一種出租車智能計(jì)價(jià)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種出租車智能計(jì)價(jià)器，包括單片機(jī)、顯示器、鍵盤控制部件，掉電存儲(chǔ)控制模塊、里程計(jì)算單元、串口顯示驅(qū)動(dòng)電路；所述鍵盤控制部件的輸出端、掉電存儲(chǔ)控制模塊的輸出端、里程計(jì)算單元的輸出端分別和單片機(jī)相連接，單片機(jī)還和串口顯示驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連接，串口顯示驅(qū)動(dòng)電路的輸出端和顯示器的輸入端相連接。本實(shí)用新型所公開的出租車智能計(jì)價(jià)器比目前市場(chǎng)現(xiàn)在的增加了不少功能，其中包括單價(jià)輸出、單價(jià)調(diào)整、路程輸出、顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間、語(yǔ)音播報(bào)數(shù)據(jù)信息等功能。此外還具有性能可靠、電路簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，具備很高的智能化水平。
【專利說明】一種出租車智能計(jì)價(jià)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型公開了一種出租車智能計(jì)價(jià)器，涉及出租車計(jì)量設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 計(jì)價(jià)器顯示的營(yíng)運(yùn)金額是營(yíng)運(yùn)里程與價(jià)格的函數(shù)，等候時(shí)間一般折算成一定比例 的里程來計(jì)算。出租車計(jì)價(jià)器通過傳感器與行駛車輛連接。出租汽車的實(shí)際里程通過傳感 器的脈沖信號(hào)在計(jì)價(jià)器里折算成一定的計(jì)價(jià)營(yíng)運(yùn)里程。目前市場(chǎng)上出租車計(jì)價(jià)器功能主要 有具有數(shù)據(jù)的復(fù)位功能、白天/晚上轉(zhuǎn)換功能、數(shù)據(jù)輸出功能、計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)功能等等。但能大 多數(shù)計(jì)價(jià)器想要進(jìn)行單價(jià)的調(diào)整和切換計(jì)價(jià)器顯示界面十分的不方便，在系統(tǒng)掉電的時(shí)候 無法保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息等，同時(shí)很多計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)電路復(fù)雜，提高了運(yùn)營(yíng)成本。針對(duì) 這些問題，需要設(shè)計(jì)一款多功能出租車計(jì)價(jià)器，在原有功能的基礎(chǔ)上增加單價(jià)輸出、單價(jià)調(diào) 整、路程輸出、顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間、語(yǔ)音播報(bào)數(shù)據(jù)信息等功能，并且通過電路設(shè)計(jì)有效的 降低成本。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種出租車智能 計(jì)價(jià)器，具有性能可靠、電路簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。
[0004] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種出租車智能計(jì)價(jià)器，包括單片機(jī)、顯示器、鍵盤控制部件，掉電存儲(chǔ)控制模塊、 里程計(jì)算單元、串口顯示驅(qū)動(dòng)電路；
[0006] 所述鍵盤控制部件的輸出端、掉電存儲(chǔ)控制模塊的輸出端、里程計(jì)算單元的輸出 端分別和單片機(jī)相連接，單片機(jī)還和串口顯示驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連接，串口顯示驅(qū)動(dòng)電 路的輸出端和顯示器的輸入端相連接；
[0007] 所述掉電存儲(chǔ)控制模塊為AT24C02電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單 片機(jī)連接，所述兩線串行的總線分別為位移脈沖引腳（SCL)和數(shù)據(jù)/地址引腳（SDA);
[0008] 所述里程計(jì)算單元包括設(shè)置于車輪上的磁鐵和設(shè)置于車底的霍爾傳感器，所述霍 爾傳感器與單片機(jī)的10端口相連接；
[0009] 所述顯示器包括6位LED數(shù)碼管、位移寄存器和三個(gè)整流管，單片機(jī)與位移寄存器 相連接，位移寄存器經(jīng)過三個(gè)整流管和6位LED數(shù)碼管相連接。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述單片機(jī)為AT89S51芯片。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述霍爾傳感器為A44E開關(guān)型霍爾器件，包括穩(wěn) 壓器、霍耳電勢(shì)發(fā)生器、差分放大器、施密特觸發(fā)器和0C門輸出，所述霍爾傳感器的最高 檢測(cè)平率為1MHZ。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述位移寄存器為74HC164。
[0013] 本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本實(shí)用新型 所公開的出租車智能計(jì)價(jià)器比目前市場(chǎng)現(xiàn)在的增加了不少功能，其中包括單價(jià)輸出、單價(jià) 調(diào)整、路程輸出、顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間、語(yǔ)音播報(bào)數(shù)據(jù)信息等功能。此外還具有性能可靠、電 路簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，具備很高的智能化水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為單片機(jī)控制方案示意圖。
[0015] 圖2為AT89S51引腳配置示意圖。
[0016] 圖3為AT24C02引腳配置示意圖。
[0017] 圖4為掉電存儲(chǔ)電路原理圖。
[0018] 圖5為傳感器測(cè)距示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0020] 本實(shí)用新型所述出租車智能計(jì)價(jià)器的單片機(jī)控制方案示意圖如圖1所示，本實(shí)用 新型由以下幾個(gè)部件組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89S51、總金額及單價(jià)顯示部件、鍵盤控制部件，掉電 存儲(chǔ)控制模塊、里程計(jì)算單元、串口顯示驅(qū)動(dòng)電路等。利用單片機(jī)豐富的10端口，及其控制 的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)節(jié)、時(shí)鐘顯示功能。不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能 而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。
