1.引言
本设计描述了一个基于arm的出租车计价器。它采用32位微处理器的嵌入式开发板实现了计费功能，使用555电路来模拟汽车的速度状态，最后通过触摸屏来显示出车费和路程等。本设计能够实现数据的复位、白天/晚上转换、计价等。输出采用TFT显示。
2.课题现状
2.1.课题背景及选题意义
虽然私家车的拥有量在大幅度地提高，但是出租车还是在我国的交通运输中承担着重要的角色，出租车计价器是出租车上必不可少的重要仪器，它是负责出租车营运收费的专用智能化仪表。用户不仅要求计价器性能稳定、计价准确而且对它的要求也越来越高［1］。
2.2.ARM简介
ARM公司只是设计公司，本身不生产芯片，只是提供知识产权（tP）。ARM公司是32位嵌入式RISC微处理器领域的领先供应商，在全世界范围内有100多个合作伙伴——包括半导体工业的著名公司，从而导致了打量的开发工具和丰富的第三方资源，他们共同保证了基于ARM处理器的设计可以很快投入市场［3］。
2.3. 嵌入式发展概况
嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT 应用领域之一［5］。嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等。特别是随着消费家电的智能化。嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，目前据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种总量已超过1000多种［6］。
3.课题研究的方案设计
3.1.工作原理
本设计的出租车计价器可分为以下几个工作阶段：
（1）车起步开始计费。首先显示起步价，车在行驶3km以内，只收起步价10元。
（2）车行驶超过3km后，按每公里2元计算（在10元基础上每行驶1km，车费加2元），车费依次累加。
（3）而晚上12点到第二天的五点为夜间出租。起步价不变，但当行驶距离超过3km，按每公里3元计算。
（4）在行驶过程中，若车速不合要求，则会通过灯的闪烁提醒车主注意。
（5）在行驶过程中，会一直显示车的里程数及单价，乘客下车后会依据显示的总价来交易。
（6）车还存在停止等待时间的计价，每五分钟就会加价。
3.2.相关芯片介绍
1.stm32f103z芯片
32位闪存微把持器使用来自于ARM公司拥有打破性的Cortex-M3内核，该内核是特地计划于餍足集高功能、低功耗、实时使用、拥有合作性代价于一体的嵌入式领域的请求。Cortex-M3在体系构造上的增强，让STM32获益良多；Thumb-2®指令集带来了更高的指令服从和更强的功能；经过紧耦合的嵌套矢量停止把持器，对停止变乱的相应比以往更疾速；全部这些又都融入了业界抢先的功耗水准［8］。它有64KB的RAM，FLASH有512KB，共有144个引脚，外表可见见图3-1所示。
图3-1 stm32f103z芯片图
2. NE555芯片
（1）只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
（2）它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。
（3）其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
（4）它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电［10］、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号［5］。功能框图见图3-2所示。
图3-2 NE555内部功能框图
3.3. 设计思路
根据工作原理来说，可分为硬件和软件俩大块。硬件采用的是ARM的STM32的简易开发板，以stm32f103z芯片为核心，拥有两种供电方式和三种启动模式，它通过程序下载到开发板上来运行。软件采用c语言编程的方式，将计费模块、液晶显示模块，时钟、旋钮、触摸屏等联系在一起，最终在LCD上输出。
进入系统以后，用555电路上的电位器调节，I/O口检测到其中的输出脉冲后，速度就由此产生。实时时间是用车启动、停止的时间决定的，电位器可调节，从而产生速度的快慢，也可以产生启动、停止的状态。行驶过的总的里程数便是由上面两个速度、实时时间相乘得来的。最后，在tft屏上显示总的金额数，单价，里程数，停止时间的累加和系统时钟。系统框图见下方的图3-3。
图3-3 总系统框图
参考文献：
[1]. 陈伟宏，肖卫初，邱飚. 基于Proteus的多功能出租车计价器设计[A]. 重庆：自然科学，2009，23（6）：83-86.
[2]. 张颖. 多功能出租车计价器的设计[A]. 广西：广西轻工业，2009，25（09）：96-99.
[3]. 周立功. ARM与嵌入式基础教程（第2版）[J]. 北京：北京航空航天大学出版社，2004：405.
[4]. 马忠梅. ARM嵌入式处理器结构与应用基础[J]. 北京：航空航天大学出版社，2002-01-01：300.
[5]. 李剑，赵鹏程，汤建彬. 32位ARM嵌入式处理器的调试技术[J]. 浙江：电子技术应用，2003，TP332（3）：25-62.
论文作者:汪学兵
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第34期
论文发表时间:2019/11/15
标签：计价器论文; 嵌入式论文; 出租车论文; 框图论文; 处理器论文; 芯片论文; 里程论文; 《建筑模拟》2019年第34期论文;