【正文】 提高了機電設備的技術水平和自動化程度，對各行各業(yè)的技術改造和產品更新換代起到了重要的推動作用。 [1] MCS51 單片機的應用特性 由于 MCS51 系 列單片機具有體積小、功能全、價廉、面向控制、應用軟件豐富、技術在不斷更新、開發(fā)應用方便等優(yōu)點，可以適應各個基于單片機出租車多功能計價器設計 4 應用領域的不同需要，因而具有極強的競爭力和生命力，應用前景廣闊。 [1] 設計目的及要求 設計任務 設計一款基于 AT89C51 單片機的多功能出租車計價器。 白天 規(guī)定出租車單程價格為 2 元 /公里 ，黑夜 則價格為 元 /公里起步公里數為 3 公里，價格為 8 元；若實際運行大于 3 公里， 按“設計任務 2”計算價格。 （ 4） IO 口分配的簡易要求 距離檢測使用霍爾開關 A44E 白天 /黑夜收費標準的轉換開關 數據的清零開關 單價的調整 —— 起步價、里程計費單價、等待時間計費單價 （ 5）數據輸出 基于單片機出租車多功能計價器設計 5 前 4 位數碼管實時顯示里程數（ Z），單位為公里，最后一位為小數位； 后 4 位數碼管時時顯示金額數（ J），單位為元，最后一位為小數位。輸出采用 8 段數碼顯示管。 圖 21數字電路方案圖 電路過于簡單，性能不夠穩(wěn)定，而且不能夠調節(jié)單價，也不能根據白天黑夜中途等待轉換計費標準，電路不夠實用。 移位寄存器 金額顯示 里程傳感器 單價顯示 電源電路及保護電路 基于單片機出租車多功能計價器設計 7 圖 22編碼器方案圖 此方法通常使干擾信號也能產生計數脈沖，分立元件過于復雜，電路穩(wěn)定性不好。設計采用 AT89C51單片機為主控器， A44E霍爾傳感器測距，實現對出租車的基本的計價設計，并采用AT24C02實現掉電保護，輸出采用 8段數碼顯示管動態(tài)顯示。 計價脈 沖 89C51 單片機 按鍵控制 復位電路 掉電保護 顯示模塊 時鐘電路 顯示總里程和總金額 磁感應傳感器 編碼器 解碼器 計 價 裝置 解碼寫入器 基于單片機出租車多功能計價器設計 8 系統的硬件構成及功能 本系統的硬件設計主要包括單片機 AT89C5數碼管顯示、 A44E霍爾傳感器 電路、 AT24C02 掉電存儲單元的設計、里程計算及計價單元的設計 ?？傮w方案圖如圖 24： 圖 24 總體方案圖 AT89C51 單片機及其引腳說明 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051是它的一種精簡版本。 GND 接地。 DISKRTO 位缺省為 RESET輸出高電平打開狀態(tài)。當 P0 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻 輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。這是由于內部上拉的緣故。 P3 口 ： P3 口 管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出4 個 TTL 門電流。 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗期間的控制信號。欲使 CPU僅訪問外部程序存儲器， EA 端必須保持低電平，需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 SDA：串行數據 I/O 端，用于輸入和輸出串行數據。當 WP 接地時允許芯片執(zhí)行一般的讀寫功能。 ② AT24C02 掉電存儲單元的設計 掉電存儲單元的作用是在電源斷開的時候，存儲當前設定的單價信息。 圖中 R1 R12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，所以只用兩根線 SCL（移位脈沖）和 SDA（數據 /地址）與單片機傳送數據。 里程計算、計價單元的設計 信號采集 主要是通過傳感器對 采集車軸轉數，通過主機模塊進行計算，從而得出里程，金額等信息?；魻杺鞲衅鳈z測并輸出信號到單片機的 IO 口計算脈沖輸入端，引起單片機的中斷，對脈沖計數，當計數達到特定的次數時，里程就會增加，單片機對里程進行計算后，通過接口電路將計算好的結果傳送到數碼管并顯示出來。 集成霍爾傳感器外形圖如圖 210 所示。當圈數達到 1000 次時，也就是一公里，單片機就控制將金額自動增加，其計算公式：當前單價 *公里基于單片機出租車多功能計價器設計 15 數 =金額。 圖 211 霍爾傳感器路程檢測電路 圖 電源電路設計 由于計價器的工作環(huán)境比較差 , 它要求有抗振動、抗高低溫、抗潮濕、抗電磁干擾等能力 , 特別是電源方面的干擾 , 如出租車啟動時 , 發(fā)動機打火、電瓶充電等造成輸入計價器的 + 12 V 電源不穩(wěn)定。 I/O 口線通過按 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，引腳端為低電平，電平被拉低。所以在實際編程時一定要注意鍵盤的去抖動。如圖 214 所示 查詢、確認鍵 功能鍵 切換鍵 停止鍵 清除鍵 清除鍵 基于單片機出租車多功能計價器設計 17 圖 214 指示燈電路圖 這些指示燈能對計程車的每一種狀態(tài)進行指示，空車時空車指示燈亮，查詢時查詢指示 燈亮，當車速小于 5km/h 時等待指示燈亮。此外，它的響應時間短（一般不超過 ），亮度也比較高。如圖 215所示。 圖 216（ a） 8 段共陽數碼管 (b)8 段共陰數碼管 通過控制這個公共端，可使該位對應的 LED 亮或暗。靜態(tài)顯示的特點：數據穩(wěn)定，占用 CPU時間少，每個顯示單元都需要單獨的顯示驅動電路，使用的硬件較多；動態(tài)顯示的特點：有閃爍感，占用的 CPU時間多，使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間，更重要的是能節(jié)省成本。當查詢等待時間時顯示為等待時間。