基于PLC 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)

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1、寧 波 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè)計(jì)論文 任 務(wù) 書(shū) 編號(hào) 學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)控制班級(jí) 計(jì)控051 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目 基于PLC 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 專(zhuān)題題目

2、 發(fā)題日期： 2008 年 2 月 19 日 設(shè)計(jì)（論文）： 自200 8 年3 月 12 日 完成期限： 至2008 年 5 月 31 日 答辯日期： 2008 年 月 日 學(xué) 生 姓 名： 呂正躍 指 導(dǎo) 教 師： 余輝晴 教研室主任： 駱再飛 學(xué) 院 院 長(zhǎng)： 鮑吉龍 附：畢業(yè)實(shí)習(xí)單位名稱(chēng)：

3、 畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間： 2008 年2 月 19 日至2008 年 5 月 31 日 1．設(shè)計(jì)（論文）擬解決的主要問(wèn)題 運(yùn)用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)并制作出租車(chē)計(jì)價(jià)器，要求實(shí)現(xiàn)市面上的出租車(chē)計(jì)價(jià)器的基本功能，根據(jù)行程進(jìn)行計(jì)價(jià)。 2．設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容和基本要求 ⑴．具有里程計(jì)數(shù)及顯示功能 ⑵．具有價(jià)格累加及顯示功能 ⑶．具有里程單價(jià)顯示功能 ⑷．具有計(jì)費(fèi)模式的切換功能 ⑸．系統(tǒng)控制 3．推薦參考文獻(xiàn)（5篇左右，其中外文文獻(xiàn)至少2篇） ⑴．PLC原理與應(yīng)用，齊從謙，機(jī)械工業(yè)出版社，2005 ⑵．PLC編程實(shí)用指南，

4、宋伯生，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 ⑶．PLC應(yīng)用技術(shù)，徐國(guó)林，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 ⑷．可編程邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用，高書(shū)莉，郵電出版社，2001 ⑸． 4．進(jìn)度安排 ⑴．1-3周完成開(kāi)題報(bào)告 ⑵．4-12周完成畢業(yè)設(shè)計(jì)并上交畢業(yè)論文初稿 ⑶．13-14周畢業(yè)論文定稿 ⑷．15-16周系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)收 指導(dǎo)教師（簽字） 余輝晴

5、 2008年 2 月 18 日 教研室主任審核意見(jiàn)： 教研室主任（簽字） 年 月 日 寧 波 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于PLC 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)

6、 學(xué) 院 名 稱(chēng)： 電子與信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)051班 學(xué) 生 姓 名： 呂正躍 學(xué)號(hào)： 0318145 指 導(dǎo) 教 師：

7、 余輝晴 2008年3 月 15 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）文 獻(xiàn) 綜 述 前言 ------------------------------------------------------------------------ 出租車(chē)計(jì)價(jià)器是安裝在出租汽車(chē)上的專(zhuān)用計(jì)量?jī)x器，能連續(xù)累加，指示出行程中任一時(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用總額數(shù)，作為出租車(chē)的一個(gè)重要組成部分，計(jì)價(jià)器關(guān)系著出租車(chē)司機(jī)和乘客雙方利益，起著重要的作用，因此，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)廣大出租車(chē)司機(jī)朋友來(lái)說(shuō)是很必要的。 目前市場(chǎng)上大多用的是基于單片機(jī)控制的計(jì)價(jià)器，雖然

8、其性能較穩(wěn)定，但在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行工作中，也很容易出現(xiàn)故障。因此，研究具有更高性能的計(jì)價(jià)器具有著非常高的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。 主體部分 我國(guó)第一家生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)是重慶市起重機(jī)廠，最早的計(jì)價(jià)器全部采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)，早期的計(jì)價(jià)器就是一個(gè)里程表。 隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。它采用了手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械像結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化，同時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可完成計(jì)價(jià)的工作。 大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善。當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后，現(xiàn)代出租車(chē)計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了，它可以完成計(jì)程、計(jì)價(jià)、顯示等基本工

9、作。單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。出租車(chē)計(jì)價(jià)器在最初使用時(shí)具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計(jì)價(jià)，要求精度高、靠性好，隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)計(jì)價(jià)器的不斷改進(jìn)和完善，便產(chǎn)生了諸多的附加功能。例如: (1) LED顯示功能 數(shù)碼管的使用讓計(jì)價(jià)器實(shí)現(xiàn)多屏顯示的功能，可同時(shí)顯示各項(xiàng)營(yíng)運(yùn)數(shù) 據(jù)，使乘客一目了然； (2) 永久時(shí)鐘功能 在非營(yíng)運(yùn)狀態(tài)下，日歷時(shí)鐘芯片的使用使計(jì)價(jià)器可以顯示永久時(shí)鐘； (3) 存儲(chǔ)功能 可存儲(chǔ)多項(xiàng)營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)，便于查詢(xún)。新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的應(yīng)用使得計(jì)價(jià)器的營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)在掉電情況下還可以保存； (4) 語(yǔ)音功能 實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音甘影渝及語(yǔ)音提示等?？梢哉f(shuō)計(jì)價(jià)器的發(fā)展史

10、反應(yīng)了現(xiàn)代科技的發(fā)展史。 雖然用單片機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在了不少的缺點(diǎn)，如： (1) 在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，計(jì)價(jià)器很容易出故障，例如硬件上損壞、計(jì)價(jià)不準(zhǔn)確； (2) 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的亂加單價(jià)問(wèn)題 出租車(chē)所計(jì)單價(jià)分白天單價(jià)和夜間單價(jià)，晝夜單價(jià)的轉(zhuǎn)換就是依據(jù)日歷時(shí)鐘芯片內(nèi)部時(shí)鐘數(shù)據(jù)進(jìn)行的。但在使用中我們發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)出租車(chē)計(jì)價(jià)器都存在有亂報(bào)單價(jià)的問(wèn)題，同時(shí)在加價(jià)上也出現(xiàn)晝夜單價(jià)相互加錯(cuò)的問(wèn)題。 (3) 計(jì)價(jià)器容易被改裝。現(xiàn)在不少地區(qū)出現(xiàn)了計(jì)價(jià)器被私自改裝，方法也多種 多樣，有的可通過(guò)調(diào)整內(nèi)部的可變電阻而改變計(jì)價(jià)器中相應(yīng)的K值，有的通過(guò)外部的遙控器使金額呈一定規(guī)律的增加，乘

11、客稍不注意，便得為乘坐這輛車(chē) 多付些額外的錢(qián)。 (4) 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的抗干擾問(wèn)題 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的運(yùn)行環(huán)境惡劣，通常會(huì)有很多的干擾信號(hào)，例如汽車(chē)啟動(dòng) 時(shí)的干擾信號(hào)相當(dāng)大。雖然現(xiàn)在有很多抗干擾措施，但是，在反反復(fù)復(fù)多次的干擾下，計(jì)價(jià)器難免會(huì)出錯(cuò)，甚至損壞。 在工業(yè)控制過(guò)程中，繼電接觸器控制系統(tǒng)因其沒(méi)有運(yùn)算、處理、通訊等功能，而不能完成復(fù)雜的控制方式，20世紀(jì)60年代可編程控制器（Programmable Logic Controller簡(jiǎn)稱(chēng)PLC）應(yīng)運(yùn)而生，PLC是一種專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，它將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，成為實(shí)現(xiàn)單機(jī)、車(chē)間、

