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