摘要：介绍了依据μPD78F0034单片机和模块式结构的租借车计费器的硬件和软件规划办法，评论了μPD78F0034单片机的首要特点;介绍了该单片机和PC机串行通讯的硬件衔接办法;一起给出了选用单、双信号防做弊技能来避免计费器做弊的详细完结办法。 关键词：租借车计费器;μPD78F0034;串行通讯;防做弊技能 跟着租借车职业的开展，对租借车计费器的要求也越来越高，用户不只要求计费器功用安稳，计费精确，有防做弊功用;一起还要求其具有车票材料打印 、IC卡付费、语音报话、和电脑串行通讯等功用。一般，规划租借车计费器面对以下三方面的问题： (1)不同国家和区域的计费办法存在差异。有些区域有夜间收费及市郊收费等，而有些区域则无夜间收费和市郊收费;即便同一区域，不同车型的租借车，其计费办法也有不同;另一方面，租借车还面对几年一次的调价或调整计费办法等问题。因而，所规划的计费器不只要能满意不同国家和区域的要求，并且计费办法的调整也应当很便利。
(2)因为单个区域对计费器有特殊要求，有时有必要修正软件;别的，计费器还面对软件的晋级;因而，所规划的计费器应能很便利地从头编程。 (3)计费器有必要要有防做弊功用，能有用避免司机做弊;一起要避免计费器在营运过程中死机。 为此，笔者规划了一款计费器，较好地处理了上述问题。该计费器内设置了多达64个选项，简直涵盖了大多数国家和区域的租借车计费办法，因而，运用时无需更改计费器的硬件，而只需更改相应的选项材料，便可适用于不同的国家和区域，且计费材料的传送可由电脑经过RS-232串口或专用的手持式材料传输器来完结，十分便利;因为选用了具有32kB FLASH ROM的单片机μPD78F0034，因而，编程时无需将单片机从电路板上取下，就能够直接对单片机进行编程;别的，该规划还选用单、双信号防做弊技能和看门狗电路，较好地处理了计费器的做弊现象及死机问题。现在，该计费器已在许多大中城市得到了广泛的运用。 1 体系中各模块的硬件结构 这种用μPD78F0034为主控器材规划的计费器的组成框图如图1所示。整个计费器体系共由五个模块组成，别离为主控模块、按键显现模块、防做弊及脉冲输入模块、通讯模块和电源模块。 1.1 主控模块 主控模块的结构框图如图2所示，图中的单片机为日本NEC 公司的μPD78F0034，该芯片的首要特点如下： ●时钟为8.38MHz时，指令周期为0.24μs; ●ROM为32kB FLASH，RAM为1024 bytes; ●可寻址空间为64kB bytes，有5个外部中止和15个内部中止; ●带有39个CMOS I/O，8个CMOS输入和4个N-CH漏极开路I/O; ●带有1个16位守时/计数器和2个8位守时/计数器; ●带有1个时钟守时器、1个看门狗守时器和1个UART端口; ●支撑I2C 总线，可输出时钟及蜂鸣信号;
●外部数据总线为8位，内部寄存器为16位; ●有8位无符号乘法指令和16位除法指令; ●作业电压规模为1.8V～5.5V，具有STOP/HALT作业形式。 由此可见，该芯片的功用要优于现在盛行的MCS-51系列，其8位无符号乘法指令及16位除法指令给软件编程带来了很大的便利。对μPD78F0034编程时，只需用其5个引脚，其间3个引脚在正常作业时用到，因而在规划电路板时可将这三个引脚做一跳线开关;编程时，将这三个引脚与编程器相连，正常作业时则与电路板上的元件相连。这样就能够不必将μPD78F0034从电路板上取下(因该单片机为贴片式封装，取下会很费事)而直接对其编程，即在体系可编程，该办法为开发调试及往后的功用修正和软件晋级供给了极大的便利。