12、工廠自動(dòng)化的核心設(shè)備，具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、組合靈活、維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，其控制功能由簡(jiǎn)單的邏輯控制、順序控制發(fā)展為復(fù)雜的連續(xù)控制和過(guò)程控制，成為自動(dòng)化領(lǐng)域的三大技術(shù)支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。 PLC本就是為在工業(yè)控制中而設(shè)計(jì)的，因此，它可以在很惡劣的環(huán)境下正常工作，其壽命至少在5年以上 ，并且它本身的抗干擾性能也相當(dāng)卓越，對(duì)于汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)的高電壓干擾信號(hào)根本沒(méi)有影響。同時(shí)，PLC中的指令功能強(qiáng)大，就其內(nèi)部構(gòu)成來(lái)說(shuō)，本身就相當(dāng)于是一套完整的單片機(jī)系統(tǒng)，完全可以完成單片機(jī)所能完成的功能。 因此，研究PLC出租車(chē)計(jì)價(jià)器是具有很高的現(xiàn)實(shí)意義的。 參

13、考文獻(xiàn)： ⑴．PLC原理與應(yīng)用，齊從謙，機(jī)械工業(yè)出版社，2005 ⑵．PLC編程實(shí)用指南，宋伯生，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 ⑶．PLC應(yīng)用技術(shù)，徐國(guó)林，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 ⑷．可編程邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用，高書(shū)莉，郵電出版社，2001 ⑸． 寧 波 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論

14、文）題目： 基于PLC出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱(chēng)： 電子與信息工程學(xué)院 專(zhuān)

15、 業(yè)： 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)051班 學(xué) 生 姓 名： 呂正躍 學(xué)號(hào)： 0318145 指 導(dǎo) 教 師： 余輝晴 2008年 2月 19日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告 1．本課題的選題依據(jù)和研究意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我所做的課題是“出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)”。 隨著社會(huì)的發(fā)展，出租車(chē)已經(jīng)同城市居民的日常生活息息相關(guān)，其便捷、舒適的特點(diǎn)使之

16、成為目前世界各個(gè)城市的主要運(yùn)輸方式之一。出租車(chē)運(yùn)輸是一種常見(jiàn)的運(yùn)輸方式，因此，出租車(chē)的收費(fèi)問(wèn)題也自然成了我們所關(guān)心的話(huà)題，為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們把計(jì)價(jià)器應(yīng)用到了出租車(chē)上。 計(jì)價(jià)器作為出租車(chē)的一個(gè)重要組成部分，關(guān)系著出租車(chē)司機(jī)和乘客雙方利益，起著重要的作用，因此，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)廣大出租車(chē)司機(jī)和乘客來(lái)說(shuō)是很必要的。目前市場(chǎng)上大多用的是基于單片機(jī)控制的計(jì)價(jià)器，雖然其性能較穩(wěn)定，但在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行工作中，也很容易出現(xiàn)故障，而且其維修費(fèi)用也頗高，據(jù)寧波一些司機(jī)的修理單據(jù)顯示，更換一個(gè)塑料齒輪的價(jià)錢(qián)為50元，一個(gè)集成板的個(gè)別元件損壞，質(zhì)監(jiān)局一般采取的措施都是換掉整塊板，收費(fèi)150元、300元，這種

17、價(jià)格難免讓人無(wú)法接受。 在自動(dòng)化控制領(lǐng)域，PLC是一種重要的控制設(shè)備。2003年，中國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模達(dá)26.8億人民幣，小型PLC占64%，由于中國(guó)制造業(yè)的高速發(fā)展，市場(chǎng)未來(lái)可望保持年15%的增長(zhǎng)率，2004年，中國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模大約在30多億人民幣，推廣和普及PLC技術(shù)對(duì)提高我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化水平及生產(chǎn)效率具有十分重要的意義。用PLC設(shè)計(jì)的出租車(chē)計(jì)價(jià)器功能強(qiáng)大，性能較單片機(jī)控制的更為穩(wěn)定，不易出現(xiàn)故障，靈活性好、可靠性高。 2．本課題的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 1911年美汽車(chē)公司引進(jìn)的法國(guó)雷諾牌汽車(chē)裝有計(jì)價(jià)器。這種計(jì)價(jià)器，按實(shí)用行駛英里計(jì)費(fèi)，路程及車(chē)價(jià)均可顯示，計(jì)費(fèi)起碼1英里，以后以每1/4英里

18、遞增計(jì)費(fèi)。這種計(jì)價(jià)器此后在上海未推廣應(yīng)用。上海解放后，采取以里程計(jì)費(fèi)，依據(jù)路碼表記錄的實(shí)際行駛公里。但憑路碼表結(jié)算車(chē)費(fèi)依據(jù)單一，且有誤差。 1985年上海市錦藝微電腦廠和上海興達(dá)數(shù)字儀器廠在上海工業(yè)大學(xué)、上海市出租汽車(chē)公司科研室等有關(guān)科研單位的支持配合下，設(shè)計(jì)試制了上海第一代SJQ—JY—I型和ATM—6B型汽車(chē)電腦式計(jì)價(jià)器，1986年8月通過(guò)鑒定，同年9月獲得上海市標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量局頒發(fā)的《中華人民共和國(guó)制造計(jì)量器具許可證》并正式投產(chǎn)。 在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，市客管處會(huì)同市計(jì)量局有關(guān)部門(mén)制訂了《上海市出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，提出了具體的設(shè)計(jì)要求、檢驗(yàn)條件和與之相配套的檢測(cè)手段。上海滬光電表廠投入

19、了第二代計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)生產(chǎn)。 1989年9月，上海第二電表廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)了全國(guó)第一臺(tái)具有打印裝置功能的計(jì)價(jià)器。此時(shí)形成了計(jì)價(jià)器多家生產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)局面，各廠不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)，先后又 開(kāi)發(fā)了第三代、第四代功能齊全的計(jì)價(jià)器。上海第二電表廠生產(chǎn)的計(jì)價(jià)器還進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，遠(yuǎn)銷(xiāo)泰國(guó)、西班牙、日本等國(guó)家和香港。計(jì)價(jià)器的全面推廣使用，促進(jìn)了服務(wù)質(zhì)量的提高也有利于行業(yè)管理和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理。 近年，上海市出租汽車(chē)公司研制成功使用IC卡（Integrated Circuit Card）又稱(chēng)“智能卡”的計(jì)價(jià)器。這種IC卡分兩類(lèi)。一類(lèi)是用于支付車(chē)費(fèi)的卡，乘客 持有這種預(yù)先支付若干金額購(gòu)得的乘車(chē)卡，在到達(dá)目的地下車(chē)前插入計(jì)價(jià)器，

