目錄TOC\o"1-2"\h\u5255摘要 II17835目錄 1301011.緒論 12011.1系統(tǒng)特點(diǎn) 280691.2系統(tǒng)功能 237681.3選芯原因 2311302.計(jì)費(fèi)功能需求及設(shè)計(jì) 3326262.1計(jì)費(fèi)功能設(shè)計(jì) 327192.2不同計(jì)費(fèi)切換 36172.3狀態(tài)切換 4165853.顯示功能設(shè)計(jì) 4326073.1LCD1604顯示屏 5219313.2顯示設(shè)計(jì) 5243343.3日期顯示 558254.速度測(cè)算 6189474.1速度模擬 6244144.2速度測(cè)算 659755.打印設(shè)計(jì) 7140825.聲音提示 7128445.1蜂鳴器 7244175.2設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn) 8133356.硬件設(shè)計(jì) 8142446.1STM32F103C8 891866.2輸入電路 9180876.3顯示電路 108396.4提示電路 1131456.5能源 11275387.軟件流程 12312318.系統(tǒng)測(cè)試 1314414結(jié)論 1513648致謝 1530828參考文獻(xiàn) 17緒論隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，出租車已成為城市交通網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的一部分，為市民的日常出行提供了便捷的服務(wù)。在出租車運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，計(jì)價(jià)器作為關(guān)鍵的計(jì)量設(shè)備，其準(zhǔn)確性和可靠性直接關(guān)系到乘客與司機(jī)的權(quán)益，同時(shí)影響著整個(gè)出租車行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)效率。傳統(tǒng)的出租車計(jì)價(jià)器在設(shè)計(jì)和功能上逐漸暴露出一些不足。本論文的研究?jī)?nèi)容涵蓋了出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)以及系統(tǒng)測(cè)試等多個(gè)方面。在硬件設(shè)計(jì)部分，詳細(xì)闡述了以STM32為核心的電路設(shè)計(jì)，包括顯示模塊、按鍵輸入模塊等關(guān)鍵組件的選型與連接方式。軟件開發(fā)部分則重點(diǎn)介紹了基于嵌入式C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，包括定時(shí)器中斷的實(shí)現(xiàn)、計(jì)費(fèi)算法的編寫以及顯示控制邏輯的構(gòu)建等。通過(guò)系統(tǒng)的測(cè)試與驗(yàn)證，對(duì)設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器系統(tǒng)進(jìn)行了全面的功能評(píng)估和性能優(yōu)化，確保其能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。系統(tǒng)特點(diǎn)STM32是一款基于ARMCortex-M3內(nèi)核的32位微控制器，它以高性能、低功耗和豐富的外設(shè)而受到廣泛歡迎，基于這款單片機(jī)制作的計(jì)價(jià)器具有如下特點(diǎn)：高性能處理能力：STM32的Cortex-M3內(nèi)核主頻可達(dá)72MHz，能夠快速處理復(fù)雜的控制任務(wù)，適合需要高速數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用場(chǎng)景。低功耗設(shè)計(jì)：STM32采用了多種低功耗模式，包括睡眠、停止和待機(jī)模式，有助于降低整體功耗，延長(zhǎng)電池壽命，特別適合便攜式設(shè)備。易于開發(fā)：這款單片機(jī)支持多種開發(fā)工具和編程語(yǔ)言，如Keil、IAR、C語(yǔ)言等，提供了完整的開發(fā)工具鏈和豐富的開發(fā)資源，非常適合初學(xué)者和專業(yè)開發(fā)人員使用。系統(tǒng)功能儀表顯示：為方便乘客和司機(jī)快速獲取與行程相關(guān)的信息，特別設(shè)計(jì)了一套靈活的顯示功能，用戶可以方便地查看當(dāng)前的日期、白天黑夜、行駛里程、累積的停車時(shí)長(zhǎng)或總行程費(fèi)用等關(guān)鍵信息，確保了信息的透明度和準(zhǔn)確性。選芯原因在本設(shè)計(jì)中，選用STM32芯片是基于多方面的綜合考量。該芯片以ARMCortex-M3為內(nèi)核，屬于32位的RISC架構(gòu)，其最高主頻能夠達(dá)到72MHz，具備強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理能力，內(nèi)置12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），具有多達(dá)18個(gè)通道，可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器信號(hào)的采集和處理用于信號(hào)生成和控制等應(yīng)用。