电子科技大学成都学院学院
标准实验报告
（实验）课程名称数字电路EDA设计与应用
姓名乱弹的枇杷
学号1240830
专业电气工程及其自动化
指导教师张
一、实验名称
出租车计费器的设计
二、实验目的
1、了解出租车计费器的工作原理。
2、学会用V HDL 语言编写正确的七段码管显示程序。
3、数量掌握用V HDL 编写复杂功能模块。
4、进一步数量状态积在系统设计中的应用。
三、实验原理
出租车计费器一般都是按公里计费，通常是起步价 xx元（xx元可以行走x公里），然后再是x x元/公里。所以要完成一个出租车计费器，就要有两个计数单位，一个用来计公里，另外一个用来计费用。通常在出租车的轮子上都有传感器，用来记录车轮转动的圈数，而车轮子的周长是固定的，所以知道了圈数自然也就知道了里程。在这个实验中，就要模拟出租车计费器的工作过程，用直流电机模拟出租车轮子，通过传感器，可以得到电机每转一周输出一个脉冲波形。结果的显示用 8 个七段码管，前四个显示里程，后三个显示费用。
在设计VHDL程序时，首先在复位信号的作用下将所有用到的寄存器进行清零，然后开始设定到起步价记录状态，在此状态时，在起步价规定的里程里都一直显示起步价，直到路程超过起步价规定的里程时，系统转移到每公里计费状态，此时每增加一公里，计费器增加相应的费用。
为了便于显示，在编写过程中的数据用BCD码来显示，这样就不存在数据格式转换的问题。比如表示一个三位数，那么就分别用四位二进制码来表示，当个位数字累加大于9时，将其清零，同时十位数字加1，依此类推。
四、实验内容
本实验要完成的任务就是设计一个简单的出租车计费器，要求是起步价3元，准行1公里，以后1元/公里。显示部分的七段码管扫描时钟选择时钟模块的
1KHz，电机模块的跳线选择GND端，这样通过旋钮电机模块的电位器，即可达到控制电机转速的目的。另外用按键模块的S1来作为整个系统的复位按钮，每复位一次，计费器从头开始计费。直流电机用来模拟出租车的车轮子，没转动一圈认为是行走1米，所以每旋转1000 圈，认为车子前进1公里。系统设计是需要检测电机的转动情况，每转一周，计米计数器增加 1。七段码管显示要求为前 4个显示里程，后3个显示费用。
实验中所用端口管脚分配关系如下：
五、实验步骤
1、打开Q UARTUSII 软件，新建一个工程。
2、建完工程之后，再新建一个V HDL File，打开V HDL 编辑器对话框。
3、按照实验原理和自己的想法，在V HDL 编辑窗口编写V HDL 程序。其
程序如下所示：
4、编写完V HDL 程序后，保存起来。
5、对自己编写的V HDL 程序进行编译，对程序的错误进行修改。曾出现的错误有：
但当我把位选端的OUT类型改为BUFFER类型后，再编译就没出现问题。
6、编译无误后，依照拨动开关、数码管与 FPGA 的管脚连接表进行管脚分配。本次实验管脚分配如下图所示：
7、分配完成后，再进行一次全编译，以使管脚分配生效。
8、新建波形文件，对程序进行仿真。在仿真过程中，为了使仿真长度达
到实验中1KM以上，我将endtime设为1ms，将Rst设为高电平，将Clk设为0.1us。
而为了使Motor脉冲每次都能在八个数码管显示完成后达到，使里程加1M，故将Motor时的周期设为0.8us，占空比%1。其仿真波形如下所示：
在上图中，可以看到当出租车开始启动，八个数码管的显示分别（000-030），当Motor脉冲到后，八个数码管的显示为（0001-030），即行程加了一米；再来一个米脉冲后显示为（0002-030）。则起步价为3元，出租车路程未到1KM，始终显示基价3元，符合题意。
再如上图所示，最左边的八个数码管显示为（1224-032），接下来的八个数码显示管显示为（1225-032）。则为出租车跑到1224和1225米时，显示价格为3.2元，均符合题意。
因软件原因，仿真也最多仿到里程为一千二百多米，但由前两图知仿真波形均符合题意。
9、用下载电缆通过J TAG 口将对应的s of 文件加载到F PGA 中。观察实验
结果是否与自己的编程思想一致。
六、实验现象及结果
下载完毕后，在实验箱上的八个数码管，前四个显示里程，后三个显示费用。当直流电机每转完一圈时，数码管的里程数加1，表示出租车行驶1米。当里程小于1KM时，数码管显示基价3元，以每每跑100米，费用加1角。部分结果如下图所示：
（1）出租车刚起步时，路程为0，起步价3元
（2）路程不足1千米时，费用显示基价3元
（3）路程1678米时，因路程大于1千米，又跑了600米，故费用显示为3.6元
（4）路程2310米时，费用为4.3元
七、心得体会
昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2012 —2013 学年第 2 学期） 课程名称：可编程逻辑器件设计开课实验室：信自楼 2013 年4月 11日
一、引言 汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。 我国在70年代开始出现出租车，但那时的计费系统大都是国外进口不但不够准确，价格还十分昂贵。随着改革开放日益深入，出租车行业的发展势头已十分突出，国内各机械厂家纷纷推出国产计价器。出租车计价器的功能从刚开始的只显示路程（需要司机自己定价，计算后四舍五入），到能够自主计费，以及现在的能够打一发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。随着城市旅游业的发展，出租车行业已成为城市的窗口，象征着一个城市的文明程度。 随着出租车行业的发展，出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是很必要的。我们设计采用8086为主控器，以A44E霍尔传感器测距，实现对出租车的多功能的计价设计，输出采用8段数码显示管。 二、总体设计方案 利用8253作为定时/计数器，控制电机转速并测量电机的转数；8255作为输入输出接口，控制数码管显示启动后经过的里程数（小数点后取2位有效值）。 硬件连接说明： 直流电机控制器的基础上，增加了一个电机测速电路构成。 8255的B口作为数码管的笔划码驱动；C口的低4位作为段码控制，显示实际里程，同时，也用于输出键盘的列扫描码；PC6、PC7输入行扫描码，用于识别按键，程序中仅使用了PC6行上的四个按键，其定义如下： X1：启动/停止键；X2：加速键，与X3、X4键组合使用；X3：“+”键；X4：“-”键。 A口仅使用了PA0，输出PWM脉冲信号，通过驱动芯片驱动电机，其输出电压的高低与PWM脉冲的占空比成正比。 电机的转数，通过霍尔元件变换为脉冲个数，送入8253的通道2，计数后，将转数转换为里程数，最小单位为0.01公里，送CPU记录，结果由数码管显示出来。