[0021] 本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例所采用的單片機(jī)為AT89S51，它是一款由美國(guó)ATMEL公 司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KB的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存 儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引 腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP)也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處 理器于單片芯片中，具有高性價(jià)比。AT89S51引腳配置示意圖如圖2所示，共計(jì)40個(gè)引腳， 具體功能分別為：
[0022] VCC 電源電壓。
[0023] GND 接地。
[0024] RST復(fù)位輸入。當(dāng)RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位。WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRT0位(地址8EH)可打開或關(guān)閉該功能。 DISKRT0位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。
[0025] XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。
[0026] XTAL2來自反向振蕩放大器的輸出。
[0027] P0 口 一組8位漏極開路型雙向I/O 口。也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出 口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫" 1"可作為高阻抗輸入端用。在訪問外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址(低8位)和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期 間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字 節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。
[0028] P1 口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或 輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫"1"，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此 時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸 出一個(gè)電流（Id。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。P1 口部分端口引腳及 功能如表1所示。
[0029] 表1 P1 口特殊功能 pi 口引腳|特殊功能 P1.5 M0SI (用于 ISP 編程） P1.6 ^ M0SI (用于 ISP 編程）^ PL 7 |SCK (用于 ISP 編程）一
[0030] P2 口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口。P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或 輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫"1"，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此 時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸 出一個(gè)電流（IJ。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口線上的內(nèi)容在整個(gè)訪問期間不 改變。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2亦接收低8位地址。
[0031] P3 口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口。P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或 輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3 口寫"1"時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻把拉到高電并 可作輸入端口。作輸入端口使用時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IJ。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2所示。P3 口還接收一 些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)期間的控制信號(hào)。
[0032] 表2 P3 口特殊功能
[0033] PSEN/ 程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀先通信號(hào)，當(dāng)AT89S51由外部 程序存儲(chǔ)器取指令(或數(shù)據(jù))時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN/有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒有兩次有效的PSEN/信號(hào)。
[0034] EA/VPP外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器，EA端必須保持低電平， 需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)， 該引腳加上+12V的編程電壓VPP。
[0035] 本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，掉電存儲(chǔ)控制模塊采用AT24C02芯片，掉電存 儲(chǔ)單元的作用是在電源斷開的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息。AT24C02是ATMEL公司的 2KB字節(jié)的電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到2. 5V， 額定電流為1mA，靜態(tài)電流10Ua(5. 5V)，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存40年以 上，而且采用8腳的DIP封裝，使用方便。AT24C02芯片其引腳配置如圖3所示：
[0036] A2?A0地址引腳。
[0037] SDA、SCL I2C 總線接口。
[0038] WP寫保護(hù)引腳，WP接VSS時(shí)，禁止寫入高位地址，WP接VDD時(shí)，允許寫入任何地 址。
[0039] VCC 電源端。
[0040] GND 接地端。