出租車計(jì)價(jià)器對(duì)及時(shí)響應(yīng)要求較高高，正需要在短時(shí)間內(nèi)完成計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)以及顯示更新等一系列復(fù)雜操作，而STM32憑借其高性能內(nèi)核與高主頻特性，能夠精準(zhǔn)地把控計(jì)時(shí)流程，確保計(jì)費(fèi)信息及時(shí)更新，充分滿足計(jì)價(jià)器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理方面的需求。計(jì)費(fèi)功能需求及設(shè)計(jì)本出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)代碼完整包含了STM32外設(shè)驅(qū)動(dòng)、車輛狀態(tài)管理、數(shù)值運(yùn)算以及信息顯示等重要功能模塊，以確保計(jì)價(jià)器能夠精準(zhǔn)計(jì)費(fèi)并良好運(yùn)行。在車輛狀態(tài)管理上，代碼使用了一套便捷的狀態(tài)切換邏輯。用戶只需進(jìn)行簡(jiǎn)易操作，系統(tǒng)即可在行車與停車狀態(tài)間即時(shí)切換。此功能可敏捷捕捉車輛實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的改變，保障計(jì)時(shí)與計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性。精準(zhǔn)追蹤車輛行駛里程，并借助特定算法將里程數(shù)據(jù)高效轉(zhuǎn)化為費(fèi)用。整個(gè)運(yùn)算流程嚴(yán)格遵循出租車計(jì)費(fèi)規(guī)范，確保費(fèi)用計(jì)算合理、公正。代碼的信息顯示功能，通過(guò)顯示組件，將車輛行駛、里程、費(fèi)用等關(guān)鍵信息清晰呈現(xiàn)給用戶，使乘客與司機(jī)能實(shí)時(shí)掌握行程狀況，提升使用便捷性與系統(tǒng)實(shí)用性。計(jì)費(fèi)功能設(shè)計(jì)當(dāng)出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)初次運(yùn)行時(shí)，所有與費(fèi)用計(jì)算相關(guān)的參數(shù)都會(huì)被重置并設(shè)置為初始狀態(tài)。具體來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)會(huì)明確車輛所處的行駛階段，這包括正在行駛、臨時(shí)停靠等待以及行程結(jié)束三種狀況。同時(shí)，系統(tǒng)能夠判斷當(dāng)前時(shí)間屬于日間還是夜間，并據(jù)此選擇合適的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)會(huì)預(yù)先設(shè)定好基本的計(jì)費(fèi)參數(shù)，例如，開始計(jì)費(fèi)的起始金額以及每增加一定距離所需支付的金額。這些參數(shù)會(huì)根據(jù)日間或夜間的不同收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。與此同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)將與行車相關(guān)的一些關(guān)鍵指標(biāo)，如行駛的里程、所耗費(fèi)的時(shí)間以及車輛的速度等，都設(shè)置為起始數(shù)值。除此之外，系統(tǒng)還會(huì)將記錄詳細(xì)費(fèi)用信息的各個(gè)變量，像實(shí)際行駛的費(fèi)用、因等待所產(chǎn)生的額外費(fèi)用以及最終的總費(fèi)用等，全部初始化，以便為接下來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算費(fèi)用打下基礎(chǔ)。該系統(tǒng)的計(jì)費(fèi)規(guī)則簡(jiǎn)單明了且切合實(shí)際。對(duì)于起始費(fèi)用和根據(jù)行駛里程計(jì)算費(fèi)用的部分，系統(tǒng)會(huì)參考車輛行駛的里程數(shù)來(lái)進(jìn)行核算。如果行駛里程沒(méi)有超過(guò)規(guī)定的起始里程數(shù)（2.5公里），那么就只按照起始費(fèi)用來(lái)收費(fèi)。一旦行駛里程超過(guò)了這個(gè)起始里程，系統(tǒng)就會(huì)在起始費(fèi)用的基礎(chǔ)上，把超出部分的里程數(shù)乘以預(yù)先設(shè)定好的每公里費(fèi)用，以此來(lái)計(jì)算出額外的行駛費(fèi)用，并將其與起始費(fèi)用相加得到總的行駛費(fèi)用。