因而本次數碼管顯示部分用到三極管驅動電路、 8 位數據鎖存器 74HC573 鎖存電路、 8 位 LED 數碼管顯示，74HC573 用于連接 51 單片機和 LED 數碼管， 51 單片機的 ~ 分別順序對應數碼管的 a~g 和 dp，當位 為 1 時，對應 A 段點亮，以次類推。 表 25 74HC573 真值表 Dn LE OE Qn H H L H L H L L X L L Qo X X H Z DS1302 時鐘電路設計 計價器在出租車空車行駛時需要顯示實時時鐘，因為它的時鐘作為白天 /晚上單價自動轉換的一個基準，且計價器的時鐘顯示能為司機和乘客提供方便。 RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數據傳送， I/O基于單片機出租車多功能計價器設計 22 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 本設計連接圖如圖 220 所示，其中 CI 和 C2起微調晶振的作用 [14]。在 main函數編寫開始，要進行初始化，包括對系統初始化和對硬件設備進行初始化，并使硬件處于就緒狀態(tài)。 init_device()。 keyscan()。 本設計的晶振頻率為 12MHZ。在該程序中，需要完成當前行駛里程數和總額的累加操作，并將結果存入里程和總額寄存器中。脈沖信號傳到 ，外部中斷請求源 INT0，單片機就會產生一次中斷。 if(count=1000) {count=0。 TL0=0XF0。 加一秒 if(Second==60) 有 60S？ { Second=0。按下時進入白天黑夜選擇模式，再按回到實時時間顯示狀態(tài)。運行狀態(tài)按下此鍵即停止計程計費。功能選擇模式時按下此鍵確認選擇，運行時按下此鍵可查詢等待時間，再次按下回到顯示里程數、金額狀態(tài)。 if(LiCheng=30) { JinEr=80。在設計硬件電路的時候，發(fā)現單片機的 驅動電流太小，不足以驅動數碼管里面的二極管顯示，于是采用了三極管驅動電路和 8 位 74HC573 數據鎖存器驅動，在設計鍵盤電路的時候，發(fā)現鍵盤在按下和釋放的時候容易出現抖動，查閱資料是說可以通過 C 語言編程去抖，于是在鍵盤程序部分加入延時，起到了去抖的效果。重新標識之后，數碼管能夠正常顯示示數，切換不同的按鍵，能模擬不同的工作模式。我從設計題目的選擇，英文 翻譯，開題報告，方案確定，硬件電路設計以及軟件編寫，到仿真和 最后 論文 定 稿及重復修改等都 得到了 刁老師的 悉心指導 與教誨 ， 感謝刁老師多次地 為我指點 迷津 ，幫助我開拓思路，精心點撥，熱忱鼓勵。 切換鍵 引腳 sbit TingZhi_Key=P1^2。 空車燈 引腳 sbit ChaXun_Led=P1^5。 8 位 sbit SCLK = P3^6。 AT24C02 串行數據 IIC 引腳 sbit SCL = P3^3。的字型碼（共陰） uchar code wei[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。 uint data Count=0。 uint data JinEr=0。 基于單片機出租車多功能計價器設計 37 uint data Old_Count,New_Count。 開始標志位 bit JiShiFlag=0。 金額標志位 void start()。 //寫一個字節(jié)函數 unsigned char read_random(uchar random_addr)。 //數據處理 void fill_byte(uchar fill_data,uchar n)。y)。 短延時 1us 空操作指令 信號建立 時間 _nop_()。 _nop_()。 時鐘 SDA = 0。 _nop_()。 SDA = 1。 i++) { SCL = 1。 基于單片機出租車多功能計價器設計 39 } return(read_data)。 i 8。 SCL = 1。 write_data = 1。 SCL = 1。 _nop_()。 // 返回 AT24Cxx應答位 } void write_byte(uchar addr, uchar write_data) //傳遞兩個參數，一個是地址，一個是數據 // 在指定地址 addr 處寫入數據 write_data { start()。 //傳送寫數據 stop()。 shout(OP_READ)。//把 read_data 的值賦給函數 read_current() } uchar read_random(unsigned char random_addr)// 在指定地址讀取 { start()。//返回 read_current() } void fill_byte(uchar fill_data,uchar n) //dat=0xff // 填充數據 fill_data 到 EEPROM 內 { uchar i。//dat=0xff， i=MAX_ADDR 。 SCL = 1。 i++。 // 全部填充 0xff for(i = 0 。 } } main(void) { unsigned char i。 i n。 //傳送寫命令 shout(random_addr)。 //把 shin()賦值給 read_data stop()。 // 寫入周期 } uchar read_current()// 在當前地址讀取 { uchar read_data。//傳送寫命令 ,包括器件地址 基于單片機出租車多功能計價器設計 40 shout(addr)。 //應答信號由 SDA控制 SCL = 0。 _nop_()。 //寫一個字節(jié)檢驗應答信號 讀取應答 _nop_()。 _nop_()。 0x80)。 bit ack_bit。 read_data |= (unsigned char)SDA。 for(i = 0。 _nop_()。 _nop_()。 SCL = 0。 起始信號 _nop_()。 起始條件的數據信號 SCL = 1。 while(x) for(y=110。//在指定地址 addr處寫入數據 write_data void de