【正文】 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計論文基于STC89C52單片機出租車計價器設計摘 要隨著城市建設日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展?，F在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動計價器，所以計價器技術的發(fā)展有很好的前景。盡管小城市尚未普及，但計價器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計價器的市場還是十分有潛力的。出租車計價器是單片機的一種典型應用。基于單片機的計價器是由單片機和外部電路組成。包括檢測模塊，控制模塊，人機模塊。里程檢測模塊由A44E構成，控制模塊包括STC89C52單片機和AT24C02，人機模塊包括獨立鍵盤和LED動態(tài)顯示。系統性能指標；、行駛里程和總金額；。通過多次調試系統性能達到設計要求。關鍵詞：STC89C52，霍爾傳感器A44E ，I2C總線，動態(tài)顯示Design of Taximeter Based on STC89C52ABSTRACTWith the rapid development of city constriction, the taxi industry which symbolizes the cityscape also has an accelerated progress. Nowadays the automatic taximeter has been widely used in taxi industry in many cites. Therefore, the development of automatic taximeter is doomed. Although automatic taximeter is not spread in some towns, there is no doubt that it would be popularized. Thus, in future the business of automatic taximeter is still potential. One typical application of single chip puter is automatic taximeter. The hardware of this design is posed of single chip puter and peripheral circuits which consist of Detection Unit, Processing Unit and Human Computer Interaction Unit. The Detection Unit is based on Halleffect sensor. The Processing Unit contains STC89C52 and AT24C02. Human Computer Interaction Unit is posed of keyboard and LED.The function of this system includes as follows:1. Set the unit price。2. Display the unit price, total amount and mileage.3. Accuracy: . After repeatedly debugging, the performance of this system is reached the design requirements. KEY WORDS: STC89C52, Halleffect sensor, A44E, I2C Bus, Dynamic display4目　錄前　言 1第1章 系統工作原理 3 功能要求 3 基本原理 3第2章 硬件設計 5 單片機最小系統單元 5 霍爾傳感器單元 6 掉電存儲單元 8 鍵盤調整單元 9 顯示單元 10第3章 軟件設計 14 系統主程序 14 里程計數中斷程序 15 中途等待中斷程序 15 計算程序 17 顯示程序 18 鍵盤程序 18第4章 調試改進過程及運行結果分析 21 動態(tài)掃描的調試和分析 21 AT24C02的編程與調試 21 按鍵查詢功能的實現 21 計算程序的分析與設計 22 結果分析與性能改進 23 計價器系統的仿真 23結　論 26謝 辭 27參考文獻 28附 錄A 系統原理圖 30附 錄B 仿真圖PCB板 31附 錄C 系統源程序 33外文資料翻譯 55前　言單片機是一種可通過編程控制的微處理器，雖其自身不能單獨用在某項工程或產品上，但當其與外圍數字器件和模擬器件結合時便可發(fā)揮強大的功能，現在單片機已廣泛應用于眾多領域。