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1 系統硬件組成 總體結構如圖一所示。硬件上主要由HT46RU24單片機，霍爾傳感器，空載開(kāi)關(guān)，鍵盤(pán)電路，數據存儲電路，時(shí)鐘電路，顯示電路，蜂鳴器，IC卡電路以及串口電路組成。 1.1 HT46RU24單片機。 HT46RU24單片機是HOLTEK公司研制的一種低功耗，高性能的8位單片機。它的ROM為8k*16、RAM為384 bytes，最多有40個(gè)雙向IO口。除此之外它還具有8通道12位分辨率的A/D轉換，A/D轉換可用來(lái)監測外部模擬信號，如偵測電池電壓、電流、溫度、濕度、壓力、明暗度等。提供兩種模式的PWM輸出可應用于控溫、調速、定電壓、定電流等�？煽氐腜FD輸出用于發(fā)聲，或是紅外線(xiàn)傳輸的載波信號。 HT46RU24的UART屬于全雙工異步通信，可由軟件設定波特率，并具有自動(dòng)檢錯功能，利用UART與其它系統做數據傳輸時(shí)，可減少軟件的負擔，提高整個(gè)系統的使用效率。 HT46RU24單片機具有高的抗噪聲特性、WDT及LVR的功能用以加強MCU的穩定性。 HALT和喚醒功能可降低功耗。HT46RU24單片機還可當I2C從機使用。管腳圖如圖二所示。 1.2 霍爾傳感器 將安裝在車(chē)輛變速箱輸出端齒輪的霍爾傳感器接到單片機外部中斷接口上，車(chē)輪每轉動(dòng)一圈，霍爾傳感器將產(chǎn)生一個(gè)下降沿脈沖，觸發(fā)外部中斷。 1.3 鍵盤(pán)電路 為了節省IO口，設計一個(gè)2*4的矩陣鍵盤(pán)，在程序設計中每一個(gè)按鍵所代表的功能如表一所示。 圖二 HT46RU24管腳圖 表一 按鍵功能 1.4 空載開(kāi)關(guān)電路（如圖三） 設計一個(gè)空載開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)讀到低電平“0”，打開(kāi)時(shí)讀到高電平“1”，通過(guò)兩次讀取開(kāi)關(guān)的數值，判斷出租車(chē)所處的不同狀態(tài)，如表二所示，兩次讀到“0”說(shuō)明出租車(chē)處于空車(chē)狀態(tài)，兩次都讀到“1”說(shuō)明出租車(chē)處于載客狀態(tài)，第一次讀到“0”第二次讀到“1”出租車(chē)從空車(chē)變到載客，第一次讀到“1”第二次讀到“0”出租車(chē)從載客變到空車(chē)。 圖三 開(kāi)關(guān)電路 表二 開(kāi)關(guān)狀態(tài)判斷 1.5 數據存儲器和時(shí)鐘電路 擴展I2C總線(xiàn)的AT24C256存儲統計信息, PCF8563做時(shí)鐘輸出，這兩種芯片可共用IO口以節省IO口的使用。AT24C256存儲芯片有256K的存儲容量，分頁(yè)存儲，每頁(yè)有64個(gè)字節的容量。PCF8563芯片有一個(gè)可編程的時(shí)鐘輸出，一個(gè)中斷輸出和掉電檢測器電路。 1.6 顯示電路和蜂鳴器電路 使用可顯示漢字及圖形的液晶SMG12864來(lái)顯示里程價(jià)，誤時(shí)價(jià)，附加費，統計信息等等。這款液晶內置國標GB2312碼簡(jiǎn)體中文字庫（16x16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8x16點(diǎn)陣）及64x256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。與單片機的連接有8-位并行及串行兩種連接方式。在本設計中采用并行通訊方式，電路圖如圖四所示，在軟件編程時(shí)要置位PA0。 蜂鳴器單元設計目的是在于進(jìn)行一些特殊操作時(shí)，能夠發(fā)出不同的提示音。 圖四 液晶顯示電路 1.7 IC卡電路（如圖五） 計價(jià)器具有IC卡付費功能，所采用的IC卡是SLE4442卡，它是德國西門(mén)子公司設計的一種邏輯加密卡。SLE4442卡具有3KB的存儲容量和完全獨立的可編程加密代碼存儲器（PSC），是國內目前應用較廣的一種IC卡。 圖五 IC卡電路 1.8 串口電路（如圖六）。 設計串口電路來(lái)完成計價(jià)器與PC機通信。計價(jià)器傳送統計信息到PC機，接收并儲存從PC機傳送過(guò)來(lái)的基本信息，包括車(chē)輪直徑，校正時(shí)鐘，起步價(jià)、里程價(jià)、回空價(jià)、等待價(jià)等計費參數。