电子科技大学成都学院学院
一、实验名称 出租车计费器的设计 二、实验目的 1、了解出租车计费器的工作原理。 2、学会用V HDL 语言编写正确的七段码管显示程序。 3、数量掌握用V HDL 编写复杂功能模块。 4、进一步数量状态积在系统设计中的应用。 三、实验原理 出租车计费器一般都是按公里计费，通常是起步价 xx元（xx元可以行走x公里），然后再是x x元/公里。所以要完成一个出租车计费器，就要有两个计数单位，一个用来计公里，另外一个用来计费用。通常在出租车的轮子上都有传感器，用来记录车轮转动的圈数，而车轮子的周长是固定的，所以知道了圈数自然也就知道了里程。在这个实验中，就要模拟出租车计费器的工作过程，用直流电机模拟出租车轮子，通过传感器，可以得到电机每转一周输出一个脉冲波形。结果的显示用 8 个七段码管，前四个显示里程，后三个显示费用。 在设计VHDL程序时，首先在复位信号的作用下将所有用到的寄存器进行清零，然后开始设定到起步价记录状态，在此状态时，在起步价规定的里程里都一直显示起步价，直到路程超过起步价规定的里程时，系统转移到每公里计费状态，此时每增加一公里，计费器增加相应的费用。 为了便于显示，在编写过程中的数据用BCD码来显示，这样就不存在数据格式转换的问题。比如表示一个三位数，那么就分别用四位二进制码来表示，当个位数字累加大于9时，将其清零，同时十位数字加1，依此类推。 四、实验内容 本实验要完成的任务就是设计一个简单的出租车计费器，要求是起步价3元，准行1公里，以后1元/公里。显示部分的七段码管扫描时钟选择时钟模块的
1KHz，电机模块的跳线选择GND端，这样通过旋钮电机模块的电位器，即可达到控制电机转速的目的。另外用按键模块的S1来作为整个系统的复位按钮，每复位一次，计费器从头开始计费。直流电机用来模拟出租车的车轮子，没转动一圈认为是行走1米，所以每旋转1000 圈，认为车子前进1公里。系统设计是需要检测电机的转动情况，每转一周，计米计数器增加 1。七段码管显示要求为前 4个显示里程，后3个显示费用。 五、实验步骤 1、打开Q UARTUSII 软件，新建一个工程。 2、建完工程之后，再新建一个V HDL File，打开V HDL 编辑器对话框。 3、按照实验原理和自己的想法，在V HDL 编辑窗口编写V HDL 程序。其 程序如下所示：
出租车计价器课程设 计
大学 《单片机应用与仿真训练》设计报告 出 租 车 计 价 器 姓名： 学号： 3 姓名： 学号： 专业班级：自动化09-7班 指导老师： 所在学院：电气学院 2012年7月4 日 摘要
本设计基于AT89SC51单片机，采用霍尔传感器采集轮胎转数的信息，使用外部中断0将霍尔传感器采集的信息输入到单片机，实现对于出租车行驶里程的计算；对于中途等待以及红绿灯等待，使用定时器计时，并将时间转化为里程数以计费；输出设备采用数码管，本设计采用的是两个4位一体的共阴极数码管，输出里程数和费用；此外，本设计还设计了状态指示灯，用以指示计价器的工作状态和显示状态。 出租车计价器是出租车行业计费系统的核心，是出租车行业发展的重要标志，性能良好的计价器对于乘客和出租车行业都是必需的。 关键词：计价器、单片机、霍尔传感器
目录 1 概述 (4) 1.1 出租车计价器概述 (4) 1.2 单片机的概述 (4) 2 总体方案设计 (6) 2.1 设计任务要求 (6) 2.1.1 设计任务 (6) 2.1.2 设计要求 (6) 2.2 设计的主要功能 (6) 2.3 方案的选取 (7) 2.3.1 硬件设计方案 (7) 2.3.2 软件设计方案 (8) 3 硬件设计 (8) 3.1 AT89S52单片机及最小系统 (9) 3.2 测距单元 (11) 3.3 按键单元和状态显示单元 (14) 3.4 数码显示单元 (15) 4 软件设计 (17) 4.1 系统主程序 (17) 4.2 数据处理子程序 (18) 4.3 等待时间计时子程序 (19) 4.4 键盘扫描子程序 (20) 5 Proteus软件仿真 (21) 6课程设计过程中遇到的问题 (22) 7 课程设计体会 (23) 参考文献 (24) 附1、原程序代码 (25) 附2、系统原理图 (30)
. . . 目录 1 绪论 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2QUARTUS II简介 (1) 1.3VHDL语言基础 (2) 2 出租车计费器总体设计结构 (2) 2.1系统设计要求和目的 (2) 2.2.1 系统设计要求 (2) 2.2.1 系统设计目的 (2) 2.2设计思路 (3) 2.3系统总体结构 (3) 2.4出租车计费器系统工作流程图 (4) 3 出租车计费器的实现 (5) 3.1出租车计费器的顶层原理图 (5) 3.2系统各功能模块的实现 (5) 3.2.1 计费模块JIFEI (5) 3.2.2 计量模块JILIANG (6) 3.2.3 显示控制模块SELTIME (7) 3.2.4 显示模块DELED (7) 4 出租车计费器系统仿真及分析 (8) 4.1计费系统的仿真 (8) 4.2单元模块的仿真及分析 (10) 4.2.1 译码显示模块的仿真及分析 (10) 4.2.2 显示控制模块的仿真及分析 (12) 4.2.3 计量模块的仿真及分析 (13) 4.2.4 计费模块的仿真及分析 (13) 5 锁定管脚及硬件实现 (14) 5.1锁定管脚图 (14) 5.2硬件实现 (14) 5.2.1 显示结果的几种情况 (15) 5.2.2 硬件实现总结 (16) 6 设计体会与总结 (17) 参考文献 (18) 附录 (19) 1JILIANG模块的VHDL编程 (19) 2JIFEI模块的VHDL编程 (21) 3SELTIME控制模块的VHDL编程 (22) 4DELED模块的VHDL编程 (23)