20、即可結(jié)算車(chē)費(fèi)，并在計(jì)價(jià)器顯示屏上反映乘車(chē)卡上的余額，同時(shí)小型打印機(jī)可打出本次業(yè)務(wù)費(fèi)用結(jié)算情況。另一類(lèi)是司機(jī)卡，作為企業(yè)管理用，每個(gè)營(yíng)業(yè)司機(jī)人手一卡。司機(jī)卡能控制計(jì)價(jià)器進(jìn)入、退出營(yíng)業(yè)狀態(tài)，并記錄駕駛車(chē)輛的車(chē)號(hào)、司機(jī)工號(hào)、脈沖設(shè)置值、開(kāi)機(jī)時(shí)間、關(guān)機(jī)時(shí)間、當(dāng)班營(yíng)業(yè)累計(jì)數(shù)據(jù)、當(dāng)班各次業(yè)務(wù)詳細(xì)數(shù)據(jù)。每次業(yè)務(wù)包括上車(chē)日期、時(shí)間、下車(chē)時(shí)間、單價(jià)、計(jì)價(jià)里程、計(jì)價(jià)時(shí)間、車(chē)費(fèi)金額、IC卡卡號(hào)、IC卡原額、車(chē)次間空駛里程等內(nèi)容。每張司機(jī)卡可以記錄最多80次的詳細(xì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)量為2K字節(jié)。每個(gè)駕駛員在上班時(shí)必須持本人司機(jī)卡打開(kāi)計(jì)價(jià)器，使計(jì)價(jià)器進(jìn)入營(yíng)業(yè)準(zhǔn)備工作狀態(tài)，然后只要操作空車(chē)燈即可進(jìn)入或退出載客狀態(tài)。當(dāng)1個(gè)班次

21、的營(yíng)業(yè)結(jié)束，駕駛員持司機(jī)卡進(jìn)行結(jié)賬（數(shù)據(jù)傳遞），將記錄在計(jì)價(jià)器內(nèi)的各種有關(guān)數(shù)據(jù)傳送及記錄到該司機(jī)卡上，即關(guān)斷計(jì)價(jià)器。 目前，一種新型的出租車(chē)計(jì)價(jià)器——出租車(chē)稅控計(jì)價(jià)器正在發(fā)展中，已有部分地區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)使用。 可以展望，今后的出租車(chē)計(jì)價(jià)器功能將會(huì)具有更高的精確性、可靠性及更完善的功能。 3．本課題擬解決的主要問(wèn)題 運(yùn)用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)并制作出租車(chē)計(jì)價(jià)器，要求實(shí)現(xiàn)市面上的出租車(chē)計(jì)價(jià)器的基本功能;根據(jù)行程進(jìn)行計(jì)價(jià)。計(jì)算里程、金額并顯示金額；超出基價(jià)公里數(shù)費(fèi)用另計(jì)；超出免費(fèi)停車(chē)時(shí)間費(fèi)用另計(jì)；到終點(diǎn)時(shí)顯示總額，按四舍五入取整數(shù). 4．本課題研究步驟、方法和研究措施 在確定選擇這個(gè)課題后，首先要做

22、的就是查閱大量的書(shū)籍、資料，了解本課題現(xiàn)階段的研究發(fā)展?fàn)顩r，熟悉出租車(chē)計(jì)價(jià)器的工作方式及現(xiàn)有的出租車(chē)計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)； 其次，熟練掌握PLC的指令功能，在參閱文獻(xiàn)資料的同時(shí)，確定自己的基本設(shè)計(jì)步驟，同時(shí)參照現(xiàn)有的單片機(jī)控制的出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)方案，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、開(kāi)拓思路、進(jìn)行比較，初步構(gòu)思課題的工作流程圖； 在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)工作流程圖，再根據(jù)其設(shè)計(jì)梯形圖以及編寫(xiě)程序。調(diào)試程序、修改程序，直至實(shí)現(xiàn)各步功能； 進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的計(jì)算、選擇、制作。 最后，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)過(guò)程，加上對(duì)前期資料的整理和修改加工，確定論文的中心及重點(diǎn)，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，經(jīng)反復(fù)修改直至最終定稿。 5．本課題研究工作進(jìn)

23、度 進(jìn)度安排： 1-3周： 檢索、消化資料、調(diào)研出租車(chē)計(jì)價(jià)現(xiàn)狀、完成開(kāi)題報(bào)告； 4-5周： 確定初步設(shè)計(jì)方案； 6-8周： 設(shè)計(jì)程序流程圖、程序梯形圖、程序指令，I/0元件分配表； 9-10周： 程序調(diào)試、硬件設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試； 11-12周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)并上交畢業(yè)論文初稿 13-14周：完成并上交畢業(yè)論文定稿。； 15-16周：周系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)收并答辨 6．設(shè)計(jì)（論文）提綱 1、論述總體方案設(shè)計(jì)； 2、論述程序流程圖； 3、論述軟件設(shè)計(jì)，介紹流程圖； 4、論述硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試過(guò)程； 5、介紹軟件使用說(shuō)明。 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

24、選題任務(wù)進(jìn)行了較細(xì)致的探討，提出的方案和措施較具體，研究方法可行，難度和工作量適中，選題具有一定的應(yīng)用開(kāi)發(fā)價(jià)值，同意開(kāi)題。 指導(dǎo)教師： 余輝晴　 2008年03月10日 教研室審核意見(jiàn)： 教研室主任： （親筆簽名） 年 月 日 寧 波 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目：

25、 基于PLC 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱(chēng)： 電子與信息工程學(xué)院 專(zhuān)

26、 業(yè)： 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 班 級(jí)： 計(jì)控 051班 學(xué) 號(hào)： 0318145 姓 名： 呂正躍 指 導(dǎo) 教 師： 余輝晴 定稿日期： 2008 年 4

27、月 28 日 摘要 本文具體介紹了如何使用PLC設(shè)計(jì)出租車(chē)計(jì)價(jià)器。出租車(chē)計(jì)價(jià)器是安裝在出租汽車(chē)上的專(zhuān)用計(jì)量?jī)x器，能連續(xù)累加，并指示出行程中任一時(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用總額數(shù)及出租車(chē)行駛的里程。作為出租車(chē)的一個(gè)重要組成部分，計(jì)價(jià)器關(guān)系著出租車(chē)運(yùn)營(yíng)方和乘客的雙方利益，起著重要的作用。 ABSTRACT This article mainly introduced how to design the rental car mileage fare meter with PLC.The taxi mileage fare meter is a special-purpose

28、gaging instrument which installs on the taxi, it can accumulate continuously, and instructs in the travelling schedule no matter what a time passenger accrued expenditure total fixed number and rental car travel course. As a rental car important constituent, the mileage fare meter is relating the re

