基于HT46RU24單片機實現出租車計價器的軟硬件原理

1 系統(tǒng)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，空載開關，鍵盤電路，數據存儲電路，時鐘電路，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轉換可用來監(jiān)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，并具有自動檢錯功能，利用UART與其它系統(tǒng)做數據傳輸時，可減少軟件的負擔，提高整個系統(tǒng)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(wěn)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，車輪每轉動一圈，霍爾傳感器將產生一個下降沿脈沖，觸發(fā)外部中斷。

1.3 鍵盤電路

為了節(jié)省IO口，設計一個2*4的矩陣鍵盤，在程序設計中每一個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 空載開關電路（如圖三）

設計一個空載開關，開關閉合時讀到低電平“0”，打開時讀到高電平“1”，通過兩次讀取開關的數值，判斷出租車所處的不同狀態(tài)，如表二所示，兩次讀到“0”說明出租車處于空車狀態(tài)，兩次都讀到“1”說明出租車處于載客狀態(tài)，第一次讀到“0”第二次讀到“1”出租車從空車變到載客，第一次讀到“1”第二次讀到“0”出租車從載客變到空車。


圖三 開關電路


表二 開關狀態(tài)判斷

1.5 數據存儲器和時鐘電路

擴展I2C總線的AT24C256存儲統(tǒng)計信息, PCF8563做時鐘輸出，這兩種芯片可共用IO口以節(jié)省IO口的使用。AT24C256存儲芯片有256K的存儲容量，分頁存儲，每頁有64個字節(jié)的容量。PCF8563芯片有一個可編程的時鐘輸出，一個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來顯示里程價，誤時價，附加費，統(tǒng)計信息等等。這款液晶內置國標GB2312碼簡體中文字庫（16x16點陣）、128個字符（8x16點陣）及64x256點陣顯示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，在軟件編程時要置位PA0。

蜂鳴器單元設計目的是在于進行一些特殊操作時，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）

計價器具有IC卡付費功能，所采用的IC卡是SLE4442卡，它是德國西門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