1 绪论 1.1 设计背景 随着我国社会经济的全面发展，各大中小城市的出租车营运事业发展迅速，出租车已经成为人们日常出行选择较为普通的交通工具。于是，出租车行业以低价高质的服务给人们带来了出行的享受。但是总存在着买卖纠纷困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这一矛盾的最好方法就是改良计价器。汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具，它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研究也是具有一定意义的。出租车计费器是出租车营运收费的专用智能化仪表，是出租车市场规化，标准化以及减少司机与乘客之间发生纠纷的重要设备。一种功能完备，简单易用，计量准确的出租车计费器是加强出租车行业管理，提高服务质量的必需品。本设计就是采用VHDL硬件描述语言作为设计手段，采用自己的设计思路，得到一种出租车计价系统的软件结构，通过Quartus II 6.0软件下进行仿真，证明所设计的电路系统完成了出租车计价的功能，各项指标符合设计要求，具有一定的实用性。 1.2 QUARTUS II简介 QUARTUS II 是Altera公司的综合性CPLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL等多种设计输入形式，嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整CPLD设计流程。QUARTUS II 支持Altera的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。Altera QUARTUS II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。
目录 1 绪论 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2QUARTUS II简介 (1) 1.3VHDL语言基础 (2) 2 出租车计费器总体设计结构 (2) 2.1系统设计要求和目的 (2) 2.2.1 系统设计要求 (2) 2.2.1 系统设计目的 (2) 2.2设计思路 (3) 2.3系统总体结构 (3) 2.4出租车计费器系统工作流程图 (4) 3 出租车计费器的实现 (5) 3.1出租车计费器的顶层原理图 (5) 3.2系统各功能模块的实现 (5) 3.2.1 计费模块JIFEI (5) 3.2.2 计量模块JILIANG (6) 3.2.3 显示控制模块SELTIME (7) 3.2.4 显示模块DELED (7) 4 出租车计费器系统仿真及分析 (8) 4.1计费系统的仿真 (8) 4.2单元模块的仿真及分析 (10) 4.2.1 译码显示模块的仿真及分析 (10) 4.2.2 显示控制模块的仿真及分析 (11) 4.2.3 计量模块的仿真及分析 (12) 4.2.4 计费模块的仿真及分析 (12) 5 锁定管脚及硬件实现 (13) 5.1锁定管脚图 (13) 5.2硬件实现 (13) 5.2.1 显示结果的几种情况 (14) 5.2.2 硬件实现总结 (15) 6 设计体会与总结 (16) 参考文献 (17) 附录 (18) 1JILIANG模块的VHDL程序 (18) 2JIFEI模块的VHDL程序 (19) 3SELTIME控制模块的VHDL程序 (20) 4DELED模块的VHDL程序 (21)
1 绪论 1.1 设计背景 随着我国社会经济的全面发展，各大中小城市的出租车营运事业发展迅速，出租车已经成为人们日常出行选择较为普通的交通工具。于是，出租车行业以低价高质的服务给人们带来了出行的享受。但是总存在着买卖纠纷困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这一矛盾的最好方法就是改良计价器。汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具，它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研究也是具有一定意义的。出租车计费器是出租车营运收费的专用智能化仪表，是出租车市场规范化，标准化以及减少司机与乘客之间发生纠纷的重要设备。一种功能完备，简单易用，计量准确的出租车计费器是加强出租车行业管理，提高服务质量的必需品。本设计就是采用VHDL硬件描述语言作为设计手段，采用自己的设计思路，得到一种出租车计价系统的软件结构，通过Quartus II 6.0软件下进行仿真，证明所设计的电路系统完成了出租车计价的功能，各项指标符合设计要求，具有一定的实用性。 1.2 QUARTUS II简介 QUARTUS II 是Altera公司的综合性CPLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整CPLD设计流程。QUARTUS II 支持Altera 的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。Altera QUARTUS II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。
软件学院 课程设计报告 课程 题目出租车计价器 班级集成13-4 专业集成电路设计与集成系统 学生学号 指导教师（填写自己班的指导教师） 年月日 1.课程设计目的 全面熟悉、掌握VHDL语言基本知识，掌握利用VHDL语言对常用的组合逻
