)驗(yàn)

利用proteus專業(yè)軟件搭建試驗(yàn)電路來(lái)仿真調(diào)試以進(jìn)行各模塊程序的改進(jìn)。

4.電路板制作和調(diào)試

制作最小系統(tǒng)板和各模塊電路，并進(jìn)行各模塊之間連接，然后測(cè)試各功能、數(shù)據(jù)等是否符合仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況，包括里程計(jì)算、液晶顯示、按鍵控制等功能的測(cè)試。

5.撰寫論文

根據(jù)測(cè)試硬件、軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試數(shù)據(jù)，撰寫論文。

四、時(shí)間安排

五、完成課題的條件

1.制作電路板，需要場(chǎng)地、工具等已具備

2.需要Proteus、Keil uVision4專業(yè)軟件，會(huì)熟練使用

3.需要PWM、PID控制、電機(jī)控制、電力電子等方面的知識(shí)，已掌握相關(guān)知識(shí)

指導(dǎo)教師意見(jiàn)：

   （ ）同意開(kāi)題；                            （ ）不同意開(kāi)題；

                            指導(dǎo)教師（簽章）：