基于ARM的出租车计价器的设计-文献综述

第1页开题报告（文献综述）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出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着我国国民经济的高速发展，出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分。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。出租车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益2。具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研究也是十分有应用价值的。2.2.ARM简介ARM即AdvancedRISCMachines的缩写，由英国AdvancedRISCMachines(ARM)Limited公司设计。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.嵌入式发展概况从上世纪90年代开始，嵌入式技术已全面展开，成为通信产品和消费类产品的共同发展方向，在通信领域、广播电视领等得到广泛应用。嵌入式系统从出现至今已有40多年的历史，其发展轨迹呈现出硬件和软件交替发展的双螺旋式4。简单地说，嵌入式系第2页统集系统的应用软件与硬件于一体，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于那些要求实时和多任务的体系结构，可以实现对其他备的控制、监视或管理等功能。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.工作原理出租车计价器是根据客户用车的实际情况而自动计算、显示车费的数字表7。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。第3页图3-1stm32f103z芯片图2.NE555芯片NE555(TimerIC)大约在1971由SigneticsCorporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的TimerIC，在往后的30来非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电，尽管近CMOS技术版本的TimerIC如MOTOROLA的MC1455已被大的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应9，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前可直接的代用。其特点如下:（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。第4页图3-2NE555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。第5页图3-3总系统框图第6页参考文献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):25-62.6.吕京建,肖海桥.嵌入式处理器分类与现状EB/OL.http:/www.epcity,com,2004-04-10.7.徐良雄.出租车计价器的设计与分析B.武汉:仪器仪表用户,2012,23(3):61-63.8.孙书鹰,陈志佳,寇超.新一代嵌入式微处理器STM32F103