辑电路和时序逻辑电路编程，把编程和实际结合起来，熟悉编制和调试程序的技巧，掌握分析结果的若干有效方法，进一步提高上机动手能力，培养使用设计综合电路的能力，养成提供文档资料的习惯和规范编程的思想。 2.课程设计题目描述和要求 2.1.课程设计题目描述 ①.实现计费功能，计费标准为：按行驶里程计费，起步价为7.0元，并在车行3km 后按2.2元/km 计费，当计费器达到或超过20元时，每公里加收50%的车费，车停止不计费。 ②.现场模拟功能：以开关或按键模拟公里计数，能模拟汽车起动、停止、暂停等状态。 ③.将车费和路程显示出来，各有一位小数。 2.2.总体设计思路框架 2.3.课程设计题目要求 ①.设计正确，方案合理。 ②.程序精炼，结构清晰。 ③.设计报告含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单及程序框图。 ④.上机演示。 ⑤.有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应的分析与结论。 3.设计思想和设计内容 3.1 出租车计费设计
该出租车计费器按下开关S1后开始计费和计里程数，起步价是7元，行驶3公里，以后2.2元/公里。并且设计选择模块，在车费超过20元每公里加收50%车费即3.3元/公里。 3.2 基本设计思想 出租车计费器根据设计要求可初步分为3方面——显示、记里程数、记费。之后再根据三方面分别设计模块。1.显示模块。一般计数器显示数字为1-F即16进制，而16进制不方便观看，所以在设计这一模块时我们将16进制改为10进制输出进而设计了译码模块。2、里程模块。设计要求对里程计数主要分为两个方面，计数以及公里数比较。即3公里之内收7元，3公里之后20元（通过计算为9公里）以内每公里2.2元，9公里以外为每公里3.3元。所以，我们将里程模块分为里程计数模块以为比较模块。3.计费模块。计费模块同里程比较模块所以将两个模块合二为一，为价格计算模块。 4.Verilog代码 4.1顶层模块 module taxi( clk,stop,rst_n, time1,time2,time3,time4, seg1,seg2,seg3,seg4 ); input clk; input stop; input rst_n; output [6:0]time1; output [6:0]time2; output [6:0]time3; output [6:0]time4;
电子信息科学与技术专业课程设计任务书
一、设计任务及要求 设计一个出租车计价器：计费包括起步价、行车里程计费、等待时间计费3部分。 用3位数码管显示金额，最大值为999.9元，最小计价单元为0.1元；行程3公里内，且等待时间累计3分钟内，起步价10元，超过3公里，以每公里1.6元计费，等待时间单价为每分钟1.5元；用两位数码管显示总里程，最大值为99公里 用两位数码管显示等待时间，最大值为59min。 二、设计原理及总体框图 出租车自动计费器分为分频模块、控制模块、计量模块、计费模块、译码和显示模块。 A）、设计原理： （1） 分频模块 分频模块对频率为240HZ的输入脉冲进行分频，得到的频率为16HZ、15HZ、和1HZ的3种频率。该模块产生频率信号用于计费，每个脉冲为0.1元计费控制，其中15Hz信号为1.5元的计费控制，16Hz信号为1.6元计费控制。 （2） 计量控制模块 计量控制模块式出租车自动计费器系统的主体部分，该模块主要完成等待计时功能、计价功能、计程功能，同时产生3分钟的等待计时使能控制信号en1、行程3公里外的使能控制信号en0。其中计价功能主要完成的任务是：行程3公里内 且等待累计时间在3分钟内 起步价为10元 3公里以外每公里1.6元计费，等待时间3分钟以外每分钟1.5元计费。计时功能主要完成的任务是：计算乘客的等待累计时间，计时器的量程为59分，满量程自动归零。计程主要完成的任务是：计算乘客所行驶的公里数，计价器的量程为99公里，满量程自动归零。 （3） 译码显示模块 该模块利用实验板上的译码器和数码管分别将输出的计费数据（4位BCD
word完美格式 嵌入式系统基础 课 程 说 明 书 设计题目：出租车计价器 学院：太原理工大学现代科技学院 班级：电子信息 姓名： 学号：
一、设计题目： 出租车计价器 二、设计思路： 如今单片机由于其体积小，性能完善，所以广泛应用于各个行业中。在出租车上，计价器便采用了单片机的应用技术，采用一系列的外部设备将出租车行驶以及停车等各个状态输入单片机，通过程序加以运算控制，再输出显示以及打印等。 我们试着用所学的知识，设计并模拟出租车计价器的工作方式，通过实践来掌握应用设备的工作原理。 三、设计任务 ●出租车计价器需要的主要外部设备有公里计数器，以及显示、定时装置，通 过线路连接构成一个完整的系统。 ●公里计数器设想：利用光电或者霍尔效应原理对车轮转过360°角位移产生 一个脉冲信号送给单片机作为一定距离的计数值。 ●显示器：用LED显示，动态扫描显示，不断输出即时价格已及时间。 ●定时装置（本设计中未引入）：记录在停车或某些情况下的时间，用于辅助 计价。 四、里程计数器的原理（光电式） 在与车轴同步的轴上装有一隔光盘，上仅有以窄缝可以通光。在隔光盘两侧分别装有与车体固定的光源和感光元件。当隔光盘随轴转动时，光源发出的光被隔光盘隔离，只有在窄缝处感光元件接收到光信号，对后续电路产生一个脉冲。这就是对里程转换为计数值的基本原理。 其产生的脉冲信号则作为单片机计数器的输入信号，当单片机中计数器计到某一数量即为车行驶一公里，并对价格进行增加。在没有实际对这样计数装置试用，只能对其原理进行分析，在之下的程序设计中只取其脉冲信号作为单片机输入信号（P3.4）。
