【正文】 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī) 設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器 目 錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 ??????????????????? ???? ?? Ⅰ 摘 要?????????????????????????????Ⅱ 第 1 章 緒 論 前言????????????????????????? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求 ???????????????????? 第 2 章 單元電路的選擇與計(jì)算 控制電路??????????????????????? 電源電路 ??????????????????????? 信號(hào)采集 電路 ????????????????????? 顯示電路 ??????????????????????? 鍵盤電路 ??????????????????????? 第 3 章 總電路 原理圖 ???????????????????????? 系統(tǒng)工作原理 ????????????????????? 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序 ???????????????????????? 里程計(jì)數(shù) 中斷 程序 ??????????????????? 計(jì)算程序 ????????????????????? ?? 顯示程序 ??????????????????????? 鍵盤程序 ??????????????????????? 程序????????????????????????? 結(jié)論 /展望 參考文獻(xiàn) 2 摘 要 近年來(lái)， 城市建設(shè)日益加快， 我國(guó)出租汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，成為人們工作、生活中不可缺少的交通工具。出租汽車服務(wù)行業(yè)和出租汽車計(jì)價(jià)器緊密相關(guān)，因?yàn)槌鲎馄嚤仨毎惭b出租汽車計(jì)價(jià)器才能投入營(yíng)運(yùn)。出租汽車計(jì)價(jià)器是一種能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行計(jì)價(jià)，并直接顯示車費(fèi)值的 計(jì)量器具。 計(jì)價(jià)器作為出租車的一個(gè)重要組成部分，關(guān)系著出租車司機(jī)和乘客的雙方利益，起著重要作用，因此，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)廣大出租車司機(jī)和乘客來(lái)說(shuō)是很必要的。本課題是出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)器的實(shí)用性。整個(gè)系統(tǒng)是以 89C52 單片機(jī)為中心，采用 A44E霍爾傳感器對(duì)輪胎轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車?yán)锍痰臏y(cè)量。 本課題主要研究出租車計(jì)價(jià)器的硬件設(shè)計(jì)。論文詳細(xì)闡述了該計(jì)價(jià)器的總體設(shè)計(jì)：時(shí)鐘電路模塊、掉電存儲(chǔ)模塊、里程檢測(cè)模塊、 LED顯示模塊、鍵盤模塊等。 【關(guān)鍵詞】 AT89C52；霍爾傳感器； LED 顯示 3 第一章 緒論 言 隨著生活水平的提高，人們已不再滿足于衣食住的享受，出行的舒適已受到越來(lái)越多人的關(guān)注。于是，出租車行業(yè)以低價(jià)高質(zhì)的服務(wù)給人們帶來(lái)了出行的享受。但總存在著買賣糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計(jì)價(jià)器，用更加精良的計(jì)價(jià)器來(lái)為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。 我國(guó)在 70年代開始出租車，但那時(shí)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)大都是國(guó)外進(jìn)口不但不夠準(zhǔn)確，價(jià)格還十分昂貴。隨著改革開放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭已十分突出，國(guó)內(nèi)各機(jī)械廠家紛紛推出國(guó)產(chǎn)計(jì)價(jià)器。出租車計(jì)價(jià) 器的功能從剛開始的只顯示路程（需要司機(jī)自己定價(jià)，計(jì)算后四舍五入），到能夠自主計(jì)費(fèi)，以及現(xiàn)在能夠打發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變價(jià)等功能。隨著城市旅游業(yè)的發(fā)展，出租車行業(yè)已成為城市的窗口，象征著一個(gè)城市的文明程度。 凡乘過(guò)出租車的人都知道，只要汽車開動(dòng)，隨著行駛里程的增加，就會(huì)看到汽車前面的計(jì)價(jià)器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大，而當(dāng)行駛到某一值時(shí)，計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示開始從起步價(jià)增加。當(dāng)出租車到達(dá)某地需要在那里等候時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，每等候一定時(shí)間，計(jì)費(fèi)顯示就增加一個(gè)該收的等候費(fèi)用。汽車?yán)^續(xù)行駛時(shí)，停止計(jì)算 等候費(fèi)，繼續(xù)增加里程計(jì)費(fèi)。到達(dá)目的地，便可按顯示的數(shù)字收費(fèi)。 出租車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益，具有良好性能的計(jì)價(jià)器無(wú)論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有應(yīng)用價(jià)值的。