多功能出租車計價系統(tǒng)的研制
[導(dǎo)讀]介紹一種多功能計價器，該計價器具備語音輸出、 計價顯示、時鐘顯示、票據(jù)打印、營運(yùn)參數(shù)調(diào)整、計量數(shù)據(jù)查詢等多項功能。文中闡述了系 統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件框圖。
關(guān)鍵詞：計價器；單片機(jī)；微型打印機(jī)；IC卡?De
介紹一種多功能計價器，該計價器具備語音輸出、 計價顯示、時鐘顯示、票據(jù)打印、營運(yùn)參數(shù)調(diào)整、計量數(shù)據(jù)查詢等多項功能。文中闡述了系 統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件框圖。
關(guān)鍵詞：計價器；單片機(jī)；微型打印機(jī)；IC卡?
Design of a Multi?function Taximeter
LI Yan1, LI Xiaoyu2
(1.College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South Un iv ersity,
Changsha 410083, China;
2.Shandong Association of Plant Engineering, Jinan 250011, China)
Changsha 410083, China;
2.Shandong Association of Plant Engineering, Jinan 250011, China)
Abstract: A multi?function taximeter is presented in this paper , which has speech, display, measure functions and can print receipt, inquire da ta, adjust parameter and so on. The hardware circuit and software flowchart are introduced.
Keywords: taximeter; microprocessor; micro printer; IC card
Keywords: taximeter; microprocessor; micro printer; IC card
1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及功能特性
計價器的系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。系統(tǒng)需要輸入的外部信號有傳感器信號和空車燈信號。 傳感器與出租車轉(zhuǎn)軸相連，車輪轉(zhuǎn)動一圈即發(fā)出一個脈沖信號，用于計算路程?？哲嚐粜盘?用于判斷出租車是否處于空車狀態(tài)。系統(tǒng)采用8052作為中央CPU單元，主要分為語音模塊、 顯示模塊、時鐘模塊、打印模塊和IC卡管理模塊。以下分別介紹系統(tǒng)的各項功能特性。
1.1語音模塊
考慮到計價器產(chǎn)品的微型化、智能化，語音芯片采用了集成度較高的ISDl420芯片，其最大 特點是采用EEPROM進(jìn)行模擬信息直接存取而不必經(jīng)過A/D和D／A轉(zhuǎn)換。它內(nèi)部帶有話筒放大 器、自動增益控制時鐘、揚(yáng)聲器驅(qū)動電路等，采用+5V電源供電。
語音模塊與主系統(tǒng)的接口如圖2所示，主系統(tǒng)通過8155擴(kuò)展芯片的PA口與ISDl420芯片相連。 設(shè)計過程中，先將固定語音部分(上、下車用語)信息存儲到ISDl420內(nèi)部的不同起點地址中 。營運(yùn)過程中根據(jù)上、下車的不同營運(yùn)狀態(tài)來實現(xiàn)不同語音功能播放。 語音芯片工作時，系統(tǒng)首先將主程序指針轉(zhuǎn)入放音處理程序，根據(jù)發(fā)音地址尋找ISDl420中 的發(fā)音單元，然后將信號送到揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。主CPU完成送音程序后，立刻轉(zhuǎn)入其他子程 序。?