在因等待而產(chǎn)生的額外費(fèi)用計(jì)算方面，當(dāng)車輛處于停駛等待狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車輛等待的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算這部分費(fèi)用。計(jì)算時(shí)通常會(huì)以分鐘或秒作為時(shí)間單位，從而精確地記錄下因等待所產(chǎn)生的費(fèi)用。不同計(jì)費(fèi)切換為了更好地適應(yīng)實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的需求，該系統(tǒng)精心設(shè)計(jì)了根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段（日間或夜間）動(dòng)態(tài)調(diào)整收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的功能，充分體現(xiàn)了靈活性與實(shí)用性。在日間時(shí)段，起始費(fèi)用和每公里的費(fèi)用設(shè)置得相對(duì)較低，旨在吸引乘客、提升乘車需求，同時(shí)考慮到日間運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)穩(wěn)定，這一收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)既能保障司機(jī)獲得合理的收入，又能讓乘客享受較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的出行體驗(yàn)。而到了夜間，由于運(yùn)營(yíng)成本的上升，例如夜間燃油附加費(fèi)、司機(jī)夜間工作補(bǔ)貼以及夜間運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)增加等多方面因素，相應(yīng)的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有所提高，通過(guò)合理提升起始費(fèi)和每公里費(fèi)用來(lái)彌補(bǔ)這些額外成本。該計(jì)費(fèi)方式的優(yōu)勢(shì)在于能夠依據(jù)不同時(shí)段的市場(chǎng)特點(diǎn)和成本變化進(jìn)行靈活調(diào)整，避免了傳統(tǒng)固定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)對(duì)復(fù)雜運(yùn)營(yíng)環(huán)境時(shí)的局限性。它不僅能有效平衡司機(jī)的運(yùn)營(yíng)收益，避免夜間運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)虧損，還能讓乘客在享受夜間服務(wù)時(shí)理解并接受相應(yīng)的費(fèi)用提升。這種基于時(shí)間段的計(jì)費(fèi)機(jī)制，既可以讓司機(jī)在不同時(shí)段都能獲得合理的報(bào)酬，激勵(lì)他們?nèi)旌蛱峁┓?wù)，又能確保乘客在不同時(shí)間的出行需求得到滿足，使整個(gè)出租車運(yùn)營(yíng)體系在保障公平性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)效益的最大化。狀態(tài)切換當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到特定按鍵（S1）被按下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)切換到運(yùn)行狀態(tài)，表示車輛開始行駛；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到特定按鍵（S2）被按下時(shí)，系統(tǒng)將切換到夜晚模式計(jì)費(fèi)；在車輛行駛過(guò)程中，若檢測(cè)到另一特定按鍵（S3）被按下，系統(tǒng)將切換至等待狀態(tài)，表示車輛暫時(shí)停止行駛，進(jìn)入等待模式；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到停止按鍵（S4）被按下時(shí)，表示當(dāng)前行程結(jié)束，系統(tǒng)隨即切換到停止?fàn)顟B(tài)，停止所有計(jì)費(fèi)操作，并計(jì)算總費(fèi)用。計(jì)算完成后，系統(tǒng)會(huì)在顯示屏上顯示總費(fèi)用，或通過(guò)打印發(fā)票輸出詳細(xì)信息。顯示功能設(shè)計(jì)顯示功能的設(shè)計(jì)主要出于方便乘客和司機(jī)的雙重考量。在出租車營(yíng)運(yùn)里，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)顯示功能的打造，顧及了乘客與司機(jī)雙方訴求。對(duì)乘客來(lái)講，它能即刻呈現(xiàn)車費(fèi)、里程和計(jì)費(fèi)時(shí)長(zhǎng)等信息，讓行程清晰明了。這既便于乘客提前估摸出行開支，合理規(guī)劃錢財(cái)，又能使其隨時(shí)掌握車輛動(dòng)態(tài)，確認(rèn)是否按預(yù)期路線行駛，進(jìn)而增強(qiáng)對(duì)行程的掌控和信任。