[0041] AT24C02芯片其電路原理圖如圖4所示，圖中R8、R10是上拉電阻，其作用是減少 AT24C02的靜態(tài)功耗，由于AT24C02的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù) 據(jù)，所以只用兩根線SCL (移位脈沖）和SDA (數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。
[0042] 每當(dāng)設(shè)定一次單價(jià)，系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)程序，將單價(jià)信息保存在芯片內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng) 重新上電的時(shí)候，自動(dòng)調(diào)用讀存儲(chǔ)器程序，將存儲(chǔ)器內(nèi)的單價(jià)等信息，讀到緩存單元中，供 主程序使用。
[0043] 本實(shí)用新型中，里程計(jì)算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測(cè)到的信號(hào)， 送到單片機(jī)，經(jīng)處理計(jì)算，送給顯示單元的。其原理如圖5所示：由于A44E屬于開關(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)，可以直 接接到單片機(jī)的10端口上，而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到1MHZ。
[0044] A44E集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢(shì)發(fā)生器（即硅霍耳片）B、差分放大器C、 施密特觸發(fā)器D和0C門輸出E五個(gè)基本部分組成。
[0045] 在輸入端輸入電壓CT K，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍耳 效應(yīng)原理，當(dāng)霍耳片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方 向上將會(huì)產(chǎn)生霍耳電勢(shì)差"K輸出，該"K信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形， 使其成為方波輸送到0C門輸出。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)即A )時(shí)，觸發(fā)器輸出高電 壓（相對(duì)于地電位），使三極管導(dǎo)通，此時(shí)0C門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開。 當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn)即時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使0C門輸出高電 壓，這種狀態(tài)為關(guān)。這樣兩次電壓變換，使霍耳開關(guān)完成了一次開關(guān)動(dòng)作。
[0046] 選擇P3. 2 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷0 (這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的 麻煩)，車輪每轉(zhuǎn)一圈（我們?cè)O(shè)車輪的周長(zhǎng)是1米)，霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片 機(jī)的中斷，對(duì)脈計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到1000次時(shí)，也就是1公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)的 加增加，其計(jì)算公式：當(dāng)前單價(jià)X公里數(shù)=金額。
[0047] 本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，總金額及單價(jià)顯示部件采用6位LED數(shù)碼管的 分屏顯示。從單片機(jī)串口輸出的信號(hào)先送到左邊的移位寄存器（74HC164)，由于移位脈沖 的作用，使數(shù)據(jù)向右移，達(dá)到顯示的目的。移位寄存器74HC164還兼作數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，插頭 1 (headerl)接電源，插頭2 (header2)接數(shù)據(jù)和脈沖輸出端。電路中的三個(gè)整流管D1?D3 的作用是降低數(shù)碼管的工作電壓，增加其使用壽命。
[0048] 上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于 上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型 宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種出租車智能計(jì)價(jià)器，其特征在于：包括單片機(jī)、顯示器、鍵盤控制部件，掉電存 儲(chǔ)控制模塊、里程計(jì)算單元、串口顯示驅(qū)動(dòng)電路； 所述鍵盤控制部件的輸出端、掉電存儲(chǔ)控制模塊的輸出端、里程計(jì)算單元的輸出端分 別和單片機(jī)相連接，單片機(jī)還和串口顯示驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連接，串口顯示驅(qū)動(dòng)電路的 輸出端和顯示器的輸入端相連接； 所述掉電存儲(chǔ)控制模塊為AT24C02電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī) 連接，所述兩線串行的總線分別為位移脈沖引腳（SCL)和數(shù)據(jù)/地址引腳（SDA); 所述里程計(jì)算單元包括設(shè)置于車輪上的磁鐵和設(shè)置于車底的霍爾傳感器，所述霍爾傳 感器與單片機(jī)的10端口相連接； 所述顯示器包括6位LED數(shù)碼管、位移寄存器和三個(gè)整流管，單片機(jī)與位移寄存器相連 接，位移寄存器經(jīng)過三個(gè)整流管和6位LED數(shù)碼管相連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種出租車智能計(jì)價(jià)器，其特征在于：所述單片機(jī)為AT89S51 心/T 〇
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種出租車智能計(jì)價(jià)器，其特征在于：所述霍爾傳感器為 A44E開關(guān)型霍爾器件，包括穩(wěn)壓器、霍耳電勢(shì)發(fā)生器、差分放大器、施密特觸發(fā)器和0C門 輸出，所述霍爾傳感器的最高檢測(cè)平率為1MHZ。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種出租車智能計(jì)價(jià)器，其特征在于：所述位移寄存器為 74HC164。
【文檔編號(hào)】G07B13/00GK203909849SQ201420300105
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】王嘯東 申請(qǐng)人:南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院