【正文】 括起步價、行車?yán)锍逃嬞M、等待時間計費三部分，用 1602 液晶 顯示總金額，運行時間，暫停時間，最大值為 元，起步價為 元， 3Km之內(nèi)起步價計費，超過 3Km，設(shè)速度為 100m/s， 10s 增加 元（即 1KM 增加 元），等待時間單價為每分鐘 元，用液晶顯示總里程，同時用液晶顯示等待時間和運行花費時間。 ①、計費功能 費用的計算是按行駛里程收費。設(shè)起步價為 元。 當(dāng)里程 3km 時，按起價計算費用 當(dāng)里程 3km 時，每公里按 元計費 等待累計時間 2min 時，按 元 /min 計費 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。計程范圍 099km，精確到 1km。 顯示等候時間：用兩位數(shù)字顯示，顯示方式為“ XX” ,單位為 min。計時范圍 059min，精確到 1min。 顯示總費用：用四位數(shù)字顯示，顯示方式為“ ” ,單位為元。計價范圍 元，精確到 元。 系統(tǒng)主要功能 本出租車自動計費，上電后顯示最初的起步價，里程計費單價，等待時間計費單價，通過按鍵可以調(diào)節(jié)起步價，里程計費單價，等待時間計費單價。同時具有運行，暫停，停止等狀態(tài)，可以顯示運行的時間，同時可以顯示 暫停的時間，具有累加功能，暫停和運行時間在暫停和運行前一次的狀態(tài)上計時。 出租車停止后能夠顯示行駛的總費用。 方案論證與比較 方案一：采用數(shù)字電子技術(shù)，利用 555 定時芯片構(gòu)成多諧振蕩器，或采用外圍的晶振電路作為時鐘脈沖信號，采用計數(shù)芯片對脈沖盡心脈沖的計數(shù)和分頻，最后通過譯碼電路對數(shù)據(jù)進行譯碼，將譯碼所得的數(shù)據(jù)送給數(shù)碼管顯示，一下是該方案的流程框圖，方案一如圖 11所示： XXXXXXXXX大學(xué) 課程設(shè)計說明書 3 圖 11方案一 案二：采用 EDA 技術(shù)，根據(jù)層次化設(shè)計理論，該設(shè)計問題自頂向下可分為分頻模塊，控制模塊 計量模塊、譯碼和動態(tài)掃描 顯示模塊，其系統(tǒng)框圖如圖 12所示： 圖 12方案二 方案三：采用 MCU 技術(shù)，通過單片機作為主控器，利用 1602 字符液晶 作為顯示電路，采用外部晶振作為時鐘脈沖，通過按鍵可以方便調(diào)節(jié)，以 下是方案三的系統(tǒng)流程圖，本方案主要是必須對于數(shù)字電路比較熟悉，成本又 不 高。方案圖如圖 13 所示： 圖 13方案三 方案總結(jié)：通過各個方案的比較 ， 本次采用方案三，不但控制簡單，而且成本低廉，設(shè)計電路簡單。 XXXXXXXXX大學(xué) 課程設(shè)計說明書 4 第二章 出租車計價系統(tǒng)的硬件設(shè)計 振蕩電路 單片機內(nèi)部有一個高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，其輸出端為引腳 XTAL2。通過這兩個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)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 振蕩電路脈沖經(jīng)過二分頻后作為系統(tǒng)的時鐘信號，再在二分頻的基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生 ALE 信號，此時得到的信號時機器周期信號。 振蕩電路如圖 21 所示： 圖 21 振蕩電路 復(fù)位電路設(shè)計 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)生一個復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后，通過外部電容充電來實現(xiàn)單片機自動復(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間（ 2 個機器周期），單片機就可以進行復(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 獨立式鍵盤：獨立式鍵盤中，每個按鍵占用一根 I/O 口線，每個按鍵電路相XXXXXXXXX大學(xué) 課程設(shè)計說明書 5 對獨立。 I/O 口通過按 鍵與地相連， I/O 口有上拉電阻，無鍵按下時，引腳端為高電平，有鍵按下時，引腳電平被拉低。 I/O 口內(nèi)部有上拉電阻時，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 對于現(xiàn)實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陣型，我們使用的液晶是字符型液晶，并且?guī)ё址麕斓?，不需要查找代碼。英文字符就可。 