對(duì)司機(jī)而言，顯示功能是保障計(jì)費(fèi)精確的關(guān)鍵。它依計(jì)費(fèi)規(guī)則準(zhǔn)確算出費(fèi)用，降低因計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)引發(fā)的質(zhì)疑與糾紛。而且，這些顯示數(shù)據(jù)便于記錄，能助力司機(jī)完成收入結(jié)算、運(yùn)營(yíng)分析及稅務(wù)申報(bào)等事宜。從行業(yè)監(jiān)管視角看，顯示功能也極為關(guān)鍵。管理部門借由要求出租車安裝合規(guī)顯示功能的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，可輕松監(jiān)督營(yíng)運(yùn)行為。若出現(xiàn)計(jì)費(fèi)爭(zhēng)議或違規(guī)，管理部門依顯示記錄和數(shù)據(jù)，能迅速判斷是否合乎計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，維護(hù)市場(chǎng)秩序，保障乘客與司機(jī)權(quán)益。綜合來(lái)看，這項(xiàng)功能是出租車運(yùn)營(yíng)體系的關(guān)鍵部分，能全方位提升乘客的出行感受，使其更安心舒適；同時(shí)為司機(jī)創(chuàng)造便捷公正的工作環(huán)境，助其專注提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)；還利于監(jiān)管部門高效監(jiān)管，推動(dòng)行業(yè)健康穩(wěn)定前行，達(dá)成乘客、司機(jī)和管理部門的多贏局面。LCD1604顯示屏LCD1604顯示屏憑借諸多優(yōu)勢(shì)成為信息展示的理想選擇，顯示屏能展示雙行文字，每行多達(dá)16個(gè)字符。這為清晰呈現(xiàn)日期、時(shí)間、車輛狀態(tài)及費(fèi)用等關(guān)鍵信息提供了充足空間，完全契合計(jì)價(jià)器的信息展示要求。依托并行接口，該顯示屏可與微控制器直接通信，大幅簡(jiǎn)化了指令和數(shù)據(jù)傳輸流程。這種高效通信能力確保了顯示屏內(nèi)容能實(shí)時(shí)更新，完美滿足計(jì)價(jià)器對(duì)計(jì)費(fèi)信息實(shí)時(shí)顯示的需求。LCD1604顯示屏以低功耗特性著稱，使其成為長(zhǎng)期運(yùn)行的車載設(shè)備的優(yōu)選。同時(shí)，它在面對(duì)溫度變化、機(jī)械振動(dòng)等復(fù)雜環(huán)境條件時(shí)，仍能保持穩(wěn)定運(yùn)行，有力保障了計(jì)費(fèi)信息的精準(zhǔn)顯示。價(jià)格親民，有助于壓低出租車計(jì)價(jià)器的硬件成本。此外，其豐富的功能減少了對(duì)額外硬件的依賴，進(jìn)而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該顯示屏體型小巧，尺寸設(shè)計(jì)合理，便于安裝在出租車儀表盤或中控臺(tái)等位置，且不占過(guò)多空間，它還能輕松融入現(xiàn)有車載系統(tǒng)，降低了集成復(fù)雜度。顯示設(shè)計(jì)在計(jì)價(jià)器系統(tǒng)里中，先是對(duì)LCD1604顯示屏進(jìn)行全面初始化設(shè)置，確保其正常工作。這包括精確配置顯示屏的控制引腳，以及發(fā)送特定指令，設(shè)置8位數(shù)據(jù)傳輸模式、雙行文本顯示和5×7點(diǎn)陣字符格式。在具體操作中，實(shí)現(xiàn)了清屏功能，便于系統(tǒng)及時(shí)清理顯示內(nèi)容，為新信息的展示做好準(zhǔn)備。還能在指定位置顯示字符串，這對(duì)于展示日期、時(shí)間和狀態(tài)等信息非常重要。此外，支持顯示數(shù)字，這對(duì)于實(shí)時(shí)呈現(xiàn)計(jì)費(fèi)金額、行駛距離和時(shí)間等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)非常關(guān)鍵。這些設(shè)計(jì)為出租車計(jì)價(jià)器準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地顯示計(jì)費(fèi)信息和其他系統(tǒng)狀態(tài)提供了可靠保障。通過(guò)清晰直觀的視覺(jué)反饋，它提高了用戶操作的便捷性和對(duì)系統(tǒng)的信任度。這些功能的實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)能夠以用戶友好的方式展示關(guān)鍵信息，從而提升了用戶體驗(yàn)。日期顯示程序調(diào)用函數(shù)，從DS1302時(shí)鐘芯片中獲取當(dāng)前時(shí)間數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涵蓋年、月、日、星期以及時(shí)、分、秒等詳細(xì)信息。接下來(lái)，系統(tǒng)將讀取到的日期和時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的字符串格式，例如“2025-04-01”，以便于后續(xù)顯示。