基于单片机控制的新型数显计价器电路设计

摘要： 本文以89S51单片机为中心单元、用A44E霍尔传感器进行距离测量，可实现对出租车计价，本设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能分时间段进行调整单价，同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。与相应的软件系统相配套使用，得到了较好的效果。

Abstract： Using the Single chip microcomputer 89S51 as the center unit， by the A44E Howler sensor measuring the distance and take the taxi charge，this meter not only valuation，but also regulation by necessary，and also as a clock. With the software， this circuit has its advantage.

关键词： 单片机；计价器；电路设计

Key words： single chip microcomputer；meter；the design of circuit

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0224-02

0 引言

计价器在人们日常生活中应用的比较广泛，特别是在出租车行业中应用的最为普遍，汽车最早的计价是通过直接显示里程来人工计算的，后来又发展了模拟控制进行计价，采用模拟电路整体电路所器件多，电路较复杂，造成故障率高，难调试，模式的切换用到的机械开关，会造成接触不良，功能不易实现等。单片机计价器随着单片机的应用而不断得到发展，采用了单片机进行设计，功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，灵活性强，且可以通过软件编程来完成更多的附加功能。

本设计选择以89S51单片机为中心单元、用A44E霍尔传感器进行距离测量，可实现对出租车计价统计，采用AT24C02，保证在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息，输出采用8段数码显示管。利用本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价，同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。

1 设计方案

1.1 本设计主要用单片机进行控制 利用单片机丰富的I/O接口以及控制的灵活性，实现基本的里程计价功能以及其他功能。其基本原理如图1所示。

1.2 系统的基本组成 本系统组成主要由以下几个部件组成：AT89S51单片机、键盘控制部件、里程计算单元、液晶显示等。其基本结构如图2所示。

1.3 霍尔传感器计价原理 在出租车车轮上安装一块永久磁铁，在适当位置安装霍尔开关传感器，当车轮转动一圈，霍尔传感器产生一个脉冲，用计数器计数，计数器的值乘上车轮的周长，就是出租车的行程，将其转换成公里数，公里数乘以每一公里的价格，就是总价。其原理图如3所示。

1.4 显示模块及指示灯模块电路 该计价器采用7断LED数码管来显示所计价钱，用8位共阳极数码管，其原理图及接法如图4所示。

1.5 计价单元电路设计 计算里程是通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的信号，传输到单片机，经过单片机的运算，再传输给显示单元。其原理如图5所示。

由于开关型的霍尔器件的输出的信号符合TTL电平标准，可以直接接到单片机的I/O口上，而且其最高检测频率可达到1MHz。使用了P3.2口作为信号的输入端，内部采用外部中断0，车轮每转一圈（设车轮的周长是1m），霍尔开关就检测并输出信号，引起单片机中断，对脉冲计数，当计数达到1000次时，也就是1Km，单片机就控制将金额自动增加，其计算公式：当前单价*公里数=金额。

2 计价器整体电路设计

本设计以AT89S51单片机为核心，采用LED数码管实时显示实际得的价钱，以红外发射接收管作为基本行程信息的采集工具。此系统硬件设计简单，主要通过软件编程，实现工作状态的定义。系统另外还留有P1.2-P1.7，以及P2.3-P2.7口的全部资源，使得系统具有一定的可升级性和扩展性。计价器整体电路如图6所示。

3 软件系统设计

3.1 初始化程序设计 系统上电时，初始化程序将R1-R5存储单元清零。

3.2 主程序设计 主程序通过循环判断是否等待计价和车轮计数进行总体计价的实现。在等待计价中，调用等待计价子程序，每4秒调用数字计价子程序对计数器加1，在车轮计数中，车轮每转过1周调用计数子程序对计数器加1。通过计数器中的累加值，判断数值并调用显示。计数子程序是通过对工作寄存器的循环累加实现的。秒定时自程序通过2000循环调用定时器的2毫秒定时实现，对应调用相应子程序。数码管显示子程序通过动态扫描实现。毫秒定时是通过软件延时来实现的。系统初始化后，判断P1.1口，是等待计价。若是则进入等待计价处理，若否，则进入下一步，判断是否进行车轮计数，若没有进行车轮计数则返回等待计价处理，若进行车轮计数，则由计数器加1，然后判断计数器是否加到100，若不到100，则由数码管显示，若到100则由相应方式处理，最后由数码管显示计算出的价钱。主程序流程图如图7所示。

在主程序模块中，还需要完成对各接口芯片的初始化、出租车起价和单价的初始化、中断向量的设计以及开中断、循环等待工作。另外在主程序模块中，还需要设置启动/清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器，并对它们进行初始化。其中断服务程序流程图如图8所示。

4 结论

本设计电路，初步解决出租车计算价钱的问题，利用本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能分时间段进行调整单价，同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。与相应的软件系统相配套使用，得到了较好的效果。

参考文献：

[1]范力旻.单片机原理及应用技术[M].北京.电子工业出版社，2009.

[2]杨立.微机原理与接口技术[M].天津：天津大学出版社，2010.

[3]李秀忠.基于单片机的LED显示屏控制电路设计[J].现代电子技术，2010，200-202.

[4]苏宝平，陈富安.基于C8051F350的自动计量分装机控制系统设计[J].粮油加工，2009（12），186-188.