【正文】 ...........................................................................................25附錄 程序清單 .............................................................................................................25附錄 2 系統(tǒng)硬件電路圖 ..................................................................................................35大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告3一、設(shè)計(jì)任務(wù)和性能指標(biāo) 設(shè)計(jì)任務(wù)出租車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無論是對廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來說都是很必要的。出租車計(jì)價(jià)器的主要功能是計(jì)價(jià)顯示、時(shí)鐘顯示、根據(jù)白天、黑夜、途中等待來調(diào)節(jié)營運(yùn)參數(shù)、計(jì)量數(shù)據(jù)查詢等。要求用 Protel 畫出系統(tǒng)的電路原理圖（要求以最少組件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要求的功能），印刷電路板（要求布局合理，線路清晰），繪出程序流程圖，并給出程序清單（要求思路清晰，盡量簡潔，主程序和子程序分開，使程序有較強(qiáng)的可讀性）。 性能指標(biāo)1. 不同情況具有不同收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)：白天、晚上、途中等待（10min 開始收費(fèi)） ；2. 數(shù)據(jù)輸出：單價(jià)輸出、路程輸出、總金額輸出；3. 按鍵：啟動(dòng)計(jì)時(shí)開關(guān)、數(shù)據(jù)顯示切換、白天/晚上切換、復(fù)位；4. 能手動(dòng)進(jìn)行修改單價(jià)，但單價(jià)設(shè)定需密碼進(jìn)入。大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告4二、設(shè)計(jì)方案 任務(wù)分析出租車計(jì)價(jià)器基本功能部分是根據(jù)里程數(shù)來完成總金額的輸出。實(shí)現(xiàn)方法有兩種。方案一：采用數(shù)字電路控制。其原理方框圖如圖 所示。采用傳感器件，輸出脈沖信號(hào)，經(jīng)過放大整形作為移位寄存器的脈沖，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，但是考慮到這種電路過于簡單，性能不夠穩(wěn)定，而且不能調(diào)節(jié)單價(jià)，也不能根據(jù)天氣調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，電路不夠?qū)嵱?。?位 寄 存 器電 路里 程 傳 感 器金 額 顯示單 價(jià) 顯示電 源 電 路 及保 護(hù) 電 路圖 數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)框圖方案二：采用單片機(jī)控制。利用單片機(jī)豐富的 IO 端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)節(jié)、時(shí)鐘顯示功能。本方案有較大的活動(dòng)空間，不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，所以我們采用后一種方案。大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)鍵盤電路掉電保護(hù)單片機(jī) 顯示電路里程輸入圖 電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖主控芯片使用 51 系列 AT89C52 單片機(jī)，采用高性能的靜態(tài) 80C51 設(shè)計(jì)，由先進(jìn)工藝制造，并帶有非易失性 Flash 程序存儲(chǔ)器。它是一種高性能、低功耗的 8 位 COMS 微處理芯片，市場應(yīng)用最多。時(shí)鐘芯片使用美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302。采用 DS1302 作為主要計(jì)時(shí)芯片、可以做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。更重要的是，DS1302 可以在很小的電流的后備電源（~ 電源，在 時(shí)耗電小于 300nA)下繼續(xù)計(jì)時(shí)，并可編程選擇多種充電電流對后備電源進(jìn)行慢速充電，可以保證后備電源基本不耗電。采用串行數(shù)據(jù)傳輸，與單片機(jī)硬件連接簡單，如果使用時(shí)鐘芯片 DS12887，將采用并行數(shù)據(jù)傳輸，占用更多的硬件資源。因此為節(jié)省單片機(jī)端口，時(shí)鐘芯片采用 DS1302。它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)?；魻柶骷哂性S多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá) 1MHZ），耐振動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕?；顑含F(xiàn)行器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回跳、無知重復(fù)精度高（可達(dá) Im 級(jí)）。采用了各種步長和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)55 攝氏度~150 攝氏度。數(shù)據(jù)顯示模塊采用的是 LED 數(shù)碼管顯示，LCD 雖然也能實(shí)現(xiàn)顯示功能，但在距屏幕 1 米之外就無法看清數(shù)據(jù)，不能滿足要求，而且在白天其對比度也不能滿足要求，因此建議采用 LED 數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管總共用了 12 個(gè)，其中第一行顯示小時(shí)和分鐘，第二行第一個(gè)顯示單價(jià)，后面 3 個(gè)顯示里程數(shù)，最后一行顯示總價(jià)。 按鍵控制模塊使用了 3 個(gè)脈沖開關(guān)，其中一個(gè)開關(guān)負(fù)責(zé)換位，另一個(gè)負(fù)責(zé)大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告6改數(shù)，第三個(gè)按鍵負(fù)責(zé)切換至等待時(shí)間。大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告7三 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電源電路因?yàn)槌鲎廛嚿系碾妷簳r(shí) 12V，而芯片所需供電電壓是 5V，所以選擇LM7805 的經(jīng)典電路電源電路完成 12V 轉(zhuǎn) 5V 的目的。電源電路圖如下圖 所示：圖 電源電路圖大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告8 單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)采用的是 STC89C54 芯片，STC89C54 是一種低功耗、高新能 CMOS 8 為微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 鏟平指令和引腳完全兼容。偏上 FLASH 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有平橋的 8 為 CPU 何在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C54 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C54 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2級(jí)終端結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0HZ 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 中軟件可選擇節(jié)點(diǎn)模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、終端繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如下圖 所示：圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告9 DS1302 時(shí)鐘電路若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用陰間資源，另一方面需要設(shè)置終端、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，并且使用單片機(jī)的時(shí)鐘誤差比較大，當(dāng)長時(shí)間使用后會(huì)，會(huì)出現(xiàn)很大錯(cuò)誤，而在系統(tǒng)中采用 DS1302 則能很好的解決這個(gè)問題。DS1302 時(shí)鐘電路圖如圖 所示： 圖 DS1302 時(shí)鐘電路圖大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告10 顯示電路的設(shè)計(jì)　　　在顯示模塊需要對時(shí)間、單價(jià)、總價(jià)、路程、等待時(shí)間進(jìn)行顯示，采用的是ＬＥＤ數(shù)碼管，數(shù)碼管總共用了 12 個(gè)，其中第一行顯示小時(shí)和分鐘，第二行第一個(gè)顯示單價(jià)，后面 3 個(gè)顯示里程數(shù)，最后一行顯示總價(jià)。顯示電路圖（一個(gè)數(shù)碼管）如下圖 所示：圖 顯示電路圖大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告11 按鍵控制的設(shè)計(jì)按鍵的設(shè)置是為了能夠手動(dòng)更改時(shí)間和單價(jià)，還有就是手動(dòng)切換到等待時(shí)間的地方，按鍵采用的是脈沖按鍵。按鍵設(shè)置電路圖如圖 所示：圖 按鍵控制電路圖大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告12 掉電保護(hù)掉電存儲(chǔ)單元的作用是在電源斷開的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息。掉電保護(hù)的芯片較多，如 AT24C02 是 ATMEL 公司的 2KB 字節(jié)的電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到 ，額定電流為1mA，靜態(tài)電流 10Ua()，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存 40 年以上，而且采用 8 腳的 DIP 封裝，使用方便。掉電保護(hù)電路圖如下圖 所示：圖 掉電保護(hù)電路圖大連民族學(xué)院 2022 級(jí)電子信息工程專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告13 復(fù)位電路復(fù)位功能采用的是 MAX813L 芯片。MAX813L 是具有監(jiān)控電路的