最后，調(diào)用LCD1604顯示屏的相關(guān)顯示函數(shù)，將格式化后的日期字符串呈現(xiàn)在屏幕的指定位置，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)前日期的直觀顯示，使用戶能夠清晰地獲取當(dāng)前日期信息。整個(gè)日期顯示流程的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性依賴于DS1302時(shí)鐘芯片的穩(wěn)定運(yùn)行以及與微控制器之間的可靠通信，確保日期信息的準(zhǔn)確無(wú)誤和及時(shí)更新。速度測(cè)算該系統(tǒng)采用了直流電機(jī)配合速度傳感器的方式來(lái)模擬車輛的行駛速度，并且構(gòu)建了一套基于PCF8591和STM32微控制器的信號(hào)處理與控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)車速的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)顯示以及動(dòng)態(tài)調(diào)整。首先由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)速度傳感器產(chǎn)生模擬信號(hào)，該信號(hào)與車輛的實(shí)際行駛速度成正比，能夠真實(shí)地反映出車輛的動(dòng)態(tài)行駛狀態(tài)。隨后，這些模擬信號(hào)會(huì)被傳輸至PCF8591芯片，該芯片作為核心的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能夠高效地將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)被進(jìn)一步傳輸至STM32微控制器，通過(guò)一系列預(yù)設(shè)的算法和邏輯處理，對(duì)車速數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算和分析。同時(shí)，系統(tǒng)還具備動(dòng)態(tài)調(diào)整功能，能實(shí)時(shí)地對(duì)車速進(jìn)行干預(yù)和調(diào)整。速度模擬在該系統(tǒng)里，直流電機(jī)（DCMotor）和速度傳感器協(xié)作完成車速模擬。具體而言：直流電機(jī)負(fù)責(zé)模仿車輛行進(jìn)狀態(tài)。電機(jī)轉(zhuǎn)速與車輛實(shí)際行進(jìn)速度呈正相關(guān)，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，就能模擬車輛處于不同行駛狀態(tài)時(shí)的速度變化。速度傳感器安裝于電機(jī)輸出軸上，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)化為與轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)。該信號(hào)的強(qiáng)弱與電機(jī)轉(zhuǎn)速直接相關(guān)，也就間接體現(xiàn)了模擬車速的快慢。通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，比如脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號(hào)的占空比，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而模擬車輛的加速或減速過(guò)程。此外，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)可通過(guò)改變電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號(hào)極性來(lái)實(shí)現(xiàn)，分別對(duì)應(yīng)車輛的前進(jìn)和倒車。速度測(cè)算本系統(tǒng)采用PCF8591芯片，把速度傳感器輸出的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再經(jīng)STM32微控制器處理運(yùn)算，得出實(shí)際車速。速度傳感器的模擬電壓信號(hào)輸入到PCF8591的模擬輸入端口。PCF8591內(nèi)置的ADC完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。STM32微控制器通過(guò)I2C接口與PCF8591通信，獲取數(shù)字信號(hào)值（0-255）。該值體現(xiàn)模擬信號(hào)強(qiáng)度，關(guān)聯(lián)電機(jī)轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)按預(yù)設(shè)映射關(guān)系，將數(shù)字信號(hào)值轉(zhuǎn)為實(shí)際車速值，存入微控制器變量，用于里程計(jì)算等功能，同時(shí)發(fā)送至LCD實(shí)時(shí)顯示，便于用戶查看當(dāng)前車速。