五、LED显示电路 对设计总体分析下，只需对其价格进行显示，选用四个LED数码管分别显示价格的百位、十位、个位以及十分位（单位：元）。显示方式采用动态扫描的方式，数据输出为P0口，位选为P2口，共阴极（如图）。 P0.7-P0.0 数码管输出数据 P2.7-P2.4 数码管位选 六、计价器的计价要求 ●计价方式：起价（两公里）白天8元，晚上8.6元；由一开关进行选择。每 公里1.5元。 ●转数与公里数：汽车轮胎周长近似为1.5米，故一百米需要转过67圈，计 67个数产生一个溢出中断。 七、电路原理图及引脚
出租车计费器 一、实验目的 1.了解各元件的基本原理。 2.数字电子技术知识综合运用。 3.学习电路调试的基本结论，巩固扩大所学的知识。 4.熟悉Multisim10基本运用。 二、组要实验器材 三、设计任务 出租车自动计费器是根据客户用车的实际情况而自动计算、显示车费的数字表。数字表根据用车起步价、行车里程计费及等候时间计费三项显示客户用车总费用，打印单据，还可设置起步、停车的音乐提示或语言提示。 1.自动计费器具有行车里程计费、等候时间计费和起步费三部分，三项计费统一用4位数码管显示，最大金额为99.99元。 2.行车里程单价设为1.80元/km，等候时间计费设为1.5元/10分钟，起步费设为8.00元。要求行车时，计费值每公里刷新一次；等候时每10分钟刷新一次；行车不到1km或等候不足10分钟则忽略计费。 3.在启动和停车时给出声音提示。 四、设计方案 因为出租车计费器的设计方案不止一种，我们就就涉及数电知识采用计数器电路为主实现自动计费。
分别将行车里程、等候时间都按相同的比价转换成脉冲信号，然后对这些脉冲进行计数，而起价可以通过预置送入计数器作为初值，如图1的原理框图所示。行车里程计数电路每行车1km输出一个脉冲信号，启动行车单价计数器输出与单价对应的脉冲数，例如单价是1.80元/km，则设计一个一百八十进制计数器，每公里输出180个脉冲到总费计数器，即每个脉冲为0.01元。等候时间计数器将来自时钟电路的秒脉冲作六百进制计数，得到10分钟信号，用10分钟信号控制一个一百五十进制计数器（等候10分钟单价计数器）向总费计数器输入150个脉冲。这样，总费计数器根据起步价所置的初值，加上里程脉冲、等候时间脉冲即可得到总的用车费用。 图1 出租车计费器原理框图一 上述方案中，如果将里程单价计数器和10分钟等候单价计数器用比例乘法器完成，则可以得到较简练的电路。它将里程脉冲乘以单价比例系数得到代表里程费用的脉冲信号，等候时间脉冲乘以单位时间的比例系数得到代表等候时间的时间费用脉冲，然后将这两部分脉冲求和。 如果总费计数器采用BCD码加法器，即利用每计满1km的里程信号、每等候10分钟的时间信号控制加法器加上相应的单价值，就能计算出用车费用。
目录 摘要 (1) 1 概述 (2) 1.1 基本要求 (2) 1.2 功能介绍 (2) 2 设计方案 (3) 2.1设计原理 (3) 3 硬件电路 (4) 3.1 单片机最小系统 (4) 3.2 按键电路 (5) 3.3 数码管显示电路 (6) 3.4 LCD1602显示电路 (6) 4 软件设计 (8) 4.1单片机I/O资源使用 (8) 4.2 单片机软件模块设计 (8) 4.3 程序框图 (9) 5 PROTEUS仿真 (13) 5.1 总仿真电路图 (13)
5.2 不调价仿真 (13) 5.3 调价仿真 (14) 6 心得体会 (16) 参考文献 (18) 附录1 原件清单 (19) 附录2 程序 (20) 附录3 原理图 (34)
出租车自动计费器设计 摘要 近些年来，出租车成为了人们出行重要的交通工具之一，出租车以低价高质的服务给人们带来了不少方便。基于单片机系统设计的出租车计费器以单片机作为核心的控制元件，具有功能强，性能可靠，电路简单，成本低的特点，加上经过优化的程序，使其具有很高的智能化水平。 本次设计中,硬件设计主电路以AT89S51单片机为核心控制元件，输出采用LCD1602液晶屏和四位一体数码管，显示起价、每公里单价、等待价格、行驶总里程和总金额，并配有多个按键，以供手动调节乘车价格。 关键词：计费器51单片机LCD1602 数码管
1 概述 1.1 基本要求 ①以MCS-51系列单片机为核心，设计出租车自动计费器。 ②设计一个出租车自动计费器，具有行车里程计费、等候时间计费、及起价三部分，用四位数码管显示总金额，最大值为99.99元。 ③行车里程单价1元/公里，等候时间单价0.5元/10分钟，起价3元（3公里起价）均能通过人工输入。 ④行车里程的计费以一个脉冲模拟汽车前进十米， ⑤用LED显示行驶公里数和收费金额。 一、计费功能 费用按行驶里程计费，起步价为3元。 1、当行驶里程小于或等于3公里，按起步价计费 2、当行驶里程大于3公里，每公里收费1元，不足1公里不计 3、等待时间为每10分钟收费0.5元，不足10分钟不计 二、显示功能 1、显示行驶里程：用LCD1602液晶屏显示，显示方式为“XX”，单位为Km，范围0-99Km 2、显示等候时间：用LCD1602液晶屏显示，显示方式为“XX”，单位Min，范围0-99Min 3、显示总费用：用四位数码管显示，显示方式为“XX.X”，单位元，范围3-99.9元1.2 功能介绍 本出租车自动计费，上电后显示默认的起步价，每公里计费单价，等待时间计费单
单片机出租车计价器课程 设计 This manuscript was revised on November 28, 2020
嵌入式系统基础 课 程 说 明 书 设计题目：出租车计价器 学院：太原理工大学现代科技学院 班级：电子信息 姓名： 学号： 一、设计题目： 出租车计价器 二、设计思路： 如今单片机由于其体积小，性能完善，所以广泛应用于各个行业中。在出租车上，计价器便采用了单片机的应用技术，采用一系列的外部设备将出租车行驶以及停车等各个状态输入单片机，通过程序加以运算控制，再输出显示以及打印等。 我们试着用所学的知识，设计并模拟出租车计价器的工作方式，通过实践来掌握应用设备的工作原理。 三、设计任务
