【正文】 單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 1 基于單片機的出租車計價系統(tǒng)設(shè)計 1 設(shè)計目的，要求和設(shè)計方法 （ 1） 學(xué)習(xí)基本理論在實踐中綜合運用的初步經(jīng)驗，掌握電路設(shè)計的基本方法、設(shè)計步驟 ,培養(yǎng)綜合設(shè)計與調(diào)適能力 ,進一步提高綜合運用所學(xué)知識和設(shè)計能力的的目的。 （ 2） 掌握 C 語言程序設(shè)計方法。 （ 3） 培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力，并具備一定程度的設(shè)計能力 。 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，等待，暫停等狀態(tài)，可以顯示 暫停的時間。出租車停止后能夠顯示行駛的總費用。 費用的計算是按行駛里程收費。設(shè)起步價為 元。 當里程 3km時，按起價計算費用。 當里程 3km時，每公里按 元計費。 等待累計時間 2min 時，按 元 /min 計費。 顯示行駛里程：用兩位數(shù)字顯示，顯示方式為“ XX” ,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。 設(shè)計方法 本設(shè)計采用 AT89C51單片機為主控器，并用開關(guān)或者頻率信號發(fā)生器模擬車速，利用AT89C51的定時器工作在方式 1下定時實現(xiàn)對出租車的計時及計價設(shè)計，輸出采用 LCD 液單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 2 晶顯示屏顯 示。 2 設(shè)計方案及原理 設(shè)計方案 本設(shè)計，利用單片機豐富的端口和控制的靈活性， 采用 AT89C51 單片機為主控器，并用開關(guān)或頻率信號發(fā)生器模擬車速， 通過石英振蕩器 ， LCD 液晶顯示和發(fā)光二級管以及單片機內(nèi) 部程序構(gòu)成完整的出租車計價系統(tǒng)，基本可以實現(xiàn)了按運行狀態(tài)計價的功能，價格調(diào)整功能。 設(shè)計原理 出租車計價是根據(jù)車所行駛的路程以及乘客乘車的里程綜合決定的。出租車行駛總路程可以通過車輪的周長乘車輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)得到。即可計算得到車輪旋轉(zhuǎn)幾周出租車能行駛一公里的路程。通過計數(shù)接收到的脈沖個數(shù)，計算出當前所行駛的路程。同時，通過 LCD液晶顯示器顯示當前的行駛里程、等待時間和需支付的車費。出租車計價器用于記錄里程、起步公里數(shù)與價格的關(guān)系。模擬出租車計價器能根據(jù)總里程數(shù)、起步公里數(shù)的情況作出相應(yīng)報價等。 3 出租車 計價器系統(tǒng)的硬件設(shè)計 出租車硬件框圖 AT89C52電 源 電 路按 鍵 電 路時 鐘 電 路傳 感 器（ 按 鍵 代 替 ）液 晶 顯 示L E D 燈 指 示 圖 21系統(tǒng)的硬件框圖 出租車計價器硬件連接圖 AT89C51 的最小系統(tǒng)：時鐘電路是單片機內(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 30pF）。這樣就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。復(fù)位操作是按單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 3 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 R R2 分壓，在 RESET 端產(chǎn)生一個復(fù)位高電平。 AT89C51 的最小系統(tǒng)硬件圖如圖 (a)所示。 C11nFC21nFX1CR Y S T A LX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1C31nFR11 0 k234567891R P 1RE S P A C K 8D1L E D R E DD2L E D R E DD3L E D R E D運行 等待 暫停初始選擇初始調(diào)節(jié)開始運行模式選擇終止路程D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 7 L 圖 (a) AT89C51 的最小系統(tǒng)硬件圖 液晶顯示和 LED 燈指示電路：顯示電路對于現(xiàn)實電路我們采用液晶顯示，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 ,英文字符就可以。運行狀態(tài)指示電路采用發(fā)光二級管對運行方式進行指示，可清楚看到計價器的運行狀態(tài)。液晶顯示和 LED 燈指示電路如圖 (b)所示。 