29、ntal car operation side and passengers bilateral benefit, is playing the vital role. 關(guān)鍵詞：出租車(chē)計(jì)價(jià)器,計(jì)量?jī)x器,PLC控制 KEYWORDS：taxi fare meter,gaaing instrument,PLC control 目錄 一.引言 …………………………………………………… 1．1出租車(chē)計(jì)價(jià)器的發(fā)展概況………………………………………… 1．2課程設(shè)計(jì)來(lái)源和現(xiàn)狀……………………………………………… 二總體方案設(shè)計(jì)………………………………………… 2.1

30、出租車(chē)計(jì)價(jià)器的計(jì)價(jià)原理………………………………… 2.2 計(jì)價(jià)器的計(jì)程方法………………………………………… 2.3 計(jì)價(jià)器的計(jì)時(shí)方法…………………………………………… 2.4 寧波市出租車(chē)計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)……………………………… 2.5 計(jì)價(jià)器工作流程圖…………………………………………… 2.6 I/O分配表…………………………………………………… 2.7 PLC的選型…………………………………………………… 三．軟件設(shè)計(jì)……………………………………………… 3.1 程序梯形圖………………………………………………… 3.2 程序語(yǔ)句………………………………………………………

31、四．硬件設(shè)計(jì)……………………………………………… 4.1 元器件介紹………………………………………………… 4.2 主電路的設(shè)計(jì)……………………………………………… 五.系統(tǒng)調(diào)試與檢測(cè)………………………………………… 六.參考文獻(xiàn)…………………………………………………… 七.致謝…………………………………………………………… 八.產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)………………………………………… 一.引言 1.1 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的發(fā)展概況 出租車(chē)計(jì)價(jià)器最早出現(xiàn)在我國(guó)是在1911年，當(dāng)時(shí)，美國(guó)汽車(chē)公司引進(jìn)的法國(guó)雷諾牌汽車(chē)就裝有計(jì)價(jià)器，這種計(jì)價(jià)器，按實(shí)用行駛英里計(jì)費(fèi)，路程及車(chē)價(jià)均可顯示，計(jì)費(fèi)起碼1英里

32、，以后以每1/4英里遞增計(jì)費(fèi)。由于各種原因，這種計(jì)價(jià)器此后在上海未推廣應(yīng)用 出租車(chē)行業(yè)在我國(guó)是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè)，隨著出租車(chē)的產(chǎn)生，計(jì)價(jià)器也就應(yīng)運(yùn)而生。但當(dāng)時(shí)在全國(guó)還沒(méi)有一家企業(yè)能夠生產(chǎn)，因此早期的計(jì)價(jià)器是由臺(tái)灣引進(jìn)的。我國(guó)第一家生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)是重慶市起重機(jī)廠，最早的計(jì)價(jià)器全部采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)，早期的計(jì)價(jià)器就是一個(gè)里程表。 臺(tái)灣是計(jì)價(jià)器的主要生產(chǎn)場(chǎng)地，目前全世界的計(jì)價(jià)器中有90%為臺(tái)灣所生產(chǎn)?，F(xiàn)今我國(guó)生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百家，但由于技術(shù)原因，大部分廠家的產(chǎn)品都不能達(dá)標(biāo)，因此生產(chǎn)廠家主要還是集中在北京、上海、沈陽(yáng)和廣州。 近年來(lái)，隨著改革開(kāi)放的深

33、入，市場(chǎng)日益繁榮，作為現(xiàn)代都市象征之一的出租汽車(chē)得到蓬勃發(fā)展。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，促使出租汽車(chē)越來(lái)越普及。與此相應(yīng)，人們對(duì)出租汽車(chē)的合理收費(fèi)也提出越來(lái)越高的要求。因此，出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器得到人們的日益重視，已成為必不可少的營(yíng)運(yùn)專(zhuān)用設(shè)施。不僅受到客運(yùn)管理部門(mén)的監(jiān)督，同時(shí)還受到國(guó)家計(jì)量機(jī)關(guān)定期的強(qiáng)制檢定。出租車(chē)計(jì)價(jià)器已成為乘客和駕駛員之間公正合理收費(fèi)的依據(jù)，起到雙方“公平秤”的作用。 隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，出租車(chē)計(jì)價(jià)器已發(fā)展到了第三代，這種計(jì)價(jià)器集稅控、IC卡、計(jì)價(jià)、自動(dòng)打印等功能于一體，乘客卡、司機(jī)卡、管理卡三類(lèi)IC卡，分別用于運(yùn)費(fèi)支付、營(yíng)運(yùn)鎖定、營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)采集和營(yíng)運(yùn)結(jié)算，現(xiàn)在很多地區(qū)都在

34、推行這種稅控計(jì)價(jià)器。 1.2課程設(shè)計(jì)來(lái)源和現(xiàn)狀 出租車(chē)計(jì)價(jià)器是安裝在出租汽車(chē)上的專(zhuān)用計(jì)量?jī)x器，能連續(xù)累加，指示出行程中任一時(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用總額數(shù)，作為出租車(chē)的一個(gè)重要組成部分，計(jì)價(jià)器關(guān)系著出租車(chē)司機(jī)和乘客雙方利益，起著重要的作用，因此，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)廣大出租車(chē)司機(jī)朋友來(lái)說(shuō)是很必要的。 目前市場(chǎng)上大多用的是基于單片機(jī)控制的計(jì)價(jià)器，雖然其性能較穩(wěn)定，但在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行工作中，也很容易出現(xiàn)故障。因此，研究具有更高性能的計(jì)價(jià)器具有著非常高的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。 二 總體方案設(shè)計(jì) 出租車(chē)計(jì)價(jià)器是安裝在出租汽車(chē)上的專(zhuān)用計(jì)量?jī)x器，作用是顯示出出租車(chē)行駛的

35、里程和乘客所需要付的金額，具有良好性能的計(jì)價(jià)器是乘客和司機(jī)都希望的。 2.1 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的計(jì)價(jià)原理 乘客應(yīng)付的金額值是路程和時(shí)間的函數(shù)，計(jì)程和計(jì)時(shí)是計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)的依據(jù)，為方便起見(jiàn)，計(jì)程劃分為起程和續(xù)程兩部分，計(jì)時(shí)也分起始時(shí)間和后續(xù)時(shí)間。起程、續(xù)程值和起始時(shí)間、后續(xù)時(shí)間值的大小，一般由當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)部門(mén)（如客運(yùn)交通管理、物價(jià)部門(mén)）視當(dāng)?shù)刂T因素如城市大小、交通情況、生活和物價(jià)水平等確定，通常起程、起始時(shí)間大于續(xù)程、后續(xù)時(shí)間。起程內(nèi)的車(chē)費(fèi)通稱(chēng)為基本車(chē)費(fèi)、基價(jià)或起步價(jià)，乘客乘車(chē)計(jì)程不足基價(jià)里程是按基價(jià)收費(fèi)，超過(guò)基價(jià)里程時(shí)超出部分按后續(xù)單價(jià)累計(jì)；計(jì)價(jià)器設(shè)定有免費(fèi)等候時(shí)間，即運(yùn)營(yíng)時(shí)乘客要求停車(chē)免費(fèi)等候時(shí)