出租车计价器需要的主要外部设备有公里计数器，以及显示、定时装置，通过线路连接构成一个完整的系统。 公里计数器设想：利用光电或者霍尔效应原理对车轮转过360°角位移产生一个脉冲信号送给单片机作为一定距离的计数值。 显示器：用LED 显示，动态扫描显示，不断输出即时价格已及时间。 定时装置（本设计中未引入）：记录在停车或某些情况下的时间，用于辅助计价。 四、里程计数器的原理（光电式） 在与车轴同步的轴上装有一隔光盘，上仅有以窄缝可以通光。在隔光盘两侧分别装有与车体固定的光源和感光元件。当隔光盘随轴转动时，光源发出的光被隔光盘隔离，只有在窄缝处感光元件接收到光信号，对后续电路产生一个脉冲。这就是对里程转换为计数值的基本原理。 其产生的脉冲信号则作为单片机计数器的输入信号，当单片机中计数器计到某一数 量即为车行驶 一公 里，并 对价格 进行增 加。在 没有实际对这样计数装置试用，只能对其原理进行分析，在之下的程序设计中只取其脉冲信号作为单片机输入信号（）。 五、LED 显示电路 对设计总体分析下，只需对其价格进行显示，选用四个LED 数码管分别显示价格的百位、十位、个位以及十分位（单位：元）。显示方式采用动态扫描的方式，数据输出为P0口，位选为P2口，共阴极（如图）。 六、计价器的计价要求 计价方式：起价（两公里）白天8元，晚上元；由一开关进行选择。每公里元。 转数与公里数：汽车轮胎周长近似为1.5米，故一百米需要转过67圈，计67个数产生一个溢出中断。 七、电路原理图及引脚 八、源程序 ORG 0000H ;起始地址 AJMP START ORG 001BH ;计数中断地址 LJMP CNT1 ORG 0030H ;主程序地址 START: MOV PSW, #00H MOV IE, #88H ;IE=B MOV TMOD, #60H ;TMOD=01100000B ，T1工作方式2 数码管输出数据 数码管位选 显示小数点（长亮） 计价器工作开关 白天/夜间切换 计数脉冲输入
新疆大学 课程设计报告 所属院系：电气工程学院 专业：电气工程及其自动化课程名称：电子技术基础B 设计题目：出租车自动计费器班级：电气#####班 学生姓名：要要 学生学号：@@@@@@ 指导老师: 常翠宁刘兵完成日期：2013. 1. 4
出租车自动计费器 一、总体方案的选择 1.拟定系统方案框图： 方案一： 汽车在行驶时，里程传感器将里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。里程传感器由磁铁和干簧管组成，磁铁置于变速器涡轮上，每行驶100米，磁铁与干簧管重合一次，即输出一个脉冲信号，则10个脉冲/公里（设为P3）。里程单价（设2.1元/公里）可由两位（B2=2、B1=1）BCD拨码开关设置，经比例乘法器（如J 690）后将里程计费变换成脉冲数P1=P3(1B2+0.1B1)。由于P3=10，则P1为21个脉冲，即脉冲当量为0.1元/脉冲。 同理，等车计费也可以转换成脉冲当量，这需要由脉冲发生器产生10个脉冲/10分钟（设为P4），如果等车单价为0.6元/10分钟（置B4=0、B3=6），经比例乘法器后将等车计费变换成脉冲数P2=P4(0B4+0.1B3)。由于P4=10，则P2为6个脉冲，即得到相同的脉冲当量为0.1元/脉冲。同理，起步价（设3元）也可以转换成脉冲数（P0= 单价/当量=5/0.1=50个脉冲)或者将P0作为计数器的预置信号（框图所示）。最后行车费用转换成脉冲总数P=P0+P1+P2，其结果用译码显示器显示。 图1：出租车自动计费器方案一框图
脉冲，行程里程及起步电路则是60毫秒/脉冲。而等候电路为6秒/脉冲。实现此电路我用555多谐振荡器构成。为了减少实验测量时间，我把脉冲周期都缩小了1000倍，即0.06毫秒/脉冲和6毫秒/脉冲。设计电路图及仿真波形图如下： 图3：0.06毫秒555多谐振荡脉冲电路 图4：0.06毫秒脉冲波形图
嵌入式系统基础 课 程 说 明 书 设计题目：出租车计价器 学院：太原理工大学现代科技学院 班级：电子信息 姓名： 学号： 一、设计题目： 出租车计价器 二、设计思路： 如今单片机由于其体积小，性能完善，所以广泛应用于各个行业中。在出租车上，计价器便采用了单片机的应用技术，采用一系列的外部设备将出租车行驶以及停车等各个状态输入单片机，通过程序加以运算控制，再输出显示以及打印等。 我们试着用所学的知识，设计并模拟出租车计价器的工作方式，通过实践来掌握应用设备的工作原理。 三、设计任务 ●出租车计价器需要的主要外部设备有公里计数器，以及显示、定时装置，通过线路连 接构成一个完整的系统。 ●公里计数器设想：利用光电或者霍尔效应原理对车轮转过360°角位移产生一个脉冲 信号送给单片机作为一定距离的计数值。
●显示器：用LED显示，动态扫描显示，不断输出即时价格已及时间。 ●定时装置（本设计中未引入）：记录在停车或某些情况下的时间，用于辅助计价。 四、里程计数器的原理（光电式） 在与车轴同步的轴上装有一隔光盘，上仅有以窄缝可以通光。在隔光盘两侧分别装有与车体固定的光源和感光元件。当隔光盘随轴转动时，光源发出的光被隔光盘隔离，只有在窄缝处感光元件接收到光信号，对后续电路产生一个脉冲。这就是对里程转换为计数值的基本原理。 其产生的脉冲信号则作为单片机计数器的输入信号，当单片机中计数器计到某一数量即为车行驶一公里，并对价格进行增加。在没有实际对这样计数装置试用，只能对其原理进行分析，在之下的程序设计中只取其脉冲信号作为单片机输入信号（）。 五、LED显示电路 对Array设计总 体分析 下，只 需对其 价格进 行显示，选用四个LED数码管分别显示价格的百位、十位、个位以及十分位（单位：元）。显示方式采用动态扫描的方式，数据输出为P0口，位选为P2口，共阴极（如图）。 六、计价器的计价要求 ●计价方式：起价（两公里）白天8元，晚上元；由一开关进行选择。每公里元。 ●转数与公里数：汽车轮胎周长近似为1.5米，故一百米需要转过67圈，计67个数产 生一个溢出中断。 七、电路原理图及引脚 八、源程序 ORG 0000H ;起始地址 AJMP START ORG 001BH ;计数中断地址 LJMP CNT1 ORG 0030H ;主程序地址 START: MOV PSW, #00H MOV IE, #88H ;IE=B MOV TMOD, #60H ;TMOD=01100000B，T1工作方式2 MOV TH1, #0BDH ;自动重装 MOV TL1, #0BDH ;计67个数 SETB TR1 ;计数器启动 CLR ;点亮小数点dp MOV R4, #0FFH ;置数-1