舉例如下：1. 工業(yè)自動化。如數據采集、測控技術。2. 智能儀器儀表。如數字示波器、數字信號源、感應電流表等。3. 消費類電子產品。如空調機、微波爐、IC卡、汽車電子設備等。4. 通信方面。如調制解調器、程控交換技術等。5. 武器裝備。如飛機、軍艦、導彈、魚雷制導、智能武器等。作為與自動化技術和電子密切相關的理工科學生，掌握單片機是最簡單也最基礎的要求。為了進一步豐富和鞏固單片機知識，也為了能更好的聯系實際應用，本次畢業(yè)設計選擇了基于單片機STC89C52控制的出租車計價器，并力求能做出實物。鑒于電子技術、計算機技術以及各種更先進的仿真軟件的出現，使用高級語言如C代替匯編語言進行編程和控制已成為現實，也成為一種發(fā)展趨勢。單片機C語言編程相對于MC51匯編語言編程有如下優(yōu)點：1. 對單片機的指令系統不需要有很深的理解就可以編程操作單片機。2. 寄存器分配、不同存儲器的尋址及數據類型等細節(jié)完全由編輯器自動處理。3. 程序有規(guī)范的結構，可分為不同的函數，可使程序結構化。4. 庫中包括許多標準子程序，具有較強的處理能力，使用方便。5. 具有方便的模塊化編程技術，使已編好的程序便于移植，可極大縮短開發(fā)時間，增加程序的可讀性和可維護性。事實上，當今許多硬件的開發(fā)都已開始用C語言編程，如各種單片機、DSP、ARM等，用C語言進行工業(yè)控制也已成為一種趨勢，為了更好的適應當今社會形勢，為了更好的面對挑戰(zhàn)、把握機遇，此次畢業(yè)設計決定嘗試用C語言編程完成。也希望能在進一步熟悉單片機控制的同時，對數字電子技術、模擬電子技術、計算控制技術以及常用外圍芯片有更深層次的了解，提高自己的綜合能力。綜上：基于單片機STC89C52設計的出租車計價器不僅可方便的用軟件代替硬件，降低成本，具備一般計價器的計算里程和顯示總金額的功能，還具備了掉電保持，白天、夜晚單價切換，并且還可很方便的擴展為速度測試儀，具有很好市場前景。功能要求1. 設計一個出租車計價器，并利用霍爾傳感器和單片機內集成的計數器測試出出租車運行里程。2. 要求單價可調，并要求對等待時間進行計時。3. 利用I2C總線通過EEPROM對存儲空間進行擴展，使其具備掉電存儲功能。4. 有完整的軟件仿真結果和硬件電路，并用Protel設計系統原理圖。 第1章 系統工作原理 功能要求出租車計價器是根據乘客乘坐汽車行駛距離和等候時間的多少進行計價的,并在行駛中同步顯示本次消費、運行里程、運行單價以及等待時間等信息。從起步開始，當汽車行駛里程未滿3公里時，均按起步價計算。超過3公里后,實現每1公里單價收費，中間遇到暫停時，計程數不再增加，開始計時收費，計程收費和計時收費的和便構成了一位乘客的車費。同時，白天和夜晚價格不同，可以進行切換。白天單價、夜晚單價、等待單價和起步價格都可通過獨立鍵盤進行調節(jié)。（默認起步價為5元/3公里，，等待計時單價為1元/1分鐘）為提高計時、計價精度，確保乘客對自己消費的知情權，同時為減少司機朋友來回調整單價以及停車后需重設單價的麻煩，計價器應具有掉電保持功能，即當重新啟動后維持原有數值（包括總金額、等待時間、行駛里程、單價）不變，直至強制按下清零鍵，計價器顯示起步價（剛起步時對應總金額）、運行單價，為下一次計價做準備。 基本原理 計價器系統主要由五部分組成：分別為基于霍爾傳感器A44E的里程檢測單元、STC89C52單片機、外擴串行EEPROMAT24C0獨立鍵盤和LED顯示?；魻杺鞲衅髦饕糜跈z測汽車行使的里程數，出租車車輪每旋轉一周，霍爾傳感器A44E便產生一相應的脈沖輸出，并把該脈沖交由單片機進行處理，單片機則根據程序設定，通過計算脈沖個數換算出已行駛里程（里程=脈沖個數*出租車車輪周長），然后再根據從EEPROMAT24C02中讀取的單價等相關數據進行總的消費金額的計算：當里程小于3公里時，總金額=起步價+等待時間*等待單價；當里程大于3公里時，總金額=起步價+（里程3）*運行單價+等待時間*等待單價；計算好的金額、等待時間、里程和單價等數據信息都可實時地顯示在數碼管上。其中，等待時間可根據霍爾傳感器A44E是否有脈沖輸出加以判斷，如可設定等待時基為5s,即假如A44E在5s后仍無脈沖輸出便認為進入等待時間，并由單片機STC89C52內部計時器對其進行計時。獨立鍵盤可以調整單價等相關數據，當按下某按鍵，會給單片機相應端口一低電平信號，單片機會通過循環(huán)掃描檢測到此信號，并根據預先設置好的程序做出相應的處理；調整好的數據存儲到EEPROM中，掉電后可以使該數據不丟失，下次得電后直接從EEPROMAT24C02中讀到單片機，并通過數碼管實時顯示。