【单片机毕业设计】基于 STM32 的出租车霍尔测速计价器设计与实现，基于 STM32 的车载里程计费计时终端系统开发（014101）

bishe7_is_vx

145人浏览 · 2026-07-01 18:11:07

bishe7_is_vx · 2026-07-01 18:11:07 发布

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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的出租车霍尔测速计价器设计与实现
基于 STM32 的车载里程计费计时终端系统开发
基于霍尔传感器的智能出租车计费装置设计
基于 STM32 单片机的车载计时计价显示系统设计
基于 OLED 的出租车多参数计费终端硬件开发
基于 STM32 的分时分段车载计费设备设计与实现
基于霍尔测速的出租车低速附加计费系统研发
基于单片机的车载实时时间里程计价器设计
基于 STM32 的可自定义单价出租车计费终端开发
基于霍尔传感的模拟车载计费硬件系统设计
基于 STM32 的昼夜差异化出租车计价装置实现
基于 OLED 显示的车载速度里程计费终端设计
基于单片机的可调转速模拟车轮计费系统开发
基于 STM32 的多按键车载计费参数调节系统设计
基于霍尔测速模块的出租车综合计费设备研发
基于 STM32F103 的分时计价车载终端设计与实现
基于单片机的实时时钟车载里程计费装置开发
基于霍尔传感的低速附加费计费硬件系统设计
基于 STM32 的出租车起步价分段计费终端开发
嵌入式架构下基于霍尔测速的车载计价系统设计

项目研究背景

城市出行服务行业持续发展，巡游出租车、共享代步车均依赖车载计价设备完成里程核算与费用结算，传统机械式计价设备长期占据市场主流，配套简易单片机计价产品功能存在明显短板。传统计价装置仅支持固定单价里程计费，无法区分昼夜时段差异化收费标准，缺少低速等候附加计费逻辑，测速模块精度不足，且不支持实时时间展示、计费参数自定义修改，人机交互界面单一，仅能简单展示总费用，无法同步实时车速、累计里程等关键数据。同时现有设备大多不支持模拟车轮调试场景，开发调试阶段难以模拟不同行驶速度工况，设备参数修改流程复杂，拓展性较差，无法适配多元化计费规则需求。当前嵌入式单片机、霍尔传感、OLED 显示技术成熟普及，低成本嵌入式方案可实现多维度数据采集与逻辑运算。结合物联网嵌入式技术发展趋势，本课题以 STM32F103C8T6 单片机为核心，集成霍尔测速、实时时钟、按键交互与屏幕显示模块，实现昼夜分级起步价、里程费、低速附加费复合计费逻辑，解决传统计价设备功能单一、计费规则固化、交互性差的痛点，适用于出租车车载终端开发教学与简易车载计费设备落地，具备实际工程应用与课程研究价值。

摘要

本课题以 STM32F103C8T6 单片机为控制核心，设计一款集成霍尔测速、实时时钟、OLED 显示的嵌入式出租车智能计价终端。系统通过霍尔传感器采集模拟电机转速换算行驶速度与累计里程，搭载实时时钟模块区分白天、夜间两套差异化计费标准，实现起步价、里程费、低速等候费复合计价运算。设备配备多按键交互模块，支持实时时间修改、计费单价自定义、模拟车轮转速调节，OLED 屏幕同步展示当前时间、瞬时车速、累计里程与乘车总价。硬件采用电机模拟车轮行驶工况，可自由调节转速模拟不同行车速度；软件分层实现数据采集、计费逻辑运算、屏幕刷新与按键中断处理。课题完成硬件电路搭建、嵌入式程序编写与整机功能调试，最终实现完整车载计价终端功能，可用于简易出租车计费设备开发研究，验证嵌入式单片机在车载计费场景下的落地可行性。

