基于单片机的出租车计价系统设计
第一章 绪论
传统出租车计价器多采用机械或早期电子电路设计，存在计价精度低、功能单一、易被篡改等问题，难以满足现代交通管理对计费透明化、智能化的需求。随着嵌入式技术的发展，基于单片机的计价系统凭借成本低、可编程性强、功能扩展灵活等优势，成为出租车计价设备升级的理想方案。
目前，商用计价系统虽功能完善，但集成度高、维护成本高，不适用于中小型出租车公司的低成本改造。本设计以51系列单片机为核心，实现里程与时间双参数计费、起步价自定义、实时金额显示等功能，旨在研发一款精度高、抗干扰能力强、操作简便的出租车计价系统。本文将围绕系统架构设计、硬件选型、程序逻辑及性能测试展开研究，为出租车计价设备的国产化、小型化提供技术参考。
第二章 系统总体设计
2.1 设计目标
本系统核心目标为：实现基于里程（≥0.1km精度）和等候时间（≥1秒精度）的复合计价，支持起步价（5-15元）、里程单价（0.5-3元/km）、等候单价（0.5-2元/5分钟）自定义设置；具备里程、时间、金额实时显示功能，响应时间≤0.5秒；支持夜间加价（1.2倍）模式切换，工作电压DC12V（适配车载电源），待机功耗≤0.5W，抗振动与电磁干扰性能满足车载环境要求。
2.2 总体架构
系统采用模块化架构，分为感知层、控制层、显示层和交互层。感知层由霍尔传感器（检测车轮转速计算里程）和实时时钟模块（记录等候时间）组成，采集计费参数；控制层以STC89C52单片机为核心，处理传感数据并执行计价算法；显示层采用LCD12864液晶屏，同步显示里程、时间、当前金额；交互层包括4个按键，实现参数设置、模式切换与金额清零功能。电源模块将车载12V转换为5V，为各部件供电。
2.3 核心部件选型
单片机选用STC89C52，具备8K Flash存储，支持定时器与外部中断，满足计价逻辑运算需求；霍尔传感器采用A3144，通过检测车轮磁钢转动输出脉冲信号，精度适配里程计算；时钟模块选用DS1302，提供稳定的实时时间数据，支持断电续航；显示模块采用LCD12864，可同时显示多组数据，字迹清晰；按键选用轻触开关，配合防抖电路确保操作可靠。
第三章 系统硬件与软件设计概述
3.1 硬件设计
硬件围绕单片机搭建核心电路，主要包括传感接口、时钟接口、显示驱动及交互电路。霍尔传感器通过外部中断接口与单片机连接，每触发一次中断记录对应里程（如每脉冲对应0.1km）；DS1302通过I2C总线与单片机通信，实时传输时间数据；LCD12864通过并行接口连接单片机P0-P3口，接收显示指令；按键电路采用独立按键设计，分别连接单片机P3口，配合下拉电阻消除抖动。电源电路增设稳压芯片与滤波电容，抵御车载电源波动，确保系统稳定运行。
3.2 软件设计
软件基于Keil C51开发，采用C语言编程，核心包括主程序、参数采集模块、计价算法模块与显示模块。主程序初始化后进入循环，实时调用各功能模块；参数采集模块通过中断计数霍尔传感器脉冲计算里程，通过DS1302获取等候时间；计价算法模块根据预设参数（起步价、单价），按“起步价+超起步里程费+等候费”逻辑计算金额，夜间模式自动叠加1.2倍系数；显示模块将里程、时间、金额数据实时刷新至LCD12864。程序采用模块化设计，参数存储于EEPROM，断电后不丢失。
第四章 系统测试与总结
4.1 系统测试
测试环境模拟出租车实际运行场景，通过滚筒装置模拟车轮转动（设定0-10km/h速度），计时器模拟等候状态。测试内容包括计价精度、响应速度与稳定性。结果显示：里程测量误差≤0.05km，时间计时误差≤1秒，金额计算与理论值完全一致；模式切换与参数设置响应时间0.3秒，无延迟；连续运行72小时（模拟200次载客循环），系统无死机或数据错乱，抗电磁干扰性能满足车载要求，符合设计指标。
4.2 总结与展望
本设计基于STC89C52单片机实现了出租车计价系统，通过硬件简化与算法优化，具备成本低、精度高、操作便捷等优势，解决了传统计价器的诸多弊端。但系统存在局限性：无GPS定位与远程监控功能，难以防范作弊行为。未来可增加GPS模块实现轨迹与里程双重校验；集成GPRS模块上传数据至管理平台；添加票据打印功能，进一步提升系统的智能化与监管能力。
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