出租车计价器 1功能描述 出租车计价器是有液晶显示，按键控制，进行价格的设定，实现模拟出租车计价器的控制。 2产品模块配置 1. EDM606-12864点阵液晶 2. EDM001-MCS51单片机主板 3. EDM403-8位独立按键 4. EDM502直流电机 5. EDM405 PNP三极管驱动 6. EDM314+-5V,+-12V直流电源模块 3 单元模块电路及功能 1. EDM314+-5V,+-12V主流电源模块为各模块提供电源。 4产品模块连线 各模块都连接电源 5V,GND。 EDM001-MCS51主机：P00～P07 连EDM606-12864点阵液晶： DB0～DB7 EDM001-MCS51主机：P10～P17 连EDM606-12864点阵液晶： RST~NC EDM001-MCS51主机：P20～P27 连 EDM403-8位独立按键： F2～左 EDM001-MCS51主机：P30 连 EDM405 PNP三极管驱动: IN EDM001-MCS51主机：P32 连 EDM502直流电机：PULSE EDM405 PNP三极管驱动：OUT 连 EDM502直流电机：M- EDM502直流电机：M+ 连 VCC 产品原理图：
6 实验步骤及调试 F2为开机键 F1为菜单设置保存键 SET为启动键 0K按一次为暂停键按二次为完成键 上为菜单设置键 下为菜单设置键 左为菜单设置键 右为菜单设置键 功能使用说明：连线完成上电 按F2开机过五秒后进入出租车计价器菜单按F1 设置菜单此时设置的菜单会变黑，按左右键进行加减（只有价格可以修改）当要修改其他的参数的时候会提示不能操作，（因为路程等其他参数是不能进行修改的不符合实际）价格设置完成后按F1保存按SET启动电机转动当遇到堵车或其他原因要暂时停车可按OK键在此行驶时按SET键即可继续启动， 停止时按OK键，按F1键查看菜单行驶》单价》总价》时间》总路程》载人次数》工作时间》累计金额。 再按OK，清零。 当提示无权操作的时候，按F1返回。
理工大学 《单片机应用与仿真训练》设计报告出租车计价器设计 学号： 专业班级： 指导老师： 所在学院： 2012年6月25日
摘要 本设计用直流电机转动模拟出租车车轮转动，实现出租车多功能的计价功能。设计采用AT89S52单片机为主控芯片，用光电对管检测电机转盘转速，采用24C02芯片为系统在掉电时路程、钱数等重要信息提供存储保护，采用两个四位8段共阴数码管显示里程、总价格和等待时间等信息。本设计可以实现单双程设置、系统暂停、空车指示、信息显示、掉电保护等功能。 出租车计价是根据车所行驶的路程以及乘客乘车的方式综合决定的。出租车行驶总路程可以通过车轮的周长乘车轮旋转圈数得到。即可计算得到车轮旋转几周出租车能行驶一公里的路程。使用光电对管能方便地计量车轮旋转的圈数，输出的脉冲信号被接入到AT89S52单片机系统中，通过计算接收到的脉冲个数，计算出当前所行驶的路程，并且可以计算实时的速度。与此同时，根据不同的收费标准计算收费。通过键盘能够实现往返设置，启动、暂停、停止计价器、设置单返程等。 关键字：出租车计价器，AT89S52，24C02，光电对管 Abstract This design with DC motor to rotate the analog taxi wheels turning, multi-purpose taxi pricing function. Design using AT89S52 MCU for master chip with a photoelectric tube test motor turntable speed, AT24C02 chip to make the system power-down distance, money and other important information on the storage
数字电子课程设计 课题名称出租车计价器控制电路的设计 所在院系机电学院 班级07自动化<2）班 学号200710320227 姓名龚涛 指导老师张玲 时间2009-12-27
景德镇陶瓷学院 数字电子课程设计任务书 班级：07自动化<2）班姓名：龚涛指导老师：张玲
教研室主任签字：年月日 目录 0.前言4 1.设计要求及原理4 1.1 设计要求4 1.2 基本原理4 2.各单元设计说明5 2.1 单片机最小系统单元5 2.2 A44E霍尔传感器检测单元6 2.3 AT24C01存储单元7 2.4 键盘调整单元8 2.5 显示单元9 3程序设计9 3.1 系统主程序9 3.2 中断程序10 3.2.1 里程计数中断程序10
3.2.2 中途等待中断程序10 3.3 计算程序10 3.4 显示程序10 3.5 键盘程序10 4.0总电路图11 5.0原器件清单12 6.0参考文献12 0.前言 随着出租车行业的发展，出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是很必要的。而采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试。而采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。本设计采用AT89S52单片机为主控器，以A44E霍尔传感器测距，实现对出租车的多功能的计价设计，并采用AT24C01实现在系统掉电的时候保存单价等信息，输出采用8段数码显示管。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，黑夜和中途等待来调节单价。 1.设计要求及原理 1.1 设计要求
《单片机应用与仿真训练》设计报告出租车计价器设计 姓名学号： 专业班级： 指导老师： 所在学院： 2012年6月25日