总体方案

一、核心硬件设备清单

STM32F103C8T6 单片机最小系统板
- 硬件作用：系统主控核心，完成霍尔脉冲采集、时钟数据读取、计费逻辑运算、按键中断响应、OLED 屏幕数据输出等全部数据处理工作；
- 选型理由：主流入门级 32 位 ARM 单片机，成本低廉、外设资源丰富，内置定时器、外部中断，适配本科嵌入式开发学习，可满足脉冲计数、多外设协同调度需求；
- 使用场景：整机控制中枢，承载全部业务逻辑程序。
0.96 寸 IIC 通信 OLED 显示屏
- 硬件作用：可视化输出当前时间、实时车速、累计行驶里程、乘车总费用四类核心数据；
- 选型理由：功耗低、显示清晰、接线简单，IIC 通信仅占用 2 路 IO 口，程序驱动成熟，适合小型嵌入式终端人机交互；
- 使用场景：系统首页、时间设置界面、单价设置界面、转速调节界面数据展示。
直流减速电机 + 磁性码盘（模拟车轮模块）
- 硬件作用：模拟车辆车轮转动，码盘切割磁场产生脉冲信号，复现车辆不同行驶速度工况；
- 选型理由：转速可调，配合霍尔传感器可稳定输出测速脉冲，无需实车测试，降低开发调试硬件成本；
- 使用场景：模拟车辆行驶，提供测速数据源。
A3144 霍尔传感器模块
- 硬件作用：感应电机码盘磁场变化，输出脉冲信号，单片机通过脉冲计数换算转速、行驶速度与累计里程；
- 选型理由：数字输出型霍尔元件，响应速度快、抗干扰能力强，适配电机测速场景，驱动代码简单易实现；
- 使用场景：车速、里程数据采集模块。
DS3231 实时时钟模块
- 硬件作用：提供高精度年、时、分、秒时间数据，区分白天（6:00-22:00）、夜间（22:00-6:00）计费时段；
- 选型理由：自带电池断电走时，IIC 通信，计时误差小，无需单片机软件计时，降低主控运算压力；
- 使用场景：昼夜计费判断、系统时间显示与时间参数修改。
独立轻触按键（4 路）
- 硬件作用：完成界面切换、参数增减、计费启停、功能菜单选择等人机交互操作；
- 选型理由：体积小、接线简单，外部中断触发稳定，适配多档位菜单调节逻辑；
- 使用场景：时间修改、单价设置、转速调节、计费启停操作输入。
直流稳压电源、面包板、杜邦线
- 硬件作用：为全部硬件模块提供稳定 3.3V/5V 供电，搭建硬件实验电路；
- 选型理由：通用嵌入式实验配套配件，满足本科硬件电路调试基础需求；
- 使用场景：整机硬件电路搭建、上电调试。

二、硬件整体架构逻辑

以 STM32 单片机为核心中枢，时钟模块、霍尔测速模块、4 路按键作为数据输入外设，分别向主控传输时间数据、车轮脉冲信号、用户操作指令；单片机完成计费逻辑运算、参数存储与界面数据封装后，向 OLED 显示屏输出可视化数据；电机模块作为模拟执行单元，配合霍尔传感器完成车速模拟输入，所有外设通过 IIC、GPIO 外部中断、定时器脉冲采集方式与主控完成数据交互，整体采用分层式硬件接线结构，便于分步调试与故障排查。

核心功能

一、基础硬件驱动功能

STM32 主控数据处理功能
- 实现效果：统一接收霍尔脉冲、实时时钟、按键输入三类数据，完成脉冲计数、速度换算、计费数学运算、界面数据缓存；
- 操作逻辑：程序上电后循环轮询外设状态，通过定时器捕获霍尔脉冲，外部中断响应按键操作，定时读取时钟模块时间；
- 核心作用：整机数据运算与调度核心，支撑全部上层计费、显示、交互功能运行。
OLED 多界面显示功能
- 实现效果：区分首页、时间设置、单价设置、转速调节四大界面，同步展示时间、车速、里程、总价四类核心数据；
- 操作逻辑：根据按键切换界面指令刷新屏幕缓冲区，实时更新动态变化的车速、总价、里程数值；
- 核心作用：实现可视化人机交互，直观展示设备运行与计费结果。
电机模拟车轮调速功能
- 实现效果：可通过按键调节电机转速，模拟车辆高速、低速不同行驶工况；
- 操作逻辑：进入转速设置界面后，按键 3、4 控制电机转速增减，霍尔同步采集不同转速脉冲；
- 核心作用：模拟实车行驶场景，测试低速附加计费、里程累计逻辑有效性。
霍尔转速采集功能
- 实现效果：实时采集电机转动脉冲，换算为车辆时速与累计行驶里程；
- 操作逻辑：定时器捕获霍尔输出脉冲，根据码盘脉冲当量换算公里时速，累加脉冲统计总里程；
- 核心作用：为计费逻辑提供车速、里程原始数据源。