在PC機上可以采用VB、VC等設計串口通信界面，通過(guò)串口電路管理者能夠采集詳實(shí)、準確的營(yíng)運數據，這些數據經(jīng)過(guò)PC機處理后能夠詳細的做出日報表、月報表、運作分析表等，比較直觀(guān)的反映出租車(chē)的營(yíng)運情況，便于管理部門(mén)全面掌握第一手資料，及時(shí)針對所出現的情況做出準確的判斷和決策，從而實(shí)現微機化、科學(xué)化管理。 圖六 串口電路 2．軟件結構 在主程序中，最主要是根據開(kāi)關(guān)狀態(tài)做不同的處理。狀態(tài)0：保持空車(chē)；狀態(tài)1：保持載客；狀態(tài)2：空車(chē)變載客；狀態(tài)3：載客變空車(chē)。主程序流程如圖七所示。 圖七主程序流程 2.1 保持空車(chē) 空車(chē)部分主要是做顯示、PC機通信以及IC卡消費。通過(guò)設置程序實(shí)現按不同的按鍵完成不同的功能。例如按下“0”鍵，液晶屏會(huì )顯示當日的統計信息，再按下“2”鍵會(huì )顯示前一日的統計信息，按下“4”鍵顯示后一日的統計信息，具體要完成的功能如表一所示。 2.2 空車(chē)變載客 這部分要完成禁止串口中斷和啟動(dòng)計價(jià)。啟動(dòng)計價(jià)是為載客部分要完成的計價(jià)、計時(shí)程序做一些初始化的工作。例如要讀出計價(jià)參數，給計程、計時(shí)、總誤時(shí)單元清0，判斷是否是夜班，啟動(dòng)定時(shí)器等。 2.3 保持載客 載客部分，主要是處理誤時(shí)價(jià)和里程價(jià)，要用到50MS定時(shí)器中斷和外部中斷，需要定義計時(shí)單元來(lái)存儲兩個(gè)外部中斷之間的時(shí)間，定義累計誤時(shí)單元存儲累計等待時(shí)間。50MS中斷到來(lái)時(shí)置位F_50MS，在載客部分會(huì )調用50MS中斷處理程序，流程如圖八所示，該程序主要對計時(shí)單元進(jìn)行處理，如果計時(shí)單元大于10S,調用誤時(shí)價(jià)子程序ADD_PT。 通過(guò)霍爾傳感器，車(chē)輪每轉動(dòng)一圈，會(huì )觸發(fā)外部中斷，在中斷子程序里首先要關(guān)定時(shí)器，存T0計數值，給定時(shí)器重新置50MS計數初值后置位F_int0并開(kāi)定時(shí)器。在載客部分也會(huì )調用外部中斷處理子程序，流程如圖九所示，當檢測到車(chē)速低于特定值時(shí)，需要計算誤時(shí)價(jià)，將計時(shí)單元加入累計誤時(shí)單元中，其中ADD_PS是里程價(jià)子程序。 2.3.1 誤時(shí)價(jià)。 誤時(shí)價(jià)程序主要是判斷累計等待時(shí)間是否超過(guò)規定的等待時(shí)間(Twait)，超過(guò)以后，每過(guò)10S增加一次10S誤時(shí)價(jià)，流程圖如圖九所示，其中F_wait表示起價(jià)等待時(shí)間到標志。 2.3.2 里程價(jià) 里程價(jià)子程序關(guān)鍵是判斷計程單元S的大小，判斷是起步價(jià)，還是3KM-8KM的短途價(jià)或是8KM以上的長(cháng)途價(jià)。 2.4 載客變空車(chē) 這部分要完成停止計價(jià)、存統計信息、允許串口中斷的操作，關(guān)鍵是存儲統計信息。每月最多有31天，每天需要4個(gè)字節的容量，這樣一個(gè)月的信息至少需要124個(gè)字節。因為采用的存儲芯片AT24C256是分頁(yè)存儲，每頁(yè)有64個(gè)字節的容量,如果給每個(gè)月的信息分配128個(gè)字節，這樣通過(guò)計算公式: (月-1)×32×4+(日-1)×4+ADDRESS_AT3 ( ADDRESS_AT3表示在A(yíng)T24C256里分配給統計信息的起始地址) 很容易存儲和查看每日統計信息，所以我們給每個(gè)月的信息分配2頁(yè)128個(gè)字節的容量。 3．結論 本文詳細的闡述了用HT46RU24單片機實(shí)現出租車(chē)計價(jià)器的軟硬件原理。程序設計清晰、有條理，維護性強，整個(gè)電路完整、緊湊，成本低，且具有操作簡(jiǎn)單，管理方便，安全可靠、功能強的優(yōu)點(diǎn)。計價(jià)器的核心HT46RU24單片機，軟件編程靈活、自由度大、功能強，功耗低，性?xún)r(jià)比高，技術(shù)成熟。 |