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求 本設(shè)計(jì)采用 AT89C52 單片機(jī)為主控器，以 A44E 霍爾傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的多功能的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，并采用掉電存儲(chǔ)單元 AT24C01 來(lái)實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息，輸出采用 6段數(shù)碼顯示管。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)白天，黑夜，中途等待來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)具體要求： 實(shí)現(xiàn)當(dāng)前車速的檢測(cè)； 實(shí)現(xiàn)運(yùn)行里程的檢測(cè)； 實(shí)現(xiàn)出租車費(fèi)用的計(jì)算并顯示信息。 4 第二章 單元電路的選擇與計(jì)算 一、控制電路 （一） 方案論證與選擇 主機(jī)主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集的處理、計(jì)算，以及控制顯示等模塊，它可以有兩種選擇方案： 方案一： 采用數(shù)字電路控制。將傳感器輸出的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大整形作為移位寄存器的脈沖，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，但是考慮到這種電路過(guò)于簡(jiǎn)單，性能不夠 穩(wěn)定，而且不能調(diào)節(jié)單價(jià)，也不能根據(jù)天氣調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)保準(zhǔn)，電路也不夠?qū)嵱?。電路框圖如圖 1所示： 圖 1 數(shù)字電路方案 方案二：采用單片機(jī)控制。 以單片機(jī)為核心 ,設(shè)計(jì)上采用 89S51 單片機(jī)為主控器，以 A44E 霍爾傳感器測(cè)距，并采用 AT24C02 實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息，輸出采用 7段數(shù)碼顯示管。利用單片機(jī)豐富的 I/O 端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)整、顯示功能。原理結(jié)構(gòu)如圖 2所示： 圖 2 單片機(jī)控制方案 AT89C51 單片機(jī) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及時(shí)鐘模塊 里程采集模塊 顯示模塊 存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展模塊 鍵盤模塊 打印模塊 金額顯示 單價(jià)顯示 電源電路及保護(hù)電路 里程傳感器 移位寄存器電路 5 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)白天，黑夜，中途等待來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)。單片機(jī)計(jì)算總價(jià)的公式為：總價(jià) =起步價(jià) +單價(jià) *（總里程 起步里程）。 AT89C52 作為一個(gè)單片微型計(jì)算系統(tǒng)，靈活性高，其強(qiáng)大的控制處理功能和可擴(kuò)展功能為設(shè)計(jì)電路提供了很好的選擇。 通過(guò)比較以上兩方案，我們知道采用數(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，對(duì)于模式的切換需要用到機(jī)械開關(guān)，機(jī)械開關(guān)時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，功能難以實(shí)現(xiàn)。為此采用了單片機(jī)進(jìn)行設(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?容易的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，有較大的活動(dòng)空間，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能，方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和功能擴(kuò)展。所以我們采用第二方案，用 AT89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)的功能。 （二）單片機(jī)的最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)，是指能維持單片機(jī)運(yùn)行的最簡(jiǎn)單配置的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用來(lái)構(gòu)成簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)。 復(fù)位電路 單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要進(jìn)行復(fù)位操作，以便使 CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 AT89C52 單片機(jī)有一個(gè)引腳 RST，它是施密特觸發(fā)器的 輸入端，其輸出端接復(fù)位電路的輸入。 復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩脈沖周期（即二個(gè)機(jī)器周期）以上，若使用頻率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò) 4μ s才能完成復(fù)位操作。 