液晶電路使用時，如果發(fā)現(xiàn)液晶不亮可以調(diào)節(jié)連接液晶的點位器，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 路程測量部分 出租車中需要一個能準(zhǔn)確獲得車輪轉(zhuǎn)動即路量信號的裝置 ,以得到標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號送入單片機的定時 / 計數(shù)器 T1 即 P3. 5 引腳 ,利用單片機的 T1 的計數(shù)功能完成 100 次的計數(shù)后產(chǎn)生一中斷來完成路程的測量。 (設(shè)車輪周長為 1 m ,XXXXXXXXX大學(xué) 課程設(shè)計說明書 6 則霍爾傳感器每產(chǎn)生 100 個脈沖便表示車已行程 0. 1 km ,根據(jù)際情況在程序中進行設(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 有信號轉(zhuǎn)換、電壓放大、等功能 ,為增加其抗干擾的能力 ,經(jīng)過 74L S14 對信號整形后再通過光偶送入 P3. 5 引腳。 圖 25 路程測量 電路 單片機各引腳功能說明 AT89S52 電路圖如圖 26 所示 ： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行 圖 26 校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 圖 26 AT89S52 P1口： P1 口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P2口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，XXXXXXXXX大學(xué) 課程設(shè)計說明書 7 當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高 八位地址信號和控制信號。 P3口： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89S52 的一些特殊功能口， P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪 問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 1602 液晶的簡介 字符型液晶 1602 主要技術(shù)參數(shù)如表 21 所示： 顯示容量： 16*2 個字符 芯片工作電壓： — 工作電流： () 模塊最佳工作電壓： 字符尺寸： *（ W*H） mm 表 21 字符型液晶 1602 主要技術(shù)參數(shù) 接口信號說明如表 22 所示： XXXXXXXXX大學(xué) 課程設(shè)計說明書 8 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 Vss 電源地 9 D2 DataI/O 2 VDD 電源正極 10 D3 DataI/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 DataI/O 4 Rs 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 DataI/O 5 R/W 讀 /寫選擇端（ H/L） 13 D6 DataI/O 6 E 使能信號 14 D7 DataI/O 7 D0 DataI/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 DataI/O 16 BLK 背光源負(fù)極 表 22 1602 接口信號說明 控制器接口說明（ HD44780 及兼容芯片） 基本操作時序 a 讀狀態(tài)：輸入： Rs=L, Rw=H, E=H 輸出： D0— D7=狀態(tài)字 b 寫指令：輸入： Rs=L, Rw=L, D0— D7=指令碼 輸出：無 E=高脈沖 C 讀數(shù)據(jù)：輸入： Rs=H, Rw=L, E=H 輸出： D0— D7=數(shù)據(jù) d 寫數(shù)據(jù)：輸入： Rs=H, Rw=L, D0— D7=數(shù)據(jù) 輸出：無 E=高脈沖 狀態(tài)字說明如表 23所示： STA7 D7 STA6 D6 STA5 D5 STA4 D4 STA3 D3 STA2 D2 STA1 D1 STA0 D0 表 23狀態(tài)字說明（ a） STA06 當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值 STA7 讀寫操作使能 1：禁止 0：允許 表 24 狀態(tài)字說明（ b） 注：對控制器進行讀寫操作之前，都必須進行讀寫檢測，確保 STA7 為 0 RAM 地址映射圖 控制器內(nèi)部帶有 80*8 位的 RAM 緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如下圖