36、間，超過(guò)免費(fèi)等候時(shí)間按等候單價(jià)累計(jì)收費(fèi)。計(jì)價(jià)器按照一定間隔作跳躍式變化（例如圖2.1），顯示金額。 圖2.1 出租車(chē)的行進(jìn)狀態(tài)分為兩種：一種是在沒(méi)有乘客情況下的狀態(tài)，稱(chēng)為空車(chē)；一種是在有乘客情況下的狀態(tài)，稱(chēng)為重車(chē)。出租車(chē)上備有一個(gè)空車(chē)牌標(biāo)志，當(dāng)處于空車(chē)情況下時(shí)，空車(chē)牌翻上，此時(shí)計(jì)價(jià)器不計(jì)價(jià)；當(dāng)有乘客上車(chē)時(shí)，首先翻下空車(chē)牌，表示重車(chē)，然后計(jì)營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)。 計(jì)價(jià)器是按計(jì)程和計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)的，它可以有兩種不同的計(jì)價(jià)方式：一種叫做時(shí)距并計(jì)式，是指重車(chē)時(shí)等候時(shí)間和里程同時(shí)收費(fèi)；另一種叫做時(shí)距分離式，是指重車(chē)時(shí)等候時(shí)間和里程分開(kāi)收費(fèi)。一般認(rèn)為時(shí)距分離式計(jì)價(jià)對(duì)乘客有利，時(shí)距并計(jì)式

37、對(duì)經(jīng)營(yíng)者有利，從采用的情況來(lái)看，世界上大多數(shù)國(guó)家采用時(shí)距并計(jì)式。在時(shí)距并計(jì)式收費(fèi)方式下，切換速度是計(jì)價(jià)器從計(jì)程收費(fèi)轉(zhuǎn)換為時(shí)距并計(jì)收費(fèi)的車(chē)速切換點(diǎn)，切換速度是對(duì)時(shí)距并計(jì)式計(jì)價(jià)器而言的，而對(duì)時(shí)距分離式計(jì)價(jià)器，由于計(jì)價(jià)時(shí)不需要進(jìn)行速度判別，也就不存在切換速度的問(wèn)題。 2.2 計(jì)價(jià)器的計(jì)程方法 現(xiàn)有的單片機(jī)式計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)方法是首先累計(jì)汽車(chē)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，然后將圈數(shù)乘以輪胎周長(zhǎng)得到行駛的里程。在此次設(shè)計(jì)中，采用的計(jì)程方法略有不同：首先按輪胎周長(zhǎng)計(jì)算好每公里車(chē)輪要轉(zhuǎn)的圈數(shù)，因?yàn)槔m(xù)乘部分的基本里程為1公里，1公里就成為一個(gè)關(guān)鍵值，因此，程序中只需要比較其是否到達(dá)一公里所需的圈數(shù)，若達(dá)到該值，便將里程寄存器

38、中的內(nèi)容加上1，采用這種方法可以有效的防止誤差的累積。 2.3 計(jì)價(jià)器的計(jì)時(shí)方法 計(jì)時(shí)是指營(yíng)運(yùn)時(shí)乘客要求等候時(shí)的時(shí)間計(jì)算，按找計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，1分鐘為一個(gè)基本單位，因此可以設(shè)計(jì)一個(gè)1分鐘的振蕩程序，每到一分鐘，將時(shí)間寄存器中的內(nèi)容加1。 2.4 寧波市出租車(chē)計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 本文按照寧波市2005年11月30日起新執(zhí)行的計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的普通型設(shè)計(jì)。其相關(guān)計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下： 基價(jià)里程為3公里，起租金額為8元，每公里租價(jià)為每車(chē)1.80元，車(chē)輛在營(yíng)運(yùn)時(shí)乘客要求停車(chē)等候的免費(fèi)等候時(shí)間為5分鐘，超過(guò)5分鐘的按每分鐘0.40元計(jì)收（出租車(chē)司機(jī)如遇上述情況，按鍵計(jì)費(fèi)），車(chē)輛拋錨、路阻、肇事、待渡等不屬于乘客原因造

39、成的停車(chē)等候，不得向乘客收取等候費(fèi)，凡23時(shí)至次日5時(shí)前租用客運(yùn)出租車(chē)的，每公里加收0.20元，超過(guò)基價(jià)公里和免費(fèi)等候時(shí)間計(jì)程和計(jì)時(shí)金額按實(shí)際四舍五入到元（即當(dāng)乘客乘足或等候時(shí)間足0.5元時(shí)起跳為1元），計(jì)價(jià)器顯示金額為整元。 2.5 計(jì)價(jià)器工作程序流程圖 2.6 I/O分配表 表2.1 I/O分配表 X0 空車(chē)牌 D12 等候時(shí)間 D24 續(xù)程單價(jià) Y24-Y27 里程百位 X1 輪胎手動(dòng)脈沖 D13 等候金額 D25 等候單價(jià) 備注：當(dāng)里程及金 額的較高位為零時(shí)， Y4-Y27相應(yīng)的輸出 點(diǎn)將作為消隱信號(hào) 輸出。 X2 開(kāi)始等候 D15

40、總額暫存 D26 時(shí)間（時(shí)） X3 計(jì)算總額 D16 總額（角） Y0-Y3 金額個(gè)位 X4 輪胎自動(dòng)脈沖 D17 總額（元） Y4-Y7 金額十位 D8 超出基價(jià)的金額 D18 總額（角）余數(shù) Y10-Y13 金額百位 D10 輪胎圈數(shù) D19 顯示的里程 Y14-Y17 里程個(gè)位 D11 行駛里程 D23 起步價(jià) Y20-Y23 里程十位 圖2.2 程序流程圖 2.7 PLC的選型 PLC是一種通用工業(yè)控制裝置，功能的設(shè)置總是面向大多數(shù)用戶(hù)的。眾多PLC產(chǎn)品既給用戶(hù)提供了廣闊的選擇余地。 PLC的選用不同于繼電器接

41、觸器控制系統(tǒng)的元件的選用，它在應(yīng)用設(shè)計(jì)的開(kāi)始即可根據(jù)工藝提供的資料及控制要求等預(yù)先進(jìn)行。本文從以下幾個(gè)放面考慮PLC的選型。 2.7.1 成本的考慮 目前，工業(yè)控制上所用到的PLC大致有三菱、歐姆龍、西門(mén)子三大類(lèi)。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，成本是一項(xiàng)很重要的考慮因素，因此在保證系統(tǒng)質(zhì)量的前提下，要盡可能地減少成本。相比之下，三菱PLC的價(jià)格較其它兩類(lèi)更為實(shí)惠。 2.7.2 功能上的需求 PLC的選型基本原則是滿(mǎn)足控制系統(tǒng)的功能需要?？刂葡到y(tǒng)需要什么功能，就選擇具有什么樣功能的PLC。當(dāng)然也要兼顧維修、備件的通用性。對(duì)于小型單機(jī)僅需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備，一般的小型PLC都可以滿(mǎn)足要求。 到了90年