計價器的系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。系統(tǒng)需要輸入的外部信號有傳感器信號和空車燈信號。 傳感器與出租車轉(zhuǎn)軸相連，車輪轉(zhuǎn)動一圈即發(fā)出一個脈沖信號，用于計算路程?？哲嚐粜盘?用于判斷出租車是否處于空車狀態(tài)。系統(tǒng)采用8052作為中央CPU單元，主要分為語音模塊、 顯示模塊、時鐘模塊、打印模塊和IC卡管理模塊。以下分別介紹系統(tǒng)的各項功能特性。
1.1語音模塊
考慮到計價器產(chǎn)品的微型化、智能化，語音芯片采用了集成度較高的ISDl420芯片，其最大 特點是采用EEPROM進(jìn)行模擬信息直接存取而不必經(jīng)過A/D和D／A轉(zhuǎn)換。它內(nèi)部帶有話筒放大 器、自動增益控制時鐘、揚(yáng)聲器驅(qū)動電路等，采用+5V電源供電。
語音模塊與主系統(tǒng)的接口如圖2所示，主系統(tǒng)通過8155擴(kuò)展芯片的PA口與ISDl420芯片相連。 設(shè)計過程中，先將固定語音部分(上、下車用語)信息存儲到ISDl420內(nèi)部的不同起點地址中 。營運(yùn)過程中根據(jù)上、下車的不同營運(yùn)狀態(tài)來實現(xiàn)不同語音功能播放。 語音芯片工作時，系統(tǒng)首先將主程序指針轉(zhuǎn)入放音處理程序，根據(jù)發(fā)音地址尋找ISDl420中 的發(fā)音單元，然后將信號送到揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。主CPU完成送音程序后，立刻轉(zhuǎn)入其他子程 序。?
顯示模塊用于顯示計價器在營運(yùn)過程中的各種詳細(xì)營運(yùn)數(shù)據(jù)，如時間、單價、總價、等候時 間及行車?yán)锍痰?。采用的元器件為顯示接口芯片8279及LED數(shù)碼管，其接口電路如圖3所示。
本系統(tǒng)采用DSl2887實時時鐘芯片。它自身帶有地址鎖存功能，與主系統(tǒng)8052芯片的接口十 分簡單，如圖4所示。AD0～AD7為雙向地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線。AS為地址選通輸入，其下
電后，利用軟件對DSl2887進(jìn)行初始化，即各寄存器寫入初始值 。
電后，利用軟件對DSl2887進(jìn)行初始化，即各寄存器寫入初始值 。
打印出租車專用發(fā)票，包括車牌號、上車時間、下車時間、等候時間、營運(yùn)里程、單價 、金額及日期等。
本系統(tǒng)單獨設(shè)計了智能微打電路： 采用接口插板方式與主機(jī)相連，這—特點使得計價器的票據(jù)打印在功能上與主系統(tǒng)一體化， 而在檢查、維修時又可單獨進(jìn)行。本系統(tǒng)中所用微打的打印頭是EPSON公司生產(chǎn)的Model—— 15 0Ⅱ型打印頭。它是一種機(jī)械點陣式4針打印機(jī)構(gòu)，有4個水平安裝、且在同一滑架上的電磁 鐵打針。該微打采用了單獨的單片機(jī)系統(tǒng)，考慮到微打自身的性能要求，使用Intel公司的8 051芯片。微打與主單片機(jī)通過并行接口相連，其接口圖如圖5所示。當(dāng) 所需要打印的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在打印機(jī)I/O0～I(xiàn)/O7上時，STB只要從高電平轉(zhuǎn)到低電平，再從 低電平 轉(zhuǎn)到高電平，就可把數(shù)據(jù)送入打印機(jī)。這時打印機(jī)將BUSY線置為忙(高電平)，禁止新數(shù)據(jù)輸 入，當(dāng)打印機(jī)取走數(shù)據(jù)并處理完畢后，BUSY線被置為閑(低電平)，同時送出回答脈沖ACK通 知系統(tǒng)，可以再次輸入數(shù)據(jù)。?