本次开发时，乃至没有用到μPD78F0034的开发体系，而是在PC机大将程序写好后，经过编译变成二进制代码，然后直接经过编程器将其写入到μPD78F0034中，便可调试计费器的各项功用。此外该主控模块中的复位、看门狗及电源监控由MAX705芯片来完结。时钟及存储器由芯片DS1244Y来完结。经过选项能够设定是否有打印功用，各种打印指令数据均由PC机经过RS-232串行口或手持式材料传输器传给计费器并存储在DS1244Y中。该计费器可运用司机卡、收集卡及收费卡三种IC卡，运用哪种卡均可由选项操控。计费器经过一条I/O线操控语音接口电路。乘客上车时，单片机送50ms的低脉冲给语音电路使其说一段话。乘客下车时，单片机则用20ms的低脉冲使语音电路说另一段话。 1.2 通讯模块 图3所示为通讯模块组成图，它首要由单片机的两个I/O口、MAX232和一些电阻电容等组成。图中电阻均为10kΩ，电容均为10μF;单片机的P30为串行数据接纳脚、P31为串行数据发送脚，通讯的波特率设为9600。图中，MAX232芯片的作用是将单片机输出的TTL电平转换成PC机能接纳的232电平或将PC机输出的232电平转换成单片机能接纳的TTL电平。计费器经过通讯模块与PC机或手持式材料传数器进行串行通讯，以便设置计费器的各种参数及收集计费器里存储的各种数据。 1.3 按键及显现模块 按键及显现模块如图4所示，该模块由4片4511、1片4028、1片2003、20个数码管及一些发光二极管(作为计程、计时收费指示灯)组成。计费器有6个功用键，而实际上对外只要四个按键，别离设为A、B、C、D键。空车状况按下C键，计费器进入载客模块;空车状况按下B键，计费器进入通讯模块;空车状况按下A键，计费器进入查询模块，然后按A键往上查询、按D键往下查询。另两个功用按键放在计费器内，用跳线J1、J2表明。在空车状况，J1短路时，计费器铲除存储的一切数据;当计费器复位时，如J2短路，计费器直接进入材料传输模块(此功用首要为了避免计费器内材料紊乱或新计费器没有材料时进入死循环)。 1.4 防做弊及脉冲输入模块 防做弊及脉冲输入模块如图5所示。为了进步计费器的抗搅扰才能，脉冲输入信号选用了光耦办法。租借车的脉冲传感器一般有两种，即单信号脉冲传感器和双信号脉冲传感器;所谓单信号脉冲传感器指的是租借车开动时，只要一条信号线输出脉冲信号;而双信号脉冲传感器指的是租借车开动时，有两条信号线一起输出起伏相同、相位相反的脉冲信号。与此对应，防做弊办法有单信号防做弊和双信号防做弊两种。终究选哪种，可由计费器内的选项及硬件跳线来决议。
a 单信号防做弊的作业原理 如图5所示，当计费器经过选项选定单信号防做弊办法后，跳线开关B与A相连、B与C断开，单片机经过P35使开关与K点相连。当有脉冲输入时，INT0发生一中止，单片机履行中止子程序;然后经过P35使开关与K点断开，即断开脉冲传感器的电源，此刻检测P36的电平，如为低，则为正常，为高则为做弊脉冲。当做弊脉冲累积到必定数量(此数值由计费器的参数设定)后，计费器便确定有做弊发生，所以报警，一起发生一系列动作如车资、计程公里和计程时刻悉数清零或许锁死计费器等，终究发生何种动作，可由选项来决议。 b 双信号防做弊的作业原理 当计费器选定双信号防做弊后，跳线开关B与C接通、B与A断开。当有脉冲输入时，INT0发生一中止，单片机履行中止子程序，此刻单片机须判别P36脚输入的信号是否为低电平，为低则正常，否则为做弊脉冲。其他与单信号防做弊时相同。 1.5 电源模块 该模块为一开关电源，用于将输入的12V直流电源变为安稳的5V电源。因为12V电源由租借车上的电瓶供给，有必定的分散性，特别当电瓶质量欠好时，12V电源较低。而开关电源的适用规模较广，且驱动才能较强，因而，运用开关电源可有用避免因输入电压过低而发生的各种毛病。 2 软件规划 该计费器的软件规划首要由两部分组成，一是单片机的软件规划，二是PC机的软件规划。因为二者均选用模块化规划办法，因而，该程序结构明晰，便于往后修正及晋级。鉴于篇幅的约束，下面只介绍这两部分的规划流程。 2.1 单片机的软件规划 单片机的软件规划流程如图6所示。
