開題報告

一、前期準備工作

1.在知網查閱了14篇中文、2篇外文資料

2.本設計需要Proteus、Keil uVision4等專業軟件

3.準備常用器件

二、設計（論文）的目的、要求

我國城市發展日新月異，交通工具也越來越多樣化。我國出租汽車行業因而迅猛發展，出租汽車已經成為我國城市公共交通的重要組成部分和現代化城市必備的基礎設施，成為人們工作、生活中不可缺少的交通工具。計價器是出租汽車的經營者和乘坐出租汽車的消費者之間用于公平貿易結算的工具，因而計價器計價精準與否，直接關系到經營者和消費者的經濟利益，因此具有良好性能的計價器無論是對廣大出租車司機朋友還是乘客來說都是很必要的，汽車計價器的研究也是十分有一個應用價值的。

因此本次設計的出租車計價器，要能實現基本的計價,并且根據不同時段來進行起步價和每公里單價的設定,同時能夠顯示時間、里程、單價、總車價等信息。另外還有語音播報、數據存儲、票務打印的功能。

具體設計要求如下：

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

2.實時顯示總金額與總里程，最大值分別為999.9元與99.9公里；

3.可以進行起步價和每公里單價的設定；

4.顯示乘車過程等待時間，車運動時停止計時，車停止時計時；途中等待超過10min 開始收費，等待單價是0.1元/分鐘，計入總價中；

5.能夠顯示當前的系統時間；

6.選擇傳感器等器件；

7.語音播報數據信息（可選）；

8.數據存儲：設定的起步價、單價、總價、總里程等（可選）；

9.可打印時間、總價和總里程等信息（可選）；

10.制作電路板，編寫程序，實物演示。

三、設計思路

本設計主要包括查閱資料、硬件電路設計、軟件設計、仿真實驗、電路板制作和調試、撰寫論文等幾個步驟。

1.硬件電路設計

根據設計要求，硬件電路主要由單片機控制模塊、里程檢測模塊、液晶顯示模塊、實時時鐘模塊、掉電儲存模塊、按鍵設置模塊以及語音播報模塊等組成。

圖1 系統組成框圖

(1)里程檢測模塊

為準確測量出租車行駛里程，本系統采用A44E集成開關型霍耳傳感器進行測距，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檢測并輸出脈沖，得到的標準脈沖信號送入單片機的定時T1口記錄霍爾傳感器產生的脈沖數，根據汽車輪胎周長，即可計算出行駛里程。

A44E 屬于開關型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.5～18V），其輸出的信號符合TTL電平標準，所以可以直接接到單片機的IO 端口上，而且其最高檢測頻率可達到1MHZ。

(2)液晶顯示模塊

由于要求顯示的數據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，顯示內容豐富，自帶中文字庫，最多可顯示4行16字（64個字）的中文字型，超薄輕巧。

(3)實時時鐘模塊

時鐘模塊可采用單片機自帶定時器或DS1302時鐘芯片兩種方案。但若采用單片機計時，一方面需要采用計數器,占用硬件資源，另一方面需要設置中斷、查詢等,同樣耗費單片機的資源。故在系統中采用時鐘芯片DS1302與單片機相連，該接口電路簡單，電路穩定，數據輸入/輸出腳、同步脈沖輸入腳、片選腳分別接單片機模擬串口腳即可。

(4)掉電儲存模塊

數據存儲模塊主要用于存儲當前已設定的單價信息，系統斷電后當前設定單價不丟失，并且存儲已載乘客消費信息。AT24C02是一個2K位串行CMOS E2PROM，內部含有256個8位字節。AT24C02有一個8字節頁寫緩沖器。因此采用Atmel公司推出的容量為2KB的串行電可擦除、可編程存儲芯片AT24C02實現在系統掉電的時候保存單價和系統時間等信息，該芯片儲存的信息在斷電的情況下能夠將信息保存40年以上。

(5)按鍵設置模塊

按鍵設置模塊主要針對出租車起步價、每公里單價，當然應該還可以設置時間以方便用戶，使系統更人性化。例如系統上電后采用手動單片機復位，按下S1鍵完成復位；當出租車載客時，司機按下S2開始鍵，系統檢測霍爾傳感器脈沖信號并開始計價；根據不同時間段、不同場合、不同天氣下，按下S3鍵改變每公里計算單價；乘客下車時按下S4鍵計價結束；按下S5鍵切換屏幕顯示等。由此可見最多只需要五個按鍵，若采用矩陣鍵盤則造成資源浪費，因此本次設計采用獨立按鍵。

(6)語音播報模塊

語音播報功能主要用于向乘客致歡迎詞及里程、金額報價，以提高服務質量。本設計采用ISD1820語音錄制模塊，該模塊使用方便的10秒語音錄放，高質量、自然的語音還原，可用作喊話器模塊，自帶循環播放，點動播放，單遍播放功能，符合設計需求。

(7)單片機控制模塊

針對本次畢業設計的項目內容，選擇STC89C52RC單片機。STC89C52是STC公司生產的一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。STC89C52使用經典的MCS-51內核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標準功能：8k字節Flash，512字節RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內置4KBEEPROM，MAX810復位電路，3個16位定時器/計數器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結構（兼容傳統51的5向量2級中斷結構），全雙工串行口。因此本設計采用STC89C52RC單片機控制系統。

2.軟件設計

軟件設計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霍爾測距程序、LCD12864液晶顯示程序、DS1302時鐘程序、AT24C02數據儲存程序、按鍵檢測程序、ISD1820語音播報程序等。

圖2 主程序流程圖

3.仿真實驗

利用proteus專業軟件搭建試驗電路來仿真調試以進行各模塊程序的改進。

4.電路板制作和調試

制作最小系統板和各模塊電路，并進行各模塊之間連接，然后測試各功能、數據等是否符合仿真實驗時的情況，包括里程計算、液晶顯示、按鍵控制等功能的測試。

5.撰寫論文

根據測試硬件、軟件設計和調試數據，撰寫論文。

四、時間安排

五、完成課題的條件

1.制作電路板，需要場地、工具等已具備

2.需要Proteus、Keil uVision4專業軟件，會熟練使用

3.需要PWM、PID控制、電機控制、電力電子等方面的知識，已掌握相關知識

指導教師意見：

   （ ）同意開題；                            （ ）不同意開題；

                            指導教師（簽章）：

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2017-11-30 03:37 上傳