本系統(tǒng)單獨設(shè)計了智能微打電路： 采用接口插板方式與主機(jī)相連，這—特點使得計價器的票據(jù)打印在功能上與主系統(tǒng)一體化， 而在檢查、維修時又可單獨進(jìn)行。本系統(tǒng)中所用微打的打印頭是EPSON公司生產(chǎn)的Model—— 15 0Ⅱ型打印頭。它是一種機(jī)械點陣式4針打印機(jī)構(gòu)，有4個水平安裝、且在同一滑架上的電磁 鐵打針。該微打采用了單獨的單片機(jī)系統(tǒng)，考慮到微打自身的性能要求，使用Intel公司的8 051芯片。微打與主單片機(jī)通過并行接口相連，其接口圖如圖5所示。當(dāng) 所需要打印的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在打印機(jī)I/O0～I(xiàn)/O7上時，STB只要從高電平轉(zhuǎn)到低電平，再從 低電平 轉(zhuǎn)到高電平，就可把數(shù)據(jù)送入打印機(jī)。這時打印機(jī)將BUSY線置為忙(高電平)，禁止新數(shù)據(jù)輸 入，當(dāng)打印機(jī)取走數(shù)據(jù)并處理完畢后，BUSY線被置為閑(低電平)，同時送出回答脈沖ACK通 知系統(tǒng)，可以再次輸入數(shù)據(jù)。?
該功能通過IC卡完成。計價器營運(yùn)當(dāng)中所需使用的一些計量參數(shù)，如：晝夜單價、起租里程 、起租金額等，通過程序設(shè)置在IC卡中。同時，利用IC卡存儲司機(jī)的詳細(xì)營運(yùn)數(shù)據(jù)及進(jìn)行IC卡 控管設(shè)置，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、營運(yùn)數(shù)據(jù)查詢。
在本系統(tǒng)中，IC卡座與8155的PC口相連。其具體連接為：PCI口接卡座的復(fù)位端RST，PC0口 接卡座的時鐘脈沖端CLK，PC2口接卡座的數(shù)據(jù)輸入輸出端I/O，PC3口接卡座的VDD端。
IC卡的供電采用了獨立電源的方式，并受控于8052。當(dāng)有卡插入時，便開始向IC卡提供所需 的電源。如果插入的是一張電源與地?fù)舸┑膲目ɑ蚪饘倨惖奈矬w，就會造成供電回路的 短路現(xiàn)象，干擾整個設(shè)備的工作。采用IC卡獨立供電方式，當(dāng)出現(xiàn)IC卡電源短路情況時，電 源穩(wěn)壓器因輸出過載而形成短路保護(hù)，輸出低電平，CPU檢測到低電平時，對IC卡的供電便 會中斷。?
在本系統(tǒng)中，IC卡座與8155的PC口相連。其具體連接為：PCI口接卡座的復(fù)位端RST，PC0口 接卡座的時鐘脈沖端CLK，PC2口接卡座的數(shù)據(jù)輸入輸出端I/O，PC3口接卡座的VDD端。
IC卡的供電采用了獨立電源的方式，并受控于8052。當(dāng)有卡插入時，便開始向IC卡提供所需 的電源。如果插入的是一張電源與地?fù)舸┑膲目ɑ蚪饘倨惖奈矬w，就會造成供電回路的 短路現(xiàn)象，干擾整個設(shè)備的工作。采用IC卡獨立供電方式，當(dāng)出現(xiàn)IC卡電源短路情況時，電 源穩(wěn)壓器因輸出過載而形成短路保護(hù)，輸出低電平，CPU檢測到低電平時，對IC卡的供電便 會中斷。?
該系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計，系統(tǒng)程序固化在單片機(jī)內(nèi)部ROM中。主程序的程序框圖如 圖6所示，其中包含了若干子程序和中斷服務(wù)程序。子程序的功能包括系統(tǒng)初始化、鍵處理 、顯示、語音與數(shù)據(jù)的傳送處理等，中斷服務(wù)程序包括行駛脈沖的計數(shù)與處理，時間的計數(shù) 與處理，掉電保護(hù)處理、打印機(jī)處理等。
該計價器由于實現(xiàn)了IC卡計量參數(shù)自動控制和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的雙備份，而使行車數(shù)據(jù)的精確 度和穩(wěn)定性都有大幅 度提高。此外，計價器全部由高可靠性元件器件構(gòu)成，具有多種抗干擾 措施，能經(jīng)受各種惡劣情況的考驗。該新型多功能計價器系統(tǒng)性能穩(wěn)定、體積小、成本低 ，能夠很好地滿足市場對出租車計價器的要求。?
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