【正文】 ， 造 成 故 障 率 高 ， 難 調(diào) 試 。 采 用 數(shù) 字 電 路 控 制 ， 采 用 傳 感 器 件 ，輸 出 脈 沖 信 號(hào) ， 經(jīng) 過(guò) 放 大 整 形 作 為 移 位 寄 存 器 的 脈 沖 ， 實(shí) 現(xiàn) 計(jì) 價(jià) 。 考 慮 到 這種 電 路 設(shè) 計(jì) 過(guò) 于 復(fù) 雜 ， 對(duì) 于 模 式 的 切 換 需 要 用 到 機(jī) 械 開(kāi) 關(guān) ， 機(jī) 械 開(kāi) 關(guān) 時(shí) 間 久了 會(huì) 造 成 接 觸 不 良 ， 功 能 不 易 實(shí) 現(xiàn) ； 性 能 不 夠 穩(wěn) 定 ， 電 路 也 不 實(shí) 用 。輸入信號(hào)模塊 片選信號(hào)產(chǎn)生模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊動(dòng)態(tài)描述/譯碼/數(shù)碼管顯示模塊數(shù)碼管控制電路 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 方 案 二 ： 采 用 單 片 機(jī) 進(jìn) 行 的 設(shè) 計(jì) ， 相 對(duì) 來(lái) 說(shuō) 功 能 強(qiáng) 大 ， 用 較 少 的 硬 件 和適 當(dāng) 的 軟 件 相 互 配 合 可 以 很 容 易 地 實(shí) 現(xiàn) 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 且 靈 活 性 強(qiáng) ， 可 以 通 過(guò) 軟件 編 程 來(lái) 完 成 更 多 的 附 加 功 能 。 設(shè) 計(jì) 采 用 AT89S51單 片 機(jī) 為 主 控 器 ， 實(shí) 現(xiàn) 對(duì)出 租 車(chē) 的 基 本 的 計(jì) 價(jià) 設(shè) 計(jì) ， 并 采 用 AT24C02實(shí) 現(xiàn) 在 系 統(tǒng) 掉 電 的 時(shí) 候 保 存 單 價(jià)等 信 息 ， 輸 出 采 用 8段 數(shù) 碼 顯 示 管 。 利 用 單 片 機(jī) 豐 富 的 I/O端 口 ， 及 其 控 制 的靈 活 性 ， 實(shí) 現(xiàn) 基 本 的 計(jì) 價(jià) 功 能 。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2按鍵控制 89S51單片機(jī)復(fù)位電路掉電保護(hù)時(shí)鐘電路顯示模塊顯示總里程和總金額 圖 22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 方案的確定 通 過(guò) 比 較 以 上 兩 種 方 案 ， 我 們 采 用 方 案 二 實(shí) 現(xiàn) 出 租 車(chē) 計(jì) 價(jià) 器 的 功 能 。 本電 路 設(shè) 計(jì) 的 計(jì) 價(jià) 器 能 實(shí) 現(xiàn) 基 本 的 計(jì) 價(jià) 功 能 ， 單 片 機(jī) 計(jì) 算 總 價(jià) 的 公 式 為 ： 總 價(jià)=起 步 價(jià) （ 小 于 3km） 總 價(jià) =起 步 價(jià) + 公 里 數(shù) （ 大 于 3km小 于 等 于 20km）總 價(jià) +起 步 價(jià) + 程 數(shù) （ 大 于 20km） 。 AT89S51作 為 一 個(gè) 單 片 微 型 計(jì) 算 系 統(tǒng) ，靈 活 性 高 ， 其 強(qiáng) 大 的 控 制 處 理 功 能 和 可 擴(kuò) 展 功 能 設(shè) 計(jì) 電 路 提 供 了 很 好 的 選 擇 。 電路元件檢測(cè) 在 焊 接 電 路 前 ， 首 先 要 進(jìn) 行 元 器 件 的 檢 測(cè) 。 檢 測(cè) 主 要 是 測(cè) 出 各 個(gè) 元 器 件的 型 號(hào) 。 對(duì) 于 數(shù) 碼 管 的 檢 測(cè) 在 顯 示 電 路 中 已 介 紹 。 識(shí) 別 電 阻 時(shí) 可 根 據(jù) 各 環(huán) 的數(shù) 量 級(jí) 和 色 碼 表 ， 判 斷 電 阻 的 阻 值 。 