摘要 本设计用直流电机转动模拟出租车车轮转动,实现出租车多功能地计价功能.设计采用AT89S52单片机为主控芯片,用光电对管检测电机转盘转速,采用24C02芯片为系统在掉电时路程、钱数等重要信息提供存储保护,采用两个四位8段共阴数码管显示里程、总价格和等待时间等信息.本设计可以实现单双程设置、系统暂停、空车指示、信息显示、掉电保护等功能. 出租车计价是根据车所行驶地路程以及乘客乘车地方式综合决定地.出租车行驶总路程可以通过车轮地周长乘车轮旋转圈数得到.即可计算得到车轮旋转几周出租车能行驶一公里地路程.使用光电对管能方便地计量车轮旋转地圈数,输出地脉冲信号被接入到AT89S52单片机系统中,通过计算接收到地脉冲个数,计算出当前所行驶地路程,并且可以计算实时地速度.与此同时,根据不同地收费标准计算收费.通过键盘能够实现往返设置,启动、暂停、停止计价器、设置单返程等. 关键字：出租车计价器,AT89S52,24C02,光电对管 Abstract This design with DC motor to rotate the analog taxi wheels turning, multi-purpose taxi pricing function. Design using AT89S52 MCU for master chip with a photoelectric tube test motor turntable speed, AT24C02 chip to make the system power-down distance, money and other important information on the storage protection, the use of two four-segment common cathode digital display tube mileage, the total price and waiting time information. This design enables single and double-way set, system halted, empty instructions, information display, power-down protection and other functions. The taxi meter according to the distance traveled by the vehicle and passengers ride the decision. Taxi driving the total distance by the circumference of the wheel drive wheel rotation laps. Can be calculated by the wheel rotation a few weeks a taxi to travel one kilometer away. The use of opto-the number of turns of the tube can be easily measured wheel rotation, the output
出租车计价器课程设计目录 前言 1、系统工作原理 1.1 功能说明 1.2 基本原理 2、硬件设计 2.1 单片机最小系统单元 2.2 A44E霍尔传感器检测单元 2.3 AT24C01存储单元 2.4 键盘调整单元 2.5 显示单元 3、软件设计 3.1 系统主程序 3.2 中断程序 3.2.1 里程计数中断程序 3.2.2 中途等待中断程序
3.3 计算程序 3.4 显示程序 3.5 键盘程序 4、总结 参考文献 附录A 系统原理图 附录B 系统源程序 前言 随着出租车行业的发展，出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是很必要的。而采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试。而采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。本设计采用AT89S52单片机为主控器，以A44E霍尔传感器测距，实现对出租车的多功能的计价设计，并采用AT24C01实现在系统掉电的时候保存单价等信息，输出采用8段数码显示管。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，黑夜和中途等待来调节单价。 第一章系统工作原理
1.1 功能说明 出租车计价器根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价,并在行程中同步显示车费值。从起步价开始，当汽车程行驶未满3公里时，均按起步价计算。过3公里后,实现每1公里单价收费，中间遇暂停时，计程数不再增加，开始计时收费，测距收费和测时收费的和便构成了一位乘客的车费。同时，白天和夜晚价格不同，可以进行切换。白天单价、夜晚单价、等待单价和起步价格都可通过独立键盘进行调节。（默认起步价为5元/3公里，里程单价白天为1.5元/公里，夜晚为1.8元/公里，等待计时单价为0.5元/5分钟） 1.2 基本原理 计数器系统主要由五部分组成：A44E霍尔传感器、AT89S52单片机、独立键盘、EEPROM AT24C01和显示数码管。 霍尔传感器安装在车轮上，主要检测汽车行进的公里数，并产生一系列相应的脉冲输出，脉冲送到单片机进行处理，单片机根据程序设定通过计算脉冲数换算出行驶公里数，再根据从EEPROM中读取的价格等相关数据进行金额的计算，计算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上。独立键盘可以调节价格等相关数据，按下相应的按钮，产生信号交由单片机处理并实时显示出来，调节好的数据存储到EEPROM中，掉电后可以使调好的数据不丢失，下次得电后直接从EEPROM读到单片机，系统结构图如图1。