42、代，小型、中型和大型PLC已普遍進(jìn)行PLC與PLC、PLC與上位機(jī)的通信與聯(lián)網(wǎng)，具有數(shù)據(jù)處理、模擬量控制等功能，例如三菱的FX2與P X2C系列小型PLC。對(duì)于設(shè)計(jì)出租車(chē)計(jì)價(jià)器，需要有數(shù)據(jù)處理能力及邏輯控制功能，另外，在設(shè)計(jì)中加進(jìn)了晝夜單價(jià)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，也就是用到了特殊功能（時(shí)鐘），對(duì)此，F(xiàn)X2型PLC是一個(gè)比較好的選擇。 2.7.3 I/O 點(diǎn)數(shù)的確定 根據(jù)課題控制要求及它需要的I/O點(diǎn)數(shù)，F(xiàn)X2N-48MR型PLC有足夠的點(diǎn)數(shù)來(lái)完成出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)。 2.7.4 程序存儲(chǔ)器容量的選擇 PLC的程序存儲(chǔ)容量通常以字或步為單位。例如叫1K字、4K步等叫法。PLC的程序步是由一個(gè)字構(gòu)成的，

43、即每個(gè)程序步占一個(gè)存儲(chǔ)器單元。 大多數(shù)PLC的存儲(chǔ)器采用模塊式的存儲(chǔ)器卡盒，同一型號(hào)的PLC可以選配不同容量的存儲(chǔ)器卡盒，實(shí)現(xiàn)可選擇的多種用戶(hù)存儲(chǔ)器的容量，例如FX2型PLC可以有2K步、8K步等。 根據(jù)本課題的控制要求及流程圖可大致估算出：程序步數(shù)應(yīng)為幾百步。因此三菱FX2系列的PLC擁有足夠的空間來(lái)存儲(chǔ)程序。 2.7.5 PLC的可靠性選擇 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的工作環(huán)境較惡劣，因此對(duì)PLC的性能上有一定的要求。通過(guò)了解，三菱PLC的性能比較好。 綜上所述，并結(jié)合實(shí)際情況，最終選用三菱FX2N-48MR型PLC，編程工具使用FX-20P型簡(jiǎn)易編程器。 三．軟件設(shè)計(jì) 3.1 程序梯

44、形圖 3.2 程序語(yǔ)句 0 LD X0 62 LD T204 118 ANI M12 1 ZRST 40 63 OUT T205 119 OUT T10 Y0 K2 K50 Y20 66 OUT M11 122 LD T10 6 ZRST 40 67 LD X1 123 INCP 24 D8 68 OR M11 D12 D22 69 ANI X2 126 OUT M12 11 ZRST 40 70 INCP

45、24 127 LD M12 M0 D10 128 ANI M26 M30 73 PLS M10 129 CMP 10 16 MOV 12 75 LD M10 K5 K80 76 CMP 10 D12 D23 K50 M23 21 MOV 12 D10 136 LD M24 K18 M0 137 OR M25 D24 83 LD M1 138 OR M26 26 MOV 12 84 IN

46、CP 24 139 OUT M26 K4 D11 140 LD M26 D25 87 RST D10 141 SUBP 21 31 MOV 12 90 LDI M16 D12 D8015 91 CMP 10 K5 D26 K3 D12 36 ZCP 11 D11 148 OUT M30 K5 M3 149 LD M30 K23 98 LD M4 150 MUL 22 D26 99

47、 ANI M16 D25 M27 100 OUT M9 D12 45 LD M27 101 RST D11 D13 46 OR M29 104 LD M9 157 LD X3 47 MOV 12 105 OR M16 158 ADD 20 K86 106 ANI X0 D8 D23 107 OUT M16 D23 52 MOV 12 108 LD M16 D15 K20 109 MUL 22 165 OUT

48、 T200 D24 D24 K1 57 LD X4 D11 169 ADD 20 58 ANI T205 D8 D13 59 OUT T204 116 LD X2 D15 K2 117 ANI M10 D16 176 OUT T203 213 OR X0 247 ANI Y11 K1 214 ADD 20 248 ANI Y12 179 LD T203 K3 249 ANI Y13 180

49、 DIV 23 D11 250 BIN 19 D16 D19 D24 K10 221 LD M17 K1Y10 D17 222 ANI X0 255 LDI Y20 187 CMP 10 223 BCD 18 256 ANI Y21 K5 D17 257 ANI Y22 D18 K3Y0 258 ANI Y23 M6 228 BCD 18 259 ANI Y24 194 LD M8 D19

50、 260 ANI Y25 195 AND X3 K3Y14 261 ANI Y26 196 ADD 20 233 LDI Y4 262 ANI Y27 K1 234 ANI Y5 263 BIN 19 D17 235 ANI Y6 D24 D17 236 ANI Y7 K1Y20 203 LDI T0 237 ANI Y10 268 LDI Y24 204 OUT T1 238 ANI Y11 269 ANI Y25 K1 239

51、 ANI Y12 270 ANI Y26 207 LD T1 240 ANI Y13 271 ANI Y27 208 OUT T0 241 BIN 19 272 BIN 19 K2 D24 D24 211 OUT M17 K1Y4 K1Y24 212 LD M4 246 LDI Y10 277 END 程序語(yǔ)句是由梯形圖轉(zhuǎn)化而來(lái)，主要意思說(shuō)明如下： 第1到第11步是在運(yùn)行前對(duì)相應(yīng)的輸出點(diǎn)、數(shù)據(jù)寄存器、輔助繼電器進(jìn)行清零；第16到第31步是對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行賦值，例如

52、D23中存放的是起步價(jià)，D24中存放的是續(xù)程單價(jià)，D25中存放的是等候續(xù)時(shí)的單價(jià)，D26中存放的是起租時(shí)的時(shí)間（時(shí)）；第36到第52步是比較是否在晝夜單價(jià)轉(zhuǎn)換的時(shí)間段內(nèi)，如是，則在單價(jià)上作相應(yīng)的調(diào)整，如不是則按原來(lái)的程序進(jìn)行；第57到第68步是在模擬運(yùn)行時(shí)的兩種輪胎圈數(shù)脈沖產(chǎn)生方式，其中一種是頻率為150次/分鐘的自動(dòng)脈沖，另一種則是手撥開(kāi)關(guān)，每撥動(dòng)一次代表輪胎轉(zhuǎn)一圈，兩種方式可自由選擇；第70到第109步為正常行駛時(shí)的里程計(jì)算和續(xù)程部分金額的計(jì)算，其中第76到第87步是比較輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)是否到達(dá)一公里所需的圈數(shù)（K的相應(yīng)值，為了調(diào)試及演示時(shí)方便，此處K值設(shè)為50，實(shí)際中 k=1km/c,c為輪