排 阻 是 將 多 個(gè) 電 阻 集 中 封 裝 在 一 起 ， 組合 制 成 的 。 排 阻 具 有 裝 配 方 便 、 安 裝 密 度 高 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 常 用 排 阻 有 A型 和 B型 。A型 排 阻 的 引 腳 總 是 奇 數(shù) 的 。 它 的 左 端 有 一 個(gè) 公 共 端 （ 用 白 色 的 圓 點(diǎn) 表 示 ） ，常 見(jiàn) 的 排 阻 有 8個(gè) 電 阻 ， 所 以 引 腳 共 有 5或 8或 9個(gè) 。 B型 排 阻 的 引 腳 總是 偶 數(shù) 的 。 它 沒(méi) 有 公 共 端 ， 常 見(jiàn) 的 排 阻 有 4個(gè) 電 阻 ， 所 以 引 腳 共 有 8個(gè) 。 排 阻的 阻 值 讀 法 如 下 ： “103”表 示 ： 10kΩ ， “510”表 示 ： 51Ω 。 以 此 類(lèi) 推 。 對(duì)于 集 成 芯 片 的 檢 測(cè) ， 就 是 根 據(jù) 它 的 管 腳 圖 ， 來(lái) 識(shí) 別 各 個(gè) 引 腳 ， 以 方 便 焊 接 。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3 本章小結(jié) 本 章 主 要 介 紹 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 的 方 案 選 擇 ， 對(duì) 兩 種 方 案 的 分 析 ， 最 終 確 定以 單 片 機(jī) 為 核 心 的 方 案 ， 并 對(duì) 所 選 方 案 設(shè) 計(jì) 及 原 理 給 予 分 析 。 在 下 一 章 節(jié) 當(dāng)中 ， 將 對(duì) 該 課 題 中 各 單 元 電 路 的 具 體 設(shè) 計(jì) 方 案 、 元 器 件 的 選 擇 作 進(jìn) 一 步 論 述 。第 3 章 單元電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng) AT89S51具 有 如 下 特 點(diǎn) ： 40個(gè) 引 腳 ， 4k Bytes Flash片 內(nèi) 程 序 存 儲(chǔ) 器 ， 128 bytes的 隨 機(jī) 存 取 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 （ RAM） ， 32個(gè) 外 部 雙 向 輸 入 /輸 出 （ I/O）口 ， 5個(gè) 中 斷 優(yōu) 先 級(jí) 2層 中 斷 嵌 套 ， 2個(gè) 16位 可 編 程 定 時(shí) 計(jì) 數(shù) 器 ,2個(gè) 全 雙 工 串行 通 信 口 ， 看 門(mén) 狗 （ WDT） 電 路 ， 片 內(nèi) 時(shí) 鐘 振 蕩 器 。 P0口 有 二 個(gè) 功 能 ： 外 部 擴(kuò) 展 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 當(dāng) 做 數(shù) 據(jù) /地 址 總 線(xiàn) 。 不 擴(kuò) 展 時(shí) ， 可 做 一 般 的 I/O使 用 ， 但 內(nèi) 部 無(wú) 上 拉 電 阻 ， 作 為 輸 入 輸 出 時(shí) 應(yīng) 在 外 部 接 上 拉 電 阻 。 P1口 只 做 I/O口 使 用 ： 其 內(nèi) 部 有 上 拉 電 阻 。 P2口 有 兩 個(gè) 功 能 ： 擴(kuò) 展 外 部 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 當(dāng) 作 地 址 總 線(xiàn) 使 用 。 做 一 般 I/O口 使 用 ， 其 內(nèi) 部 有 上 拉 電 阻 。 P3口 有 兩 個(gè) 功 能 ： 除 了 作 為 I/O使 用 外 （ 其 內(nèi) 部 有 上 拉 電 阻 ） ， 還 有 一 些特 殊 功 能 ， 由 特 殊 寄 存 器 來(lái) 設(shè) 置 。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4圖 31 AT89S51 引腳圖 圖 32 AT89S51 封裝圖 設(shè) 計(jì) 中 用 到 的 單 片 機(jī) 各 管 腳 (圖 31)功 能 介 紹 如 下 ： VCC:接 +5V電 源 。 VSS:接 地 。