圖 (b) 液晶顯示和 LED 燈指示電路 按鍵電路：按鍵電路 是通過按鍵去調(diào)節(jié)初始選擇、調(diào)節(jié)，模式選擇，開始運行，終止等功能?；魻杺鞲衅骼锍逃嬎闶峭ㄟ^安裝在車輪旁的霍爾傳感器檢測到的信號，送到單片機，經(jīng)處理計算 ,送給顯示單元的。而由于本次實驗室的局限不能利用霍爾傳感器，所以我們利用按鍵來代替霍爾傳感器，通過按一次鍵代表汽車行駛了 1 公里，當在行駛過程中通過按鍵來選擇運行狀態(tài)。按鍵電路如圖 (c)所示。 單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 4 圖 (c) 按鍵電路 4 出租車計價器系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)流程圖 出租車計價器系統(tǒng)流程圖如附錄 1 所示。 源程序代 碼 根據(jù)設(shè)計的要求，在本系 統(tǒng)中主要有主程序和延時程序，主程序中包括中斷服務(wù)程序和鍵盤顯示子程序、計算子程序等。現(xiàn)在應(yīng)用更廣泛的是單片機 C 語言，因其簡單明了，故此次課程設(shè)計采用單片機 C 語言編程。程序源代碼如附錄 2 所示。 程序調(diào)試域運行結(jié)果 在 Keil C51 uvision4 中對系統(tǒng)建立項目，選定合適的單片機 AT89C51，創(chuàng)建一個計價器的新文件，并將上述的源程序進行編輯和選項操作進行編譯，以生成計價器的 HEX 文件。 5 系統(tǒng)仿真 及實際 調(diào)試 運行圖示 仿真開始后，首先按動初始選擇按鈕， 則可以在運行單價，等待單價，起步價之 間切換，每按一次切換一個量，選定后可以按動初始調(diào)節(jié)按鈕進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后，按下開始運行按鈕則開始運行，選擇運行模式后開始計費，不同的運行模式會有不同的指示燈亮起，在運行過程中液晶屏?xí)S時顯示走過的路程和等待的時間，以及總的費用。仿真圖如附錄 3 所示。 仿真問題分析 問題需要改進，例如本設(shè)計經(jīng)過多次的調(diào)試與改正，最終達到了設(shè)計方案中的結(jié)果。在仿真試驗中各種設(shè)計要求都能夠得到驗證。但由于設(shè)計的原因，本系統(tǒng)仍然總在一些自動化程度不夠，運行模式還需要手動選擇。 6 總結(jié) 出租車計費器系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)全部完成，能 利用 AT89C51 單片機對出租車啟動，停止，單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 5 暫停等運行狀態(tài)進行選擇和顯示，能將單價和費用適時通過 LCD 顯示出來。本款出租車計價器包括單價輸出、單價調(diào)整、顯示當前的總費用等功能。雖然達到了基本的設(shè)計目的，但仍然存在一些問題，策劃的不夠全面，對單片機不夠熟悉，系統(tǒng)編寫不夠簡潔完善，使得計價器計費不夠細致，不夠人性化。 經(jīng)過這次課程設(shè)計讓我學(xué)會了很多的東西。經(jīng)過自己努力，基本上完成了設(shè)計要求的內(nèi)容，在系統(tǒng)可行性分析、原理圖設(shè)計等方面都作了一些實際工作，同時也遇到了一些問題，存在一些不足。學(xué)會了怎么去查找些資料，把 所找到的東西與自己的問題所結(jié)合起來并給予解決。這次設(shè)計使我學(xué)會把以前學(xué)到的理論知識應(yīng)用于實踐，使我認識到理論知識與實踐之間有一定的差距，只有通過不斷的努力學(xué)習(xí)和實踐才能很好的把理論知識應(yīng)用到實踐當中，也只有通過不斷的實踐才能加深對理論知識的理解。 參考文獻 [1] 王思明，張金敏，張鑫等 .單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 .北京：科學(xué)出版社 ,2021 [2] 張金敏，董海棠，高博等 .單片機原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 .成都： 西南交通大學(xué)出版社 , 2021 [3] 李華，王思明 ，張金敏 .單片機原理及應(yīng)用 .蘭州：蘭州大學(xué)出版社 ， 2021 單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告 6 附錄 1 開 始定 時 器 初 始 化液 晶 初 始 化V = ?調(diào) 節(jié) 每 公 里 價 格數(shù) 據(jù) 處 理顯 示 函 數(shù)是 開 啟 動 ？液 晶 清 屏V 1 = ?等 待數(shù) 據(jù) 處 理顯 示 函 數(shù)是 否 終 止 ？液 晶 清 屏清 零 函 數(shù)結(jié) 束調(diào) 節(jié) 起 步 價 格調(diào) 節(jié) 等 待 時 間 價 格否是V = 1V = 2V = 3否是暫 停運 行否是否是V 1 = 1 V 1 = 2V 1 = 3判 斷 按 鍵 函