二、核心计费业务功能

昼夜分级起步价计费功能
- 实现效果：自动根据实时时间区分昼夜，3 公里内收取对应起步价，白天起步价 5 元，夜间起步价 8 元；
- 操作逻辑：计费启动后读取实时时钟，判断时段，里程未超过 3 公里时总价仅计算起步价；
- 核心作用：实现出租车基础分段收费规则，区分昼夜收费标准。
分段里程计费功能
- 实现效果：行驶里程超过 3 公里后，叠加里程费用，白天每公里 1.5 元，夜间每公里 2 元，单价支持自定义修改；
- 操作逻辑：里程超出阈值后，每新增一公里自动叠加对应时段里程费，修改单价后计费规则实时生效；
- 核心作用：完成超出起步里程后的阶梯里程收费逻辑。
低速等候附加计费功能
- 实现效果：车辆时速低于 30km/h 时，每 5 秒自动加收低速等候费，等候单价支持自定义设置；
- 操作逻辑：主控实时判断瞬时车速，低速状态下启动 5 秒计时，计时完成自动叠加低速费用；
- 核心作用：模拟出租车拥堵低速等候加价业务规则。
复合总价计算功能
- 实现效果：自动汇总起步价、里程费、低速等候费，实时刷新乘车总费用；
- 操作逻辑：每次里程、速度、时间发生变化时重新执行总价计算公式：总价 = 起步价 + 里程费 + 低速行驶费；
- 核心作用：输出最终乘车结算金额，完成完整计费运算。
计费启停清零功能
- 实现效果：首页按下按键 3 启动计费，再次按下停止计费并清空里程、总价、低速计时数据；
- 操作逻辑：单次按键触发计费状态切换，停止计费时重置全部计费缓存参数；
- 核心作用：模拟单次乘车计费流程，支持多笔乘车业务重复使用。

三、辅助参数设置交互功能

实时时间修改功能
- 实现效果：支持读取、调整设备实时时钟，用于昼夜计费时段校准；
- 操作逻辑：首页按键 2 进入时间界面，按键 1 进入修改模式，按键 2 切换时分秒选项，按键 3/4 增减数值，按键 1 返回时间界面，按键 2 回到首页；
- 核心作用：校准系统时间，保障昼夜计费时段判断准确。
计费单价自定义设置功能
- 实现效果：可修改日间里程单价、夜间里程单价、低速等候附加单价三类计费参数；
- 操作逻辑：首页按键 1 进入单价设置界面，按键 2 切换参数选项，按键 3 确认进入修改，按键 3/4 增减数值，按键 1 保存并退出设置界面；
- 核心作用：适配不同地区出租车收费标准，提升设备通用性。
模拟车轮转速调节功能
- 实现效果：手动调整电机转速，模拟不同行驶速度测试计费逻辑；
- 操作逻辑：首页按键 1 进入转速设置界面，按键 3/4 增减电机转速档位；
- 核心作用：设备调试工具，验证高速、低速工况下计费功能完整性。

技术路线

1. 编程语言：C 语言

选型理由：STM32 嵌入式开发主流编程语言，语法简洁、硬件操控效率高，本科嵌入式课程核心教学语言；
课题用途：编写主控全部底层驱动、计费业务逻辑、按键中断、屏幕显示程序代码。

2. 开发框架：STM32 标准库（StdPeriph_Lib）

选型理由：入门级单片机开发框架，函数封装清晰，外设操作简单，适配本科生学习开发，资料丰富；
课题用途：完成定时器脉冲捕获、外部中断、IIC 通信、GPIO 引脚初始化等底层硬件驱动开发。

3. 开发工具：Keil MDK5

选型理由：ARM 单片机专用编译调试软件，支持代码编写、编译、下载、在线仿真全流程；
课题用途：嵌入式程序编码、编译纠错、烧录程序至 STM32 单片机、在线调试计费逻辑。

4. 外设通信协议：IIC、GPIO 外部中断、定时器输入捕获

选型理由：通用低速通信与脉冲采集协议，无复杂时序，本科嵌入式基础知识点；
课题用途：实现 OLED、DS3231 时钟模块 IIC 数据交互，按键中断响应，霍尔测速脉冲采集。

5. 硬件绘图工具：Altium Designer

选型理由：高校电子设计通用 PCB、原理图绘制软件，操作流程标准化；
课题用途：绘制系统硬件电路原理图，梳理各模块接线逻辑。

6. 仿真调试工具：ST-LINK 下载器

选型理由：低成本 STM32 专用调试下载工具，支持在线断点调试；
课题用途：程序烧录、实时观测脉冲计数、计费变量数值，排查逻辑漏洞。

7. 辅助工具：串口调试助手

选型理由：通用嵌入式调试辅助软件；
课题用途：串口打印车速、里程、计费中间变量，快速定位运算逻辑错误。

8. 运行硬件环境

电脑端：Windows10/11 操作系统，满足 Keil MDK 运行内存与存储需求；
嵌入式终端：STM32 最小系统板、配套传感、显示、电机外设组成硬件实验平台，5V 直流供电运行。

项目演示

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。