53、胎周長(zhǎng)），若到達(dá)，則在里程寄存器中加1，同時(shí)對(duì)D10清零，以便再次累計(jì)，第90到第107步為比較行駛里程是否到達(dá)基價(jià)里程數(shù)，若到達(dá)，則對(duì)里程寄存器D11清零， M16及其聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)讓其只比較一次，以正確累計(jì)續(xù)程部分里程，第109步是計(jì)算續(xù)程部分的金額；第116到第150步為中途停車(chē)等待時(shí)的計(jì)時(shí)及計(jì)費(fèi)，第119步是比較是否到達(dá)免費(fèi)等候的時(shí)間（為了調(diào)試及演示的方便，此處K值設(shè)為50，實(shí)際中應(yīng)設(shè)為5分鐘即K=3000）。每到一分鐘，在時(shí)間寄存器中加1，當(dāng)?shù)群蚪Y(jié)束并時(shí)間大于5分鐘時(shí)，計(jì)算超出部分的時(shí)間并計(jì)算相應(yīng)的金額；第157到第228步是分步計(jì)算出總金額并完成單位轉(zhuǎn)換，以及顯示金額和里程；第233到第

54、272步是在金額和里程的較高位為零時(shí)對(duì)相應(yīng)的數(shù)碼管進(jìn)行消隱。 四 硬件設(shè)計(jì) 4.1 元器件介紹 4.1.1 七段數(shù)碼顯示管 LED數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，圖4.2(a)所示為共陰管的電路，圖4.2(b)為共陰型數(shù)碼管的引出腳功能圖。 (b) 引腳圖 (a) 共陰連接（“1”電平驅(qū)動(dòng)） 圖4.2 LED數(shù)碼管 4.1.2 電阻的選擇 在數(shù)碼管的前面需要接合適的電阻進(jìn)行限流，電阻的規(guī)格也有要求，即要能完成限流功能，還要讓通過(guò)的電流足夠點(diǎn)亮數(shù)碼管，同時(shí)，功率不能超過(guò)電阻的額定功率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的元件，這里選擇510歐、0.2

55、5瓦的電阻，據(jù)測(cè)量，通過(guò)的電流能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管（大約6ma），功率上也能符合電阻的額定功率。 4.1.3 CC4511譯碼驅(qū)動(dòng)器 CC4511是共陰型BCD碼鎖存/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，其引腳排列如圖4.1所示。 圖4.1 CC4511引腳排列 其中： A、B、C、D為BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g為譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。 測(cè)試輸入端，=“0”時(shí)，譯碼輸出全為“1”。 為消隱輸入端，=“0”時(shí)，譯碼輸出全為“0”。 LE為鎖定端，LE=“1”時(shí)，譯碼器處于鎖定（保持）狀態(tài)，譯碼輸出保持在LE =“0”時(shí)的數(shù)值，LE=“

56、0”為正常譯碼。 表4.1為CC4511功能表。CC4511內(nèi)接有上拉電阻，故只需在輸出端與數(shù)碼管筆端之間串入限流電阻即可工作。譯碼器還有拒偽碼功能，當(dāng)輸入碼超過(guò)1001時(shí)，輸出全為“0”，數(shù)碼管熄滅。 表4.1 CC4511 功能表 4.2 主電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)要求，計(jì)價(jià)器要顯示金額和里程，也就是要將PLC中相應(yīng)寄存器中的內(nèi)容通過(guò)硬件顯示出來(lái)，根據(jù)4.1中的元件說(shuō)明，可設(shè)計(jì)出總的硬件電路圖如圖4.3所示。 圖4.3中，1、2、3、4、5、6號(hào)元件為4511譯碼驅(qū)動(dòng)芯片，1號(hào)譯碼百位金額，輸入信號(hào)為PLC上的Y13、Y12、Y11、Y10的BCD碼輸出信號(hào)；2號(hào)譯碼十位金額

57、，輸入信號(hào)為PLC上的Y7、Y6、Y5、Y4的BCD碼輸出信號(hào)；3號(hào)譯碼個(gè)位金額，輸入信號(hào)為PLC上的Y3、Y2、Y1、Y0的BCD碼輸出信號(hào)；其中，每個(gè)譯碼器的和端和Vcc端都接高電平（5V電源正極），LE端和Vss端都接低電平（5V電源負(fù)極），；a、b、c、d、e、f號(hào)元件為七段發(fā)光（LED）數(shù)碼管，信號(hào)經(jīng)譯碼器譯碼后，由七個(gè)輸出端經(jīng)限流電阻輸入至數(shù)碼管相應(yīng)端口，該數(shù)碼管為共陰型數(shù)碼管，因此每個(gè)管中都有兩個(gè)端口需要接地（圖中未標(biāo)出），否則數(shù)碼管不能工作。圖中的譯碼器及數(shù)碼管的詳細(xì)資料和功能可參照4.1中的介紹。 根據(jù)實(shí)際情況，當(dāng)金額及里程的較高位為零時(shí)，應(yīng)該不顯示數(shù)值（消隱），由于硬件上

58、的這種接線(xiàn)無(wú)法完成消隱，因此這項(xiàng)功能需在軟件中通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，這個(gè)在軟件設(shè)計(jì)中已作相應(yīng)說(shuō)明。 圖4.3 硬件電路圖 　　　　　　　 五 系統(tǒng)調(diào)試與檢測(cè) 5.1 軟硬件調(diào)試 程序編寫(xiě)完成之后，就要對(duì)所編的程序進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試前先將程序通過(guò)編程器輸入到PLC中，再模擬運(yùn)行同時(shí)監(jiān)控PLC的工作狀態(tài)，以判定是否達(dá)到控制目的。 在調(diào)試期間，我發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題，程序上也作了很大的改動(dòng)，具體情況敘述如下： 第一階段是對(duì)初步的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行調(diào)試。該部分程序完成的功能主要是正常的行駛計(jì)價(jià)，不包括金額、里程的顯示和中途等候計(jì)費(fèi)，按照預(yù)先的設(shè)

59、想，調(diào)試比較成功，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)了幾點(diǎn)不足之處： ⑴ 存放行駛里程的寄存器中的數(shù)值比較大； ⑵ 沒(méi)有完成最終金額的四舍五入功能； ⑶ 系統(tǒng)運(yùn)行前沒(méi)有對(duì)相應(yīng)的寄存器及其它部件復(fù)位。 這些問(wèn)題在調(diào)試中未能解決。第二階段是在第一次的程序基礎(chǔ)上加入了中途等候計(jì)費(fèi)及部分的運(yùn)行前復(fù)位功能，調(diào)試時(shí)較好的解決了⑵、⑶兩個(gè)問(wèn)題，同時(shí)也存在著諸多問(wèn)題： ⑷ 運(yùn)行前雖對(duì)相應(yīng)的寄存器等作了復(fù)位，但用的是RST指令，由于程序中用到的寄存器和輔助繼電器較多，占用的指令步數(shù)也較多，程序不簡(jiǎn)潔； ⑸ 當(dāng)出租車(chē)行駛里程到一定值時(shí)，寄存器出現(xiàn)了溢出； ⑹ 中途等候部分的程序單獨(dú)調(diào)試成功，但在串入之后，原先程序中的幾個(gè)寄