系統(tǒng)依據(jù)定時(shí)器中斷頻率，定期更新顯示車速信息，實(shí)現(xiàn)車速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示。打印設(shè)計(jì)通過(guò)usart.c文件精確配置USART1串口的各項(xiàng)參數(shù)，為數(shù)據(jù)的順利傳輸創(chuàng)造了必要條件。對(duì)GPIO引腳進(jìn)行合理配置，以及對(duì)串口中斷恰當(dāng)設(shè)置，目的是讓串口能夠正常工作，并且為后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸做好充分準(zhǔn)備。定義了一個(gè)函數(shù)用于發(fā)送字符串?dāng)?shù)據(jù)。這個(gè)函數(shù)能夠把計(jì)費(fèi)信息等數(shù)據(jù)通過(guò)串口逐一發(fā)送出去，確保打印設(shè)備可以接收到需要打印的信息。它會(huì)等待每個(gè)字符發(fā)送完成后再發(fā)送下一個(gè)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院陀行蛐?。?shí)現(xiàn)了串口中斷處理函數(shù)，能夠及時(shí)響應(yīng)接收到的數(shù)據(jù)。當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，該函數(shù)可以讀取接收到的數(shù)據(jù)，并立即通過(guò)串口將其回顯發(fā)送回去，從而確保信息傳輸?shù)募皶r(shí)性和交互性。通過(guò)重定向標(biāo)準(zhǔn)輸出函數(shù)，使得像printf這樣的輸出函數(shù)能夠借助串口來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)。這大大增強(qiáng)了系統(tǒng)在輸出信息時(shí)的靈活性和便利性，方便了調(diào)試信息的輸出和數(shù)據(jù)的展示。共同實(shí)現(xiàn)了出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)中打印發(fā)票等重要功能，有效滿足了系統(tǒng)對(duì)于信息輸出的需求。聲音提示在行程結(jié)束時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出清晰明確的提示音，這一設(shè)計(jì)在出租車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中具有重要作用和顯著優(yōu)點(diǎn)。蜂鳴器的提示音在提升出租車服務(wù)的整體質(zhì)量方面也發(fā)揮著重要作用。它為乘客和司機(jī)之間提供了一種非言語(yǔ)的溝通方式，減少了可能因溝通不暢而產(chǎn)生的誤解或糾紛。在高峰時(shí)段或交通擁堵的情況下，司機(jī)可能沒(méi)有足夠的時(shí)間頻繁地與乘客進(jìn)行口頭交流，而蜂鳴器的提示音可以在不影響駕駛安全的前提下，有效地傳遞關(guān)鍵信息蜂鳴器在出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)內(nèi)，蜂鳴器模塊的設(shè)置是為用戶提供幾種便攜且實(shí)用的聽覺(jué)提示方式。其初始配置主要針對(duì)與蜂鳴器相連的GPIO引腳展開必備的配置作業(yè)。首要任務(wù)是開啟對(duì)應(yīng)GPIO端口的時(shí)鐘使能，保障引腳具備正常運(yùn)作的基礎(chǔ)條件。隨后，將蜂鳴器的操控引腳切換至推挽輸出模式，并匹配恰當(dāng)?shù)妮敵鏊俾剩璐吮Ｕ闲盘?hào)輸出的平穩(wěn)性與敏捷響應(yīng)特性。初始設(shè)定的最終環(huán)節(jié)是確保蜂鳴器處于靜默待機(jī)狀態(tài)，防止系統(tǒng)啟動(dòng)瞬間出現(xiàn)無(wú)謂的聲響滋擾。為達(dá)成提示音功能，系統(tǒng)運(yùn)用了一種基于時(shí)間掌控的簡(jiǎn)潔且實(shí)用的方法。經(jīng)由循環(huán)程序的架構(gòu)，蜂鳴器在既定時(shí)間段內(nèi)歷經(jīng)周期性的啟閉變換。此類周期性操作催生連續(xù)提示音效，其音頻高低受循環(huán)內(nèi)延時(shí)參數(shù)的左右。每次循環(huán)迭代期間，蜂鳴器工況予以切換，隨同短暫延時(shí)跟進(jìn)，而延時(shí)時(shí)長(zhǎng)直接關(guān)乎提示音的音高呈現(xiàn)。憑借調(diào)節(jié)循環(huán)的執(zhí)行頻次以及延時(shí)跨度，得以靈活配置提示音的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)與音頻，貼合諸如行程起始、終結(jié)以及其他關(guān)鍵事項(xiàng)提醒等多元提示訴求。從整體架構(gòu)來(lái)看，此套蜂鳴器管控體系在構(gòu)造上簡(jiǎn)約且效能卓越。它依托基礎(chǔ)的數(shù)字I/O操作流程與簡(jiǎn)易的時(shí)間序列管控，保障在投入成本有限、構(gòu)造復(fù)雜度不高的前提下，穩(wěn)定輸出精準(zhǔn)及時(shí)的聽覺(jué)反饋信息。