【正文】 硬件 電路圖 ..................................................... 29 前 言 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是單片機(jī)技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力 的一個(gè)環(huán)節(jié)。出租車能保證乘客快速，輕松的到達(dá)目的地。 這些優(yōu)點(diǎn)受到人們的歡迎。 隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分，從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少司機(jī)與乘客的糾紛出發(fā)，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)出租車司機(jī)和乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的。而采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試。而采用單片機(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)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?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。本設(shè)計(jì)采用 AT89C52單片機(jī)， 輔以按鍵，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的多功能的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，輸出采用 1062 液晶顯示屏。本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)里程或手動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)。 要將出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)產(chǎn)品化，應(yīng)該根據(jù)客戶不同的需求進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，應(yīng)該在程序中增加一些可以人為改變的參數(shù)，以便客戶根據(jù)不同的需要隨時(shí)調(diào)節(jié)單價(jià)以及計(jì)價(jià)方式 。因此，研究出租車計(jì)價(jià)器及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 第一章 出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器，計(jì)費(fèi)包括起步價(jià)、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、二部分，用5461AS 液晶 顯示總金額，運(yùn) 行時(shí)間，暫停時(shí)間，最大值為 元，起步價(jià)為 元， 3Km之內(nèi)起步價(jià)計(jì)費(fèi)，超過(guò) 3Km，增加 元（即 1KM 增加 元），用液晶顯示總里程，同時(shí)用液晶顯示等待時(shí)間和運(yùn)行花費(fèi)時(shí)間。 ①、計(jì)費(fèi)功能 費(fèi)用的計(jì)算是按行駛里程收費(fèi)。設(shè)起步價(jià)為 元。 當(dāng)里程 3km 時(shí)，按起價(jià)計(jì)算費(fèi)用 當(dāng)里程 3km 時(shí)，每公里按 元計(jì)費(fèi) ②、顯示功能 顯示行駛里程：用四位數(shù)字顯示，顯示方式為“ XXXX” ,單位為 km。計(jì)程范圍 099km，精確到 1km。 顯示等候時(shí)間：用兩位數(shù)字顯示，顯示方式為“ XX” ,單 位為 min。計(jì)時(shí)范圍 059min，精確到 1min。 顯示總費(fèi)用：用四位數(shù)字顯示，顯示方式為“ ” ,單位為元。計(jì)價(jià)范圍 元，精確到 元。 性能指標(biāo) 1. 數(shù)據(jù)輸出：等待時(shí)間 輸出、路程輸出、 單雙路程 總金額輸出； 2. 按鍵：?jiǎn)?dòng)計(jì)時(shí)開關(guān)、暫停、復(fù)位； 3. 能根據(jù)不同的需要 切換白天晚上的起步價(jià) 。 方案論證與比較 方案一：采用數(shù)字電子技術(shù)，利用 555 定時(shí)芯片構(gòu)成多諧振蕩器，或采用外圍的晶振電路作為時(shí)鐘脈沖信號(hào)，采用計(jì)數(shù)芯片對(duì)脈沖盡心脈沖的計(jì)數(shù)和分頻，最后通過(guò)譯碼電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，將譯碼所得的數(shù)據(jù)送 給數(shù)碼管顯示，以下是該方案的流程框圖： 圖 11方案一 案二：采用 EDA 技術(shù)，根據(jù)層次化設(shè)計(jì)理論，該設(shè)計(jì)問(wèn)題自頂向下可分為分頻模塊，控制模塊 計(jì)量模塊、譯碼和動(dòng)態(tài)掃描顯示模塊。 圖 12方案二 方案三：采用 MCU 技術(shù)，通過(guò)單片機(jī)作為主控器，利用 1602 字符液晶作為顯示電路，采用外部晶振作為時(shí)鐘脈沖，通過(guò)按鍵可以方便調(diào)節(jié)。 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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，所以我們采用后一種方案。 方案圖如圖 13 所示： 圖 13方案三 第二章 出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 振蕩電路 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，其輸出端為引腳 XTAL2。通過(guò)這兩個(gè)引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取 33pF）。這樣就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 振蕩電路脈沖經(jīng)過(guò)二分頻后作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，再在二分頻的基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生 ALE 信號(hào)，此時(shí)得到的信號(hào)時(shí)機(jī)器周期信號(hào)。 振蕩電路如圖 21所示： 圖 21振蕩電路 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只要按圖中的 RESET 鍵，電源 VCC 經(jīng)電阻 RR2 分壓，在 RESET 端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后，通過(guò)外部電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位操作。上電瞬間 RESET 引腳獲得高電平，隨著電容的充電， RERST 引腳的高電平將逐漸下降。 RERST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。 按鍵復(fù)位電路圖如圖 22所示。 圖 22 AT89C51引 腳配置 鍵盤接口電路 獨(dú)立式鍵盤：獨(dú)立式鍵盤中，每個(gè)按鍵占用一根 I/O 口線，每個(gè)按鍵電路相對(duì)獨(dú)立。 I/O 口通過(guò)按鍵與地相連， I/O 口有上拉電阻，無(wú)鍵按下時(shí)，引腳端為高電平，有鍵按下時(shí)，引腳電平被拉低。 I/O口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外部可不接上拉電阻。 鍵盤接口電路如圖 23所示： 圖 23鍵盤接口電路 顯示 電路 對(duì)于現(xiàn)實(shí)電路我們可以采用數(shù)碼管，也可以采用液晶顯示，液晶又分字符型和點(diǎn)陣型，我們使用的液晶是字符型液晶，并且?guī)ё址麕?kù)的，不需要查找代碼。英文字符就可。 液晶電路使用時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)液晶不亮可以調(diào) 節(jié)連接液晶的點(diǎn)位器，改變液晶的亮度。顯示電路如圖 24 所示： 圖 24 數(shù)碼管封裝圖及數(shù)據(jù)線與數(shù)碼管管腳關(guān)系 路程測(cè)量部分 出租車中需要一個(gè)能準(zhǔn)確獲得車輪轉(zhuǎn)動(dòng)即路量信號(hào)的裝置 ,以得到標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)送入單片機(jī)的定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 T1 即 P3. 5 引腳 ,利用單片機(jī)的 T1 的計(jì)數(shù)功能完成 100 次的計(jì)數(shù)后產(chǎn)生一中斷來(lái)完成路程的測(cè)量。 (設(shè)車輪周長(zhǎng)為 1 m ,則霍爾傳感器每產(chǎn)生 100 個(gè)脈沖便表示車已行程 0. 1 km ,根據(jù)際情況在程序中進(jìn)行設(shè)置 ) 。汽車聯(lián)軸器按圓周間隔嵌入磁鋼 ,用霍傳感器集成芯片 A44E 測(cè)并輸出脈沖 ,其工作原理如圖 4 所示 ,霍爾傳感器集成芯片 A44E 有信號(hào)轉(zhuǎn)換、電壓放大、等功能 ,為增加其抗干擾的能力 ,經(jīng)過(guò) 74L S14 對(duì)信號(hào)整形后再通過(guò)光偶送入 P3. 5 引腳。 圖 25 路程測(cè)量電路 單片機(jī)各引腳功能說(shuō)明 AT89S52 電路圖如圖 26所示 ： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù) 據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行。校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 圖 26 AT89S52 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P2口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向