60、存器里的內(nèi)容出現(xiàn)了異常；期間通過(guò)反復(fù)的查找及修改，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題⑹的原因是：等候部分的程序中也用到了寄存器，由于寄存器的安排有點(diǎn)亂，執(zhí)行除法指令時(shí)占用了原來(lái)程序中的個(gè)別寄存器，導(dǎo)致計(jì)算出錯(cuò)。該問(wèn)題已成功解決，但第一階段調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題⑴仍未解決。第三階段調(diào)試期間，經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，對(duì)前面的梯形圖做了完善性的修改，主要內(nèi)容是：原來(lái)計(jì)算里程是按圈計(jì)算的，即輪胎每轉(zhuǎn)一圈，就乘以周長(zhǎng)送入寄存器，PLC中不能輸入小數(shù)，而實(shí)際輪胎周長(zhǎng)往往是小數(shù)，若將其放大10倍或100倍，再加上單價(jià)也需按角為單位計(jì)算，總的算起來(lái)數(shù)據(jù)會(huì)比較大，如果可以將輪胎周長(zhǎng)設(shè)為整數(shù)，又會(huì)發(fā)生誤差累積的問(wèn)題，而現(xiàn)在寧波所執(zhí)行的計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中說(shuō)

61、明，里程1公里是一個(gè)基本的計(jì)量單位，因此，計(jì)程方法改成了現(xiàn)行的按每公里輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)來(lái)計(jì)算，這樣即解決了程序中輪胎周長(zhǎng)設(shè)定的困難，也有效防止了誤差的累積，這樣一來(lái)，問(wèn)題⑴及問(wèn)題⑸也得到了一定的改善，但問(wèn)題⑷仍未有效解決。第四階段調(diào)試時(shí)，將原先的RST復(fù)位指令改成了現(xiàn)行的ZRST成批復(fù)位指令，這樣一來(lái)，大大地減少了指令步數(shù)，有效解決了問(wèn)題⑷，同時(shí)，還加入了顯示功能，用的是七段譯碼指令SEGD，并調(diào)試成功，至此，出租車(chē)計(jì)價(jià)器已初具雛形。但經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，亦發(fā)現(xiàn)了新的問(wèn)題： ⑺ 運(yùn)用SEGD指令雖然可以顯示出數(shù)據(jù)，但在這之前，需要將寄存器中的數(shù)據(jù)分成一個(gè)個(gè)一位數(shù)存放在不同的寄存器中，因?yàn)镾EGD指令只

62、對(duì)低四為進(jìn)行譯碼，而且，每條SEGD指令需占用至少7個(gè)輸出點(diǎn)，而我們所選擇的PLC總共只有24個(gè)輸出點(diǎn)，這樣一來(lái)，便只能顯示金額，為了增加計(jì)價(jià)器的功能，必須尋找更簡(jiǎn)潔的顯示指令。 經(jīng)過(guò)反復(fù)比較PLC的指令功能，最后采用BCD碼轉(zhuǎn)換指令，它很好地解決了上述問(wèn)題，除此之外，還利用了BIN變換指令將數(shù)據(jù)為零的較高位數(shù)碼管進(jìn)行消隱。 之后，經(jīng)過(guò)很多次反復(fù)修改和調(diào)試，終于完成了出租車(chē)計(jì)價(jià)器的軟件設(shè)計(jì)。 軟件完成之后便開(kāi)始了硬件上的調(diào)試，由于電路中所用到的元件比較多，接線(xiàn)也比較復(fù)雜，盡管焊接的時(shí)候非常仔細(xì)，在調(diào)試時(shí)仍出現(xiàn)了很多的問(wèn)題，比如數(shù)碼管顯示不清楚，有的根本不工作，但通過(guò)查手冊(cè)、書(shū)本并反復(fù)仔細(xì)

63、的檢查每個(gè)焊點(diǎn)，問(wèn)題都一一解決了。在完成硬件的單獨(dú)調(diào)試之后，便將PLC與硬件連接，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。雖然軟件硬件單獨(dú)調(diào)試都已成功，但在聯(lián)合調(diào)試中也出現(xiàn)了不少問(wèn)題。剛開(kāi)始數(shù)碼管無(wú)顯示，經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)檢查，發(fā)現(xiàn)是排線(xiàn)的接法錯(cuò)誤，通過(guò)了解排線(xiàn)的結(jié)構(gòu)，重新安排每根線(xiàn)的走向，再次運(yùn)行，數(shù)碼管已能顯示，但是數(shù)值仍有出錯(cuò)，經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的排查測(cè)試，調(diào)試終于成功。 六 參考文獻(xiàn) [1]王兆義.小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [2]盧菊洪,

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66、年的大學(xué)時(shí)光轉(zhuǎn)眼即逝，回顧這三年所學(xué)的知識(shí)，感覺(jué)就像一盤(pán)沙，沒(méi)有用處。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)以前的知識(shí)有了更深層的理解，同時(shí)，設(shè)計(jì)中涉及到了幾門(mén)不同的學(xué)科，這就需要了解兩者之間的相互聯(lián)系，這樣才能將它們結(jié)合起來(lái)使用。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)以前的知識(shí)進(jìn)行了總結(jié)與聯(lián)系，使這些知識(shí)更加地系統(tǒng)化，可以說(shuō)，因?yàn)檫@次畢業(yè)設(shè)計(jì)，以前的知識(shí)才真正的成為是自己的東西，感謝學(xué)校給我們提供這么好的機(jī)會(huì)。 最后，對(duì)一直以來(lái)支持和鼓勵(lì)我的同學(xué)及朋友們表示誠(chéng)摯的謝意，沒(méi)有你們的支持，也就沒(méi)有我的成功！ 八 產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū) 使用說(shuō)明：乘客上車(chē)后翻下空車(chē)牌，表示重車(chē)，計(jì)價(jià)器開(kāi)始工作，數(shù)碼管上顯示車(chē)子行駛里程及乘客所應(yīng)付的金額；中途乘客若要求停車(chē)等候，則接通X2，進(jìn)行等候計(jì)時(shí)，等候時(shí)間超過(guò)免費(fèi)等候的時(shí)間后，所收的費(fèi)用將與等候前的金額相加并顯示在數(shù)碼管上；X3為計(jì)算金額按鈕，一般均為接通，不需要撥動(dòng)；到達(dá)目的地并結(jié)清費(fèi)用后乘客下車(chē)，翻上空車(chē)牌，表示空車(chē)。 該計(jì)價(jià)器量程：里程 0—