系統結構圖如圖11所示。圖11系統結構圖 第2章 硬件設計 單片機最小系統單元主控機系統采用STC公司生產的 STC89C52單片機，它含有512 字節(jié)數據存儲器RAM，內置8K 的電可擦除FLASH ROM，可重復編程，大小滿足主控機軟件系統設計，所以不必再擴展程序存儲器。芯片外圍電路最高可接入40MHZ的晶振（AT單片機數值一般為24ＭＨＺ）。復位電路和晶振電路，以及P0口接入的10K的上拉電阻便構成了STC89C52 單片機工作所需的最簡外圍電路。單片機最小系統電路圖如圖21所示。 圖21 單片機最小系統STC89C52單片機的復位端接74LS14，它是一個史密特觸發(fā)輸入的芯片，高電平有效，具有穩(wěn)定波形的作用。RST端若由低電平上升到高電平并持續(xù)2個周期，系統將實現一次復位操作；在該復位電路中，按一下復位開關，利用電容沖放電的所產生的延時，就會在RST端產生一段時間的高電平，進而進行復位操作。外接12M的晶振和兩個30pF 電容組成系統的內部時鐘電路，其中電容主要起到濾波、微調以及利用其充放電過程幫助單片機晶振啟振的作用 [1] 。對于單片機的P0口，可以作為地址/數據總線使用，也可以作為一般的I/O口使用。但當其作為I/O使用時，由于輸出屬于開漏電路，無上拉電阻故也無法進行高低電平的操作，此時必須接上拉電阻，一般阻值選為10K。但P0口不能同時作為地址/數據總線和I/O使用。本設計利用Ｐ０口的I/O功能 [2] 。 霍爾傳感器單元A44E 屬于開關型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬(～18V)，其輸出的信號符合TTL電平標準，可以直接接到單片機的I/O 端口上，而且其最高檢測頻率可達到1MHZ[3] 。 A44E 集成霍耳開關由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢發(fā)生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五個基本部分組成。在輸入端輸入電壓Vcc，經穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據霍爾效應原理，當霍爾片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會產生霍爾電勢差VH輸出，該VH信號經放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到OC門輸出。當施加的磁場達到工作點時，觸發(fā)器輸出高電平，三極管導通， OC門輸出端輸出低電壓，這種狀態(tài)為開；當觸發(fā)器輸出低電平時，三極管截止，OC門輸出高電壓，這種狀態(tài)為關 [4] 。這樣兩次電壓變換，使霍爾開關完成了一次開關動作。A44E霍爾傳感器原理如圖22所示。圖22A44E霍爾傳感器原理里程計算主要通過霍爾傳感器A44E檢測完成，出租車車輪每旋轉一周，霍爾傳感器A44E便產生一相應的脈沖輸出，并把該脈沖交由單片機進行處理，單片機則根據程序設定，通過計算脈沖個數換算出已行駛里程：里程=脈沖個數*出租車車輪周長。其原理如圖23所示。圖23傳感器測距示意圖，即做為定時器/計數器1的輸入端，車輪每轉一圈（設車輪的周長是2米），霍爾開關便輸出一低電平信號，然后利用單片機定時器1對該脈沖計數，當計數達到500次時，則達到1公里，單片機將自動刷新里程、總金額等信息。 掉電存儲單元AT24C02的作用是在電源斷開的時候，存儲當前設定的總金額，等待時間，運行里程以及單價等信息。AT24C02 是Ateml公司的2KB的電可擦除存儲芯片，采用兩線串行的總線和單片機通訊，額定電流為1mA，靜態(tài)電流10uA()，芯片內的資料可以在斷電的情況下保存40年以上，而且采用8 腳的DIP 封裝，使用方便。AT24C02芯片引腳配置如圖24所示。圖24 AT24C02引腳配置圖圖中RR5 是上拉電阻，其作用是減少AT24C02 的靜態(tài)功耗。由于AT24C02的數據線和地址線是復用的，采用串口的方式傳送數據，只用兩根線SCL（時鐘脈沖）和SDA（數據/地址），進行傳送數據時遵守I2C總線協議。每當設定一次單價，系統就調用存儲程序，將單價信息保存在芯片內；當系統重新上電的時候，自動調用讀存儲器程序，將存儲器內的單價等信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。事實上AT24C