設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)蜂鳴器提示音能及時(shí)提醒司機(jī)準(zhǔn)確把握行程終點(diǎn)，方便其快速進(jìn)行計(jì)費(fèi)結(jié)束操作，確保車費(fèi)計(jì)算精準(zhǔn)無(wú)誤，同時(shí)也有助于在完成一單后迅速做好迎接下一位乘客的準(zhǔn)備，提高運(yùn)營(yíng)效率。對(duì)于乘客來(lái)說(shuō)，蜂鳴器的提示音使其能夠明確知曉行程已經(jīng)結(jié)束，避免因注意力分散或?qū)β窙r不熟悉而錯(cuò)過(guò)目的地，還能促使乘客及時(shí)進(jìn)行車費(fèi)支付等后續(xù)操作，提升整體出行體驗(yàn)。并且這種聲光提示方式在嘈雜的交通環(huán)境中具有較高的辨識(shí)度，能有效避免因視覺(jué)疲勞或分神導(dǎo)致的漏看信息等情況，保障了行程結(jié)束環(huán)節(jié)的順利過(guò)渡，對(duì)整個(gè)出租車系統(tǒng)的規(guī)范運(yùn)行和高效服務(wù)發(fā)揮著不可或缺的作用。硬件設(shè)計(jì)該電路設(shè)計(jì)圍繞STM32F103C8微控制器展開，集成了輸入、顯示、提示音、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和通信等多種功能模塊，形成了一個(gè)完整的出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)。設(shè)計(jì)注重功能的完整性和實(shí)用性，適用于實(shí)際的出租車計(jì)價(jià)應(yīng)用場(chǎng)景。STM32F103C8選用STM32F103C8微控制器作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。它具備強(qiáng)大的處理能力，能夠高效地處理來(lái)自各類傳感器的輸入信號(hào)，進(jìn)而精準(zhǔn)地計(jì)算出相應(yīng)的費(fèi)用，同時(shí)還能有序地控制顯示內(nèi)容，并在合適的情況下輸出提示音，確保系統(tǒng)的各項(xiàng)功能穩(wěn)定、協(xié)調(diào)地運(yùn)行。在電源和時(shí)鐘電路方面，微控制器借助外部晶振（12MHz）與內(nèi)部時(shí)鐘電路緊密配合，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定且精確的時(shí)鐘信號(hào)，從而保證系統(tǒng)各部分能夠按照既定的時(shí)序有序運(yùn)行。電源部分則通過(guò)精心設(shè)計(jì)的電路布局和優(yōu)質(zhì)的電源管理芯片，為微控制器以及外圍設(shè)備穩(wěn)定地提供3.3V或5V的工作電壓，滿足系統(tǒng)在不同工作狀態(tài)下的供電需求，為整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。圖7.1STM32F103C8芯片輸入電路設(shè)計(jì)了多個(gè)按鈕（S1-S4），分別標(biāo)記為“開始/停止”、“白天/夜晚”、“等待”和“打印”，以便用戶進(jìn)行各種操作。這些按鈕被連接至微控制器的GPIO引腳，通過(guò)中斷或輪詢機(jī)制來(lái)監(jiān)測(cè)按鈕的狀態(tài)變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)不同功能的控制。圖7.2.1按鍵設(shè)計(jì)除了按鈕輸入，系統(tǒng)還預(yù)留了用于連接各類傳感器的接口，旨在獲取諸如車輛速度等關(guān)鍵信息。速度傳感器將車輛行駛過(guò)程中的速度信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這些信號(hào)隨后被送入微控制器。微控制器對(duì)傳感器輸入的信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)而獲取車輛的實(shí)時(shí)速度數(shù)據(jù)，為后續(xù)的速度顯示、計(jì)費(fèi)等功能提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。輸入電路為系統(tǒng)提供了與外界交互的途徑，能夠獲取用戶的操作指令以及車輛的行駛狀態(tài)信息，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)。圖7.2.2PCF8591芯片顯示電路本系統(tǒng)配備LCD顯示屏（LM041L），專注于為用戶呈現(xiàn)關(guān)鍵計(jì)價(jià)信息，涵蓋行駛里程與費(fèi)用等數(shù)據(jù)。顯示屏借助多個(gè)GPIO引腳與微控制器相連，經(jīng)由SPI或并行接口開展數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，微控制器把測(cè)算好的里程及費(fèi)用數(shù)據(jù)以數(shù)字格式傳送至顯示屏。