時(shí) 鐘 引 腳 ： XTAL1和 XTAL2兩 端 接 晶 振 和 30PF的 電 容 ， 構(gòu) 成 時(shí) 鐘 電 路 。RST:復(fù) 位 信 號(hào) 輸 入 端 ， 高 電 平 有 效 。 當(dāng) 在 此 引 腳 加 兩 個(gè) 機(jī) 器 周 期 ， 高 電 平 時(shí) ， 就 可 以 完 成 復(fù) 位 操 作 。:接 啟 動(dòng) /停 止 按 鍵 ， 控 制 計(jì) 價(jià) 。:接 功 能 鍵 。:接 清 零 鍵 。P0口 :接 數(shù) 碼 管 段 選 端 ， P2口 接 驅(qū) 動(dòng) 芯 片 。(T0):接 模 擬 開(kāi) 關(guān) 按 鍵 ， 替 代 了 出 租 車(chē) 計(jì) 價(jià) 器 中 的 霍 爾 傳 感 器 。、 :接 掉 電 保 護(hù) 電 路 。 按鍵電路 按 鍵 控 制 電 路 中 ， 單 片 機(jī) 的 腳 接 啟 動(dòng) /停 止 /加 速 等 按 鍵 ， 通 過(guò) 軟件 編 程 ， 當(dāng) 按 下 按 鍵 計(jì) 數(shù) 器 開(kāi) 始 工 作 ， 開(kāi) 始 計(jì) 價(jià) ； 當(dāng) 彈 起 按 鍵 時(shí) ， 計(jì) 數(shù) 器 停止 工 作 ， 停 止 計(jì) 價(jià) ， 啟 動(dòng) /停 止 按 鍵 帶 自 鎖 功 能 。 按 下 啟 動(dòng) 按 鍵 ， 開(kāi) 關(guān) 處 于 導(dǎo)通 狀 態(tài) ， 這 時(shí) 給 低 電 平 信 號(hào) ， 這 時(shí) TR0=1,計(jì) 數(shù) 器 開(kāi) 始 工 作 ， 調(diào) 用 計(jì) 價(jià)子 程 序 開(kāi) 始 計(jì) 價(jià) 。 清 零 按 鍵 接 單 片 機(jī) 的 腳 ， 按 下 清 零 按 鍵 ， 低電 平 ， 調(diào) 用 清 零 子 程 序 ， 用 于 將 顯 示 數(shù) 據(jù) 清 零 ， 在 程 序 中 給 各 位 賦 0代 碼（ 0x3f） ， 以 達(dá) 到 清 零 的 目 的 ， 方 便 下 次 計(jì) 價(jià) 。 另 外 加 速 功 能 鍵 ， 在 程 序 運(yùn)行 過(guò) 程 中 按 下 ， 會(huì) 體 現(xiàn) 出 一 個(gè) 加 速 的 效 果 ， 一 共 有 四 個(gè) 檔 位 。 如 圖 33所 示 。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5圖 33 按鍵電路 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) MCS51單 片 機(jī) 的 各 功 能 部 件 都 是 以 時(shí) 鐘 控 制 信 號(hào) 為 基 準(zhǔn) ， 內(nèi) 部 電 路 在 時(shí)鐘 信 號(hào) 的 控 制 下 ， 嚴(yán) 格 地 按 時(shí) 序 執(zhí) 行 指 令 進(jìn) 行 工 作 ， 單 片 機(jī) 本 身 如 同 一 個(gè) 復(fù)雜 的 同 步 時(shí) 序 電 路 ， 為 了 保 證 其 各 個(gè) 部 分 同 步 工 作 ， 電 路 要 在 唯 一 的 時(shí) 鐘 信號(hào) 控 制 下 ， 嚴(yán) 格 地 按 照 時(shí) 序 進(jìn) 行 工 作 。 其 實(shí) 只 需 在 時(shí) 鐘 引 腳 連 接 上 外 圍 的 定時(shí) 控 制 元 件 ， 就 可 以 構(gòu) 成 一 個(gè) 穩(wěn) 定 的 自 激 振 蕩 器 。 為 更 好 地 保 證 振 蕩 器 穩(wěn) 定可 靠 地 工 作 ， 諧 振 器 和 電 容 應(yīng) 盡 可 能 安 裝 得 與 單 片 機(jī) 芯 片 靠 近 。 設(shè) 計(jì) 中 使 用 的 振 蕩 電 路 ， 由 12MHZ晶 體 振 蕩 器 和 兩 個(gè) 約 30PF的 電 容 組成 ， 在 XTAL1和 XTAL2兩 端 跨 接 晶 體 ， 電 容 的 大 小 不 會(huì) 影 響 振 蕩 頻 率 的 高 低 。在 整 個(gè) 系 統(tǒng) 中 為 系 統(tǒng) 各 個(gè) 部 分 提 供 基 準(zhǔn) 頻 率 ， 以 防 因 其 工 作 頻 率 不 穩(wěn) 定 而 造成 相 關(guān) 設(shè) 備 的 工 作 頻 率 不 穩(wěn) 定 ， 晶 振 可 以 在 電 路 中 產(chǎn) 生 振 蕩 電 流 ， 發(fā) 出 時(shí) 鐘信 號(hào) 。 