2024年5月17日发(作者：屠思菱)
基于ARM的公路收费用费额显示器解决方案
随着我国高速公路的快速发展，公路的收费里程不断增加，公路的收
费方式也在发生着变化。从早期的人工收费发展到计算机收费、计重收费、
ETC收费。费额显示器的要求也越来越高，显示内容从早期的车型、金额，
演化到现在显示车牌、车重、金额、余额、站名等各种信息。其控制电路
早期多采用基本MCS51系列的单片机来实现，现在多采用基于ARM的控制
芯片。本文详细介绍了一款基于ST公司的ARM芯片的费额显示器解决方案，
经过实际应用，该方案成本低廉并已获得很好的效果。
1、费额显示器功能简介
为适应各高速公路各种收费的需求，费额显示器要求具有显示内容多
样化、语音报价功能集成化以及便于升级扩展等特点。我们这套方案，将
费额显示器、车道通行灯、黄闪报警器、语音播报器合为一体，由STM32
数据处理器、XF3031P语音合成芯片组成控制电路，能够适用于公路收费
站、停车场等各种场所。费额显示器主要包括外部壳体、点阵内容显示控
制部分和语音报价部分、车道通行和黄闪报警、通讯传输等几部分组成，
各部分相互独立，功能上互不干扰。
1、费额显示器外部壳体部分
整机外壳采用不锈钢拉丝制成，显示部分采用钢化玻璃密封而成，壳
体生产采用激光数据切割工艺，显示部分与壳体的固定采用牢固的高焊接
栽柱固定，此结构外观美观大方、防水耐用；与地面基础的连接体为钢制
喷塑立柱，表面经过酸洗磷化喷塑处理，底座的固定设计可根据基础位置
调节，安装方式简单牢靠，立柱表面采用大众亚银色细腻光滑，抗腐蚀耐
用。
2、费额显示器点阵显示控制和语音报价部分
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（1）、显示部分简介
显示部分采用点阵显示方式，分辨率为128*64；显示汉字采用16*16
点阵方式，每行显示8个汉字，最多可显示4行内容；显示选用点阵模块
为直径3.75mm、点间距为业内通用的4.75mm的单红色超高亮管芯。选用
的点阵模块要求亮度高，半功率角大，适用于各种天气，可以从多个角度
看清显示区域上的内容；显示区域可以显示任意国标GB2312一二级汉字或
中英文字符且可由串口发送命令任意组合； 点阵驱动电路选用台湾聚积的
LED驱动芯片MBI5024，此芯片功率小易操作，可输出恒定电流维持LED亮
度不变，另外此芯片性价比极高能为费额显示器的生产节约一定成本。
在静止显示的基础上，设计时还添加了移动功能，显示方式多种可调，
可以实现上下、左右滚屏显示，滚屏速度可调。汉字的移动需要占用大量
的内存，STM32F103c8t6内部集成有60K的内存空间，完全可以满足显示
的需要，节省了内存扩展，降低了成本。
（2）控制电路芯片功能
控制电路部分是费额显示器的核心部分，控制电路的设计要包括费额
显示器的显示控制功能、语音报价功能、手动自动调光功能、串口功能等
等。显示内容在静态的基础上可以根据设置进行上、下、左、右移动，汉
字和字符移动需要占用大量内存，另外费额显示器还需要根据各省收费软
件的不同进行逻辑程序的编写，这需要存储速度和运算速度较快、效率较
高的微处理器，STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入
式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。增强型系列时钟频率达到72MHz，
是同类产品中性能最高的产品。我们经过比对，选用了STM32F103增强型
系列芯片。此芯片的特点和功能如下：
①内核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。
单周期乘法和硬件除法。
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2024年5月17日发(作者：屠思菱)
基于ARM的公路收费用费额显示器解决方案
随着我国高速公路的快速发展，公路的收费里程不断增加，公路的收
费方式也在发生着变化。从早期的人工收费发展到计算机收费、计重收费、
ETC收费。费额显示器的要求也越来越高，显示内容从早期的车型、金额，
演化到现在显示车牌、车重、金额、余额、站名等各种信息。其控制电路
早期多采用基本MCS51系列的单片机来实现，现在多采用基于ARM的控制
芯片。本文详细介绍了一款基于ST公司的ARM芯片的费额显示器解决方案，
经过实际应用，该方案成本低廉并已获得很好的效果。
1、费额显示器功能简介
为适应各高速公路各种收费的需求，费额显示器要求具有显示内容多
样化、语音报价功能集成化以及便于升级扩展等特点。我们这套方案，将
费额显示器、车道通行灯、黄闪报警器、语音播报器合为一体，由STM32
数据处理器、XF3031P语音合成芯片组成控制电路，能够适用于公路收费
站、停车场等各种场所。费额显示器主要包括外部壳体、点阵内容显示控
制部分和语音报价部分、车道通行和黄闪报警、通讯传输等几部分组成，
各部分相互独立，功能上互不干扰。
1、费额显示器外部壳体部分
整机外壳采用不锈钢拉丝制成，显示部分采用钢化玻璃密封而成，壳
体生产采用激光数据切割工艺，显示部分与壳体的固定采用牢固的高焊接
栽柱固定，此结构外观美观大方、防水耐用；与地面基础的连接体为钢制
喷塑立柱，表面经过酸洗磷化喷塑处理，底座的固定设计可根据基础位置
调节，安装方式简单牢靠，立柱表面采用大众亚银色细腻光滑，抗腐蚀耐
用。
2、费额显示器点阵显示控制和语音报价部分
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（1）、显示部分简介
显示部分采用点阵显示方式，分辨率为128*64；显示汉字采用16*16
点阵方式，每行显示8个汉字，最多可显示4行内容；显示选用点阵模块
为直径3.75mm、点间距为业内通用的4.75mm的单红色超高亮管芯。选用
的点阵模块要求亮度高，半功率角大，适用于各种天气，可以从多个角度
看清显示区域上的内容；显示区域可以显示任意国标GB2312一二级汉字或
中英文字符且可由串口发送命令任意组合； 点阵驱动电路选用台湾聚积的
LED驱动芯片MBI5024，此芯片功率小易操作，可输出恒定电流维持LED亮
度不变，另外此芯片性价比极高能为费额显示器的生产节约一定成本。
在静止显示的基础上，设计时还添加了移动功能，显示方式多种可调，
可以实现上下、左右滚屏显示，滚屏速度可调。汉字的移动需要占用大量
的内存，STM32F103c8t6内部集成有60K的内存空间，完全可以满足显示
的需要，节省了内存扩展，降低了成本。
（2）控制电路芯片功能
控制电路部分是费额显示器的核心部分，控制电路的设计要包括费额
显示器的显示控制功能、语音报价功能、手动自动调光功能、串口功能等
等。显示内容在静态的基础上可以根据设置进行上、下、左、右移动，汉
字和字符移动需要占用大量内存，另外费额显示器还需要根据各省收费软
件的不同进行逻辑程序的编写，这需要存储速度和运算速度较快、效率较
高的微处理器，STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入
式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。增强型系列时钟频率达到72MHz，
是同类产品中性能最高的产品。我们经过比对，选用了STM32F103增强型
系列芯片。此芯片的特点和功能如下：
①内核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。
单周期乘法和硬件除法。
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