出租車計費器是出租車上必不可少的一種儀表，隨著電子技術，特別是嵌入式應用技術的飛速發展，智能芯片越來越廣的應用到了出租車計費器上。這使得出租車計費器能夠精準的計算出行車里程及對應的價格，使乘客能夠更直觀明了的知道自己的乘車價格，而司機師傅也不用再靠人工計算來得出乘客的費用，避免了很多麻煩。本文以單片機STC89C51 為核心設計一款出租車計費器， 使能夠實現里程及對應價格的顯示，由于采用芯片的自動定時計數，所以能夠準確的計算出總的行車里程并能轉換成對應的價格來，這樣能夠避免出租車司機作弊的可能性，做到公平公正。

1 出租車計費器的設計要求與設計方案

1.1 出租車計費器設計要求

設計一個出租車自動計費器，計費包括起步價、行車里程、總計費價格三部分，并用1602 液晶顯示器顯示起步價、單雙行程、總里程及總金額。語音播放用ISD1820 模擬出租車的載客、到站及對費用的語音提醒等功能。

①計費功能

本設計費用的計算是按行車里程數來收費。設計費器的起步價為5.00 元。

（1）當行駛里程《3km 時，費用按起步價計算。

（2）當行駛里程》3km 時，白天單程每公里按1.5 元計算費用，白天雙程每公里按1 元計算費用，黑夜單程每公里按2 元計算費用，黑夜雙程每公里按1.5 元計算費用。

② LCD 顯示功能

（1）行駛里程用五位數字顯示，即顯示方式為“YYY.Y”， 單位為km.顯示里程范圍為0-999.9km，精確到0.1km。

（2）總費用顯示也是用五位數字顯示，顯示方式為“YYYYY”， 單位為元。計價范圍從0-99999 元，精確到1 元。

③語音功能

乘客上車時，需語音播報“歡迎乘坐XXXX 出租車公司，請說明目的地”等提示，目的地乘客下車時，需語音播報乘車總費用及歡迎下次乘坐等提示。

1.2 方案確定

本次設計采用MPU 技術，以STC89C51 單片機為核心芯片，利用1602液晶顯示器顯示對應里程及價格，A44E作為傳感電路的核心，ISD1820 作為語音提示電路的核心芯片，采用12M 晶振，利用獨立按鍵來實現單雙行程的選擇，以下是方案的系統流程圖，方案圖如圖1-1 所示：

2 出租車計費器的硬件設計

在本次設計中，時鐘電路和復位電路采用最常用的電路來設計，構成單片機的最小系統；鍵盤電路采用獨立按鍵的設計方法來實現；顯示電路LCD1602 的驅動電路也是設計者們經常用到的；本次設計的特色在于傳感電路和語音播報電路的設計如下所示：

2.1 傳感電路

傳感器采用霍爾傳感器A44E，它是一種磁傳感器，當電機帶葉輪轉動時，我們在葉輪上固定一塊小磁鐵，將A44E 靠近小磁鐵時，葉輪上小磁鐵每經過一次霍爾傳感器，就會產生一個脈沖信號，并通過單片機端口位將脈沖信號傳遞給單片機。單片機MPU 在將數據處理后，就通過液晶顯示器顯示出來。測速電路圖及霍爾傳感器A44E的驅動電路如下圖2-1、2-2 所示。

2.2 語音電路

美國ISD 公司于2001 年最新推出一種單片8 ~ 20 秒單段語音錄放電路ISD1810，ISD1820 語音芯片的基本結構與ISD1110、1420 完全相同，采用CMOS技術，內含振蕩器，ISD1820 語音芯片話筒前置放大，自動增益控制。它的主要特性體現在一下方面：這些特性使得設計者大大降低了電路設計的難度，尤其在進行語音的錄放時，無需設計程序，大大簡化了設計難度，且操作簡單。ISD1820 芯片的常用電路如下圖所示：

3 出租車計費器的軟件設計

3.1 單片機I/O 口使用

在本次設計中獨立按鍵的連接就用到了P1 口的P1.4 到P1.7，LCD1602 的控制用了P1 口中的P1.0 到P1.2 位，數據位用到了P0 口，傳感電路用到了P3.4、引腳，語音電路用到P2.7 引腳。

3.2 獨立按鍵判斷

對于獨立鍵盤的判鍵，首先確定是否有鍵按下，如果有則需要延時一會兒，再判斷是否有鍵按下（起到防抖的作用），如果確實有鍵按下，則釋放按鍵，最后執行鍵功能程序。

3.3 顯示程序設計

1602 液晶顯示器是字符型的，顯示容量為16*2 個字符，工作電壓為4.5-5.5V，在編寫應用程序的時候，應該按照先讀狀態接著寫指令，然后讀數據最后最后寫數據的基本操作時序，在進行每一次命令或數據的寫入時都需要判斷液晶是否忙。

4 結語

本次設計的出租車計費器在通過Protues 仿真軟件的仿真時，能夠實現其對應的各種功能，既能模擬仿真出出租車的啟動與停止，也能顯示出對應的里程數與乘車費用，同時本次設計還能利用ISD1820 來錄入和播放各種相關的語音提示。因此本設計具有性能優良、操作簡單、實用性強、成本低等特點，加上配套的設計程序，使的本次設計具有較高的智能化水平。