顯示屏接收到數(shù)據(jù)后迅速刷新畫面，實(shí)時(shí)展現(xiàn)場(chǎng)景計(jì)價(jià)詳情，助力用戶時(shí)刻掌握行程花費(fèi)動(dòng)態(tài)。仰賴這種高效通信模式，LCD顯示屏得以在系統(tǒng)指揮下敏捷、精準(zhǔn)地映射行車計(jì)費(fèi)波動(dòng)，增強(qiáng)用戶對(duì)計(jì)價(jià)流程的透明度感知與信任感。圖7.3LM041L顯示屏提示電路本系統(tǒng)中配置了蜂鳴器（BUZ1），用于根據(jù)系統(tǒng)需求發(fā)出相應(yīng)提示音，以便向用戶傳遞重要信息。該蜂鳴器通過(guò)微控制器的GPIO引腳進(jìn)行連接，借助于對(duì)GPIO引腳輸出電平狀態(tài)的調(diào)節(jié)來(lái)管控蜂鳴器的啟停。具體而言，當(dāng)GPIO引腳輸出高電平時(shí)，蜂鳴器兩端形成電位差從而通電并產(chǎn)生聲音；而當(dāng)GPIO引腳輸出低電平時(shí)，蜂鳴器電路斷開，停止發(fā)聲。不僅如此，通過(guò)改變GPIO引腳輸出脈沖信號(hào)的頻率參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蜂鳴器發(fā)聲頻率的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而使蜂鳴器能夠發(fā)出不同頻率的提示音。在出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景下，蜂鳴器會(huì)在計(jì)價(jià)功能啟動(dòng)、計(jì)價(jià)結(jié)束以及費(fèi)用達(dá)到預(yù)設(shè)閾值等關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)出提示音，以此提醒司機(jī)或乘客注意當(dāng)前的行車狀態(tài)和費(fèi)用情況，便于他們及時(shí)獲取重要信息。圖7.4蜂鳴器能源為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供可靠的電力支撐。該組件負(fù)責(zé)將外部電源實(shí)行轉(zhuǎn)換與穩(wěn)壓處理，輸出契合系統(tǒng)各部分所需的穩(wěn)定電壓。它通常選用直流電源供電，并配置有穩(wěn)壓芯片等元件，確保輸出電壓的穩(wěn)定性與可靠性，即便在外部電波動(dòng)的情形下，也能保障系統(tǒng)硬件的正常運(yùn)行。圖7.5電源軟件流程系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先對(duì)硬件模塊進(jìn)行初始化操作，包括GPIO引腳配置、PCF8591模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、DS1302時(shí)鐘芯片、LCD1604顯示屏、定時(shí)器TIM2和USART串口等外設(shè)的初始化設(shè)置。然后進(jìn)入主循環(huán)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)按鍵狀態(tài)并據(jù)此更新系統(tǒng)工作狀態(tài)。根據(jù)車速計(jì)算行駛里程，并結(jié)合日夜模式及計(jì)費(fèi)規(guī)則計(jì)算總費(fèi)用。通過(guò)LCD顯示屏實(shí)時(shí)更新行程信息，并在行程結(jié)束時(shí)控制蜂鳴器發(fā)出提示音。需要打印發(fā)票時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)串口將計(jì)費(fèi)信息發(fā)送至打印設(shè)備。定時(shí)器中斷用于計(jì)時(shí)和更新計(jì)費(fèi)信息，確保計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確性。整個(gè)流程環(huán)環(huán)相扣，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)器的完整功能，滿足出租車運(yùn)營(yíng)需求。圖8.1運(yùn)行流程系統(tǒng)測(cè)試運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行仿真，得到效果圖。圖9.1運(yùn)行效果1圖9.2運(yùn)行效果2圖9.3運(yùn)行效果3結(jié)論本設(shè)計(jì)成功打造了基于STM32的出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具備精準(zhǔn)計(jì)費(fèi)、實(shí)時(shí)信息展示及高效運(yùn)行等優(yōu)勢(shì)，全方位滿足出租車運(yùn)營(yíng)需求。在硬件層面，以STM32為核心，搭配LCD顯示屏、傳感器、蜂鳴器等組件，為系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)筑牢根基。軟件上，運(yùn)用嵌入式C語(yǔ)言，完成計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)、顯示控制