復(fù)位有電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種。手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。本次設(shè)計(jì)中，為方便操作，采用手動(dòng)復(fù)位的電平復(fù)位。其復(fù)位電路如下表示： 復(fù)位電路連接圖如圖 3 所示： P 1 . 0 V C CP 1 . 1 P 0 . 0P 1 . 2 P 0 . 1P 1 . 3 P 0 . 2P 1 . 4 P 0 . 3P 1 . 5 P 0 . 4P 1 . 6 P 0 . 5P 1 . 7 P 0 . 6R E T P 0 . 7P 3 . 0 E A /V P PP 3 . 1 A L E / P R O GP 3 . 2 P S E NP 3 . 3 P 2 . 7P 3 . 4 P 2 . 6P 3 . 5 P 2 . 5P 3 . 6 P 2 . 4P 3 . 7 P 2 . 3X T A L 2 P 2 . 2X T A L 1 P 2 . 1GND P 2 . 0U1A T 8 9 C 5 2SC11 0 u FR12 0 0R21 0 k+ 5 V 圖 3 復(fù)位電路連接圖 圖為 80C51 型單片機(jī)上電手動(dòng)復(fù)位電路。 RC 構(gòu)成微分電路在接電瞬間，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖，其寬度若大于 2個(gè)機(jī)器周期， 80C51型單片機(jī)將復(fù)位。為保證 6 微分脈沖寬度足夠大， RC時(shí)間常數(shù)應(yīng)大于 2個(gè)機(jī)器周期。一般取 10Uf 電容、 10k電阻。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路如圖 4 所示： P 1. 0 V C CP 1. 1 P 0. 0P 1. 2 P 0. 1P 1. 3 P 0. 2P 1. 4 P 0. 3P 1. 5 P 0. 4P 1. 6 P 0. 5P 1. 7 P 0. 6R E T P 0. 7P 3. 0 E A /V P PP 3. 1 A L E / P R O GP 3. 2 P S E NP 3. 3 P 2. 7P 3. 4 P 2. 6P 3. 5 P 2. 5P 3. 6 P 2. 4P 3. 7 P 2. 3X T A L 2 P 2. 2X T A L 1 P 2. 1GND P 2. 0U1A T 89 C 5 2C13 3u FC23 3u FY11 2M H z 圖 4 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才能為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。振蕩頻率取決于石英晶體的振蕩頻率，頻率范圍可取 — 12MHz。C C4 主要起頻率微調(diào)和穩(wěn)定作用，電容值可取 5~30pF。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行也就快，但反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度快對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高，對(duì)印刷電路板的工藝要求也高 （線間寄生電容要?。?。在本次設(shè)計(jì)中，選取晶振頻率為 12MHz,C1 和 C2 的值均為 33uF。 二、電源電路 任何電子設(shè)備都需要用直流電源供電，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的的方法是采用各種半導(dǎo)體直流電源。隨著把半導(dǎo)體集成電路工藝的發(fā)展，已制成多種集成穩(wěn)壓器。它體積小、重量輕、可靠性高，而且安裝、調(diào)試方便。此次設(shè)計(jì)中采用三端固定輸出穩(wěn)壓器。 （一）指標(biāo)參數(shù) 目前國(guó)產(chǎn)的 W78XX 系列三端穩(wěn)壓器，輸出固定的正電壓，有 5V、 6V、 59V、 12V、 15V、 18V 和 24V 七個(gè)檔次輸出電流為 。選擇三端穩(wěn)壓器時(shí)，應(yīng)注意以下幾 個(gè)參數(shù)： 最大輸入電壓 最小輸入輸出電壓差 輸出電壓 最大輸出電流 輸出電阻 7 （二）電源電路 此次設(shè)計(jì)用輸出固定電壓的穩(wěn)壓電路（正電壓）。如圖所示是 W78XX 系列作為固定輸出時(shí)的典型接線圖。為保證穩(wěn)壓器正常工作，最小輸入輸出電壓差至少為 2~3V。電容 Ci 在輸入線較長(zhǎng)時(shí)抵消其電感效應(yīng)，以防止產(chǎn)生自激振蕩； Co的作用是消除電路的高頻噪聲，改善負(fù)載瞬間的響應(yīng)。電源電路如圖 5所示： 圖 5 電源電路 三、信號(hào)采集電路 主要是通過(guò)傳感器對(duì)采集車軸轉(zhuǎn)數(shù)，通過(guò)主機(jī)模塊進(jìn)行計(jì)算，從而得出里程 、金額等信息。通過(guò)對(duì)傳感器的工作方法研究發(fā)現(xiàn)，傳感器 A44E 是比較符合此次設(shè)計(jì)的原理。霍 爾傳感器是一種磁傳感器。用它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合使用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)?；魻柶骷性S多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá) 1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。 A44E 屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（ ～ 18V），其輸出的信號(hào)符合 TTL 電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的 IO 端口上，而且其最高檢測(cè)頻率 可達(dá)到 1MHZ。 A44E 集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器 A、霍耳電勢(shì)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 O