如 圖 34所 示 。圖 34 時(shí) 鐘 電 路 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 單 片 機(jī) 的 復(fù) 位 是 由 外 部 的 復(fù) 位 電 路 實(shí) 現(xiàn) 的 , 復(fù) 位 電 路 通 常 采 用 上 電 自 動(dòng)復(fù) 位 和 按 鈕 復(fù) 位 兩 種 方 式 。 上 電 自 動(dòng) 復(fù) 位 是 通 過(guò) 外 部 復(fù) 位 電 路 的 電 容 充 電 來(lái)哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6實(shí) 現(xiàn) 的 。 除 了 上 電 復(fù) 位 外 還 需 要 按 鍵 手 動(dòng) 復(fù) 位 （ 圖 35） 。 按 鍵 手 動(dòng) 復(fù) 位 有 電平 方 式 和 脈 沖 方 式 兩 種 。 其 中 電 平 復(fù) 位 是 通 過(guò) RST端 經(jīng) 電 阻 與 電 源 VCC接 通而 實(shí) 現(xiàn) 的 。 圖 35 復(fù)位電路 驅(qū)動(dòng)電路 74LS245是 我 們 常 用 的 芯 片 ， 用 來(lái) 驅(qū) 動(dòng) led或 者 其 他 的 設(shè) 備 。 總 線(xiàn) 驅(qū) 動(dòng) 器74LS244和 74LS245經(jīng) 常 用 作 三 態(tài) 數(shù) 據(jù) 緩 沖 器 ， 74LS244為 單 向 三 態(tài) 數(shù) 據(jù) 緩 沖器 ， 而 74LS245為 雙 向 三 態(tài) 數(shù) 據(jù) 緩 沖 器 。 本 設(shè) 計(jì) 用 74LS245作 為 驅(qū) 動(dòng) 芯 片 ，雙 向 總 線(xiàn) 發(fā) 送 器 /接 收 器 (3S)。圖 36 驅(qū)動(dòng)芯片管腳圖74LS245 主 要 電 器 特 性 的 典 型 值 如 下 : 引 出 端 符 號(hào) : A A 總 線(xiàn) 端 B B 總 線(xiàn) 端 /G 三 態(tài) 允 許 端 (低 電 平 有 效 ) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7DIR 方 向 控 制 端 功 能 表 如 表 31 所 示 ： 表 31 功 能 表 顯示電路 多 數(shù) 的 應(yīng) 用 系 統(tǒng) ,都 要 配 輸 入 和 輸 出 外 設(shè) ,LED 顯 示 器 和 LCD 顯 示 器 ,雖然 LCD 顯 示 效 果 比 較 好 ,已 經(jīng) 成 為 了 一 種 發(fā) 展 趨 勢(shì) ,但 為 了 節(jié) 約 成 本 ,我 們 選用 了 LED 顯 示 器 （ 圖 37） 。在 顯 示 方 面 ， 我 們 選 用 了 動(dòng) 態(tài) 顯 示 。 靜 態(tài) 顯 示 雖 然 亮 度 較 高 ， 接 口 編 程容 易 ， 但 是 每 位 的 段 碼 線(xiàn) 分 別 與 一 個(gè) 8 位 的 鎖 存 器 輸 出 相 連 。 占 用 的 I/O 口線(xiàn) 比 較 多 ， 在 顯 示 位 數(shù) 較 多 的 情 況 下 ， 一 般 都 采 用 動(dòng) 態(tài) 顯 示 方 式 。 利 用 動(dòng) 態(tài)顯 示 的 方 法 ， 由 于 LED 顯 示 器 的 余 輝 和 人 眼 的 視 覺(jué) 暫 留 現(xiàn) 象 ， 只 要 每 位 顯 示的 時(shí) 間 間 隔 足 夠 短 ， 就 仍 能 感 覺(jué) 到 所 有 的 數(shù) 碼 管 都 在 顯 示 。 為 了 簡(jiǎn) 化 硬 件 ，通 常 將 所 有 位 的 段 碼 線(xiàn) 相 應(yīng) 段 并 聯(lián) 在 一 起 ， 由 一 個(gè) 8 位 I/O 口 控 制 ， 在 同 一時(shí) 刻 ， 只 讓 一 位 選 通 ， 如 此 循 環(huán) ， 就 可 以 使 各 位 顯 示 出 將 要 顯 示 的 字 符 。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8圖 37 LED