其间初始化模块由硬件初始化和软件初始化两部分组成，硬件初始化首要是对单片机及其它相关芯片进行初始化;而软件初始化首要是对各种软件标志进行初始化，一起将断电前保存的各种状况数据读入单片机的RAM中;然后依据选项决议是否要辨认司机卡、以及是直接回到空车状况仍是回到断电前计费器所在的载客状况(如复位选项为0，则计费器复位后直接回到空车状况;而在为1时，如断电前计费器处于载客状况，则复位后回到载客状况，如断电前计费器处于非载客状况，则复位后直接回到空车状况)。图中的每个模块均由许多子模块组成，如载客模块应包含计程计费、计时计费、打印车票、暂停、客次数据写入RAM中等子模块;而查询则包含查询当天累计数据、总累积数据及客次记载等子模块。每个模块均可经过按键回到空车模块(图中未画出)。 2.2 PC机的软件规划 因为VB6.0有串行通讯MSComm(电话盒)控件来为运用程序供给串行通讯，且具有杰出的用户界面及简略便利的串行通讯功用，因而，无须借用其它言语就能够开宣布优异的通讯软件。PC机软件首要由以下几个模块组成：计费材料修正及传输、打印指令数据修正及传输、选项数据修正及传输、收集当天累积、收集总累积和收集客次记载等(因为篇幅的约束，这儿没有给出程序流程图)。因为软件中设置了下拉式菜单及各种操控按钮，因而，直接用鼠标点击操控按钮或下拉式菜单即可完结相应的操作(当然，也可经过按下快捷键来完结)。计费材料、打印指令数据及选项数据均各自存于一文本文件中;此外，该软件还设置了各种口令，可避免无关人员不合法修正数据。 3 规划时应留意的问题 该计费器的选项多达64个，功用完全，能习惯不同区域的需求，但软件编程及调试也比较复杂，需求特别当心。为了使计费器能够安稳、可靠地作业，进行软、硬件规划时要留意以下几点： (1)为了避免计费器死机，软件编程时应选用指令冗余技能、软件圈套技能以及软件看门狗技能。有爱好者可查阅参考文献。
(2)因为司机卡、收集卡、收费卡共用一个IC卡接口，因而，主控模块要留意区别卡的类型，应按照IC卡的有关操控指令正确编程。 (3)尽量不必IC插座。因为IC插座有较大的分布电容，因而，应把IC直接焊在印刷电路板上。每个%&&&&&%应加一个去耦电容，去耦电容在印刷电路板上的引脚要尽量短。别的，石英晶体的外壳也要接地。 (4)因为计费器选用开关电源，因而，规划时榜首要在开关管的C、E极间加RC吸收电路。并在二次整流回路的整流二极管两头加RC吸收电路以按捺浪涌电压。第二要加厚开关管与散热片之间绝缘垫片的厚度，以削减开关管与散热片之间的耦合电容。第三要运用电源滤波器。因为在电源的输入端参加滤波器能够按捺输入端的瞬态搅扰;直流电源的输出端也要接入%&&&&&%滤波器，以将输出电压的纹波约束在必定规模内，一起按捺数字信号发生的脉冲搅扰。第四还应选用屏蔽办法来进一步削减开关电源的搅扰。 4 结束语 本计费器的规划因为选用了功用很强的单片机μPD78F0034、电源监控和看门狗芯片MAX705及单、双信号防做弊技能，因而基本上杜绝了租借车在营运过程中计费器的死机现象及做弊现象。从运用情况看，该计费器安稳性好、可靠性高、返修率很低。别的，因为选用了模块式结构和在体系可编程办法，因而，其软件的修正和晋级也十分便利。
