【正文】 001上拉是帶上拉電阻的輸入腳010懸浮是懸浮式輸入腳011懸浮否懸浮式輸入腳100高電平（帶數(shù)據(jù)反相器）否帶數(shù)據(jù)反相器的高電平輸出（當(dāng)向數(shù)據(jù)位寫入0時輸出為1101低電平（帶數(shù)據(jù)反相器）否帶數(shù)據(jù)反相器的低電平輸出（當(dāng)向數(shù)據(jù)位寫入1時輸出為0）110低電平輸出否帶數(shù)據(jù)緩存器的低電平輸出（無數(shù)據(jù)反相功能）111高電平輸出否帶數(shù)據(jù)反相器的高電平輸出（無數(shù)據(jù)反相功能）由上表可以得出如下結(jié)論：Dir位決定了口位的輸入/輸出方向，即“0”為輸入，“1”為輸出。P_IO_Attr讀/寫7008HB口的屬性向量口。當(dāng)B口為輸入口時，寫入是將B口的數(shù)據(jù)向量寫到B口的數(shù)據(jù)寄存器里；讀出則是從B口數(shù)據(jù)寄存器里讀其數(shù)值。B口配置配置單元讀寫屬性存儲單元配置單元功能說明P_IOB_Data讀/寫7005HB口的數(shù)據(jù)口。寫入A口的方向向量到A口的方向向量寄存器里，或者從A口的方向向量寄存器里讀出A口的方向向量。P_IOA_Buffer讀/寫7001HA口的數(shù)據(jù)向量口。同樣，向P_IOB_Data單元里寫入數(shù)據(jù)的作用與向P_IOB_Buffer單元里寫入功能一樣。一個是方向向量位，控制著I/O口位的輸入/輸出方向；第二個是屬性向量位，控制著I/O口采用什么樣的方式進(jìn)行輸入和輸出；最后一個則是數(shù)據(jù)向量位，它一方面用來進(jìn)行口位數(shù)據(jù)的輸入或輸出，另一方面與屬性向量位結(jié)合在一起可對口位進(jìn)行復(fù)合功能的設(shè)置。SPCE061A有兩個16位通用的并行I/O接口：A口和B口。下圖為凌陽單片機SPCE061A的總體結(jié)構(gòu)圖： SPCE061A結(jié)構(gòu)圖在公交車計價器設(shè)計原理中，主要用到了SPCE061A單片機中的I/O接口設(shè)備，在編程中，也是用到了I/O接口中的相關(guān)寄存器，所以著重介紹一下SPCE061A中的I/O接口。 SPCE061A為音頻輸出提供了2個10位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，即DAC1和DAC2。此外，時基信號發(fā)生器還可以直接生成2 Hz，4 Hz，1 024 Hz，2 048 Hz以及4 096 Hz的時基信號，為中斷系統(tǒng)提供各種實時中斷源（IRQ4和IRQ5）信號。TimerA為通用計數(shù)器；TimerB為多功能計數(shù)器。 （I/O） I/O是系統(tǒng)與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口。如果系統(tǒng)設(shè)置了低電壓復(fù)位（LVR）功能。 低電壓監(jiān)測功能可以提供系統(tǒng)內(nèi)電源電壓的使用情況。系統(tǒng)時鐘頻率（Fosc）和CPU時鐘頻率（CPUCLK）可通過編程來控制。對閃存設(shè)置保密設(shè)定后，其內(nèi)容將不能再通過ICE被讀寫，從而將程序保密。則A/VCMADC參考電壓輸出腳VMICMicrophone電源SLEEP睡眠狀態(tài)指示腳當(dāng)CPU進(jìn)入睡眠狀態(tài)時，該腳輸出一個高電平VCP鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入XROMT、PVPP、XTEST出廠測試管腳，懸空即可VDDHI/O電平參考。在石英晶振模式下，是石英元件的一個輸入腳OSCO振蕩器輸出。 管腳介紹SPCE061A有PLCC84和QFP80兩種封裝。3）可方便的用來實現(xiàn)錄制、播放，Midi音樂合成和語音識別，相比別的單片機比較有特色。與SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的內(nèi)存(FLAH)。設(shè)置了上位機接口將扣費數(shù)據(jù)上傳。除公交車，這種計價器也可應(yīng)用于其他需要分段收費的領(lǐng)域，項目的實施可產(chǎn)生明顯的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。為解決分段收費的快速繳費，設(shè)計了一種“多費率收費機”，具有幾個不同扣費率的刷卡區(qū)，各種票價只需上車時在相應(yīng)刷卡區(qū)一次刷卡完成。 新方案的設(shè)計特點本課題設(shè)計了一種長線公交車 “動態(tài)分段計費”收費系統(tǒng)，其特色是收費合理，使用方便。為縮短開發(fā)產(chǎn)品商品化的時間，指令結(jié)構(gòu)提供出對高級語言的良好支持。 (3)高性能價格比SPCE061A片內(nèi)帶有高尋址能力的ROM、靜態(tài)RAM和多功能的I/O口。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系列擴(kuò)展，以適應(yīng)不同用戶的需求。SPCE061A是繼u’nSPTM系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽科技推出的又一個16位結(jié)構(gòu)的微控制器。關(guān)鍵詞 計價器 GPS SPCE061A單片機 液晶顯示屏 AbstractTo deal with the problems of the segment charging in the busmeter system ,a refined bus meter is designed in order to locate the bus in processing through GPS or drivermanualbuttons. After the bus passes each station ,the position system will send a new location signal to the SPCE061A connected. Through the program control of the MCU , the bus meter will figure out a more reasonable pricing, and display for passengers and drivers for reference through LCD.Keywords meter GPS SPCE061A of MCU LCD 4目 錄前 言 1第1章 緒論 2 公交車計價器簡介 2 發(fā)展現(xiàn)狀 2 新方案的設(shè)計特點 2 發(fā)展前景 2 公交車計價器設(shè)計流程 3 多費率收費機 3 公交車計價器 3第2章 計價器中的硬件設(shè)計 5 SPCE061A單片機 5 總述 5 管腳介紹 5 SPCE061A的主要結(jié)構(gòu) 7 I/O接口設(shè)備 8 全球定位系統(tǒng)GPS 11 GPS組成 11 GPS定位原理 12 鍵盤接口 14 矩陣式鍵盤按鍵的識別 14 鍵盤的工作方式 15 液晶顯示屏 16 液晶顯示器簡介 16 液晶顯示模塊 17第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 20 程序總體設(shè)計 20 計價器的軟件設(shè)計概述 21 GPS工作過程 21 公交車計價器的原理簡述 22第4章 測試方法及調(diào)試 25 GPS定位及計價器測試 26結(jié)束語 28謝 辭 29參考文獻(xiàn) 30附 錄 31前 言隨著單片機功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（DSP，Digital Signal Procccssing）等領(lǐng)域。凌陽的16位單片機就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計的。與SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的內(nèi)存(FLASH)以及較高的處理速度，這些使u’nSPTM能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。 (2)低功耗、低電壓SPCE061A采用CMOS制造工藝，同時增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，極大地降低了其功耗。另外，凌陽科技CPU的指令系統(tǒng)提供出具有較高運算速度的16位16位的乘法運算指令和內(nèi)積運算指令，使得SPCE061A運用在復(fù)雜的數(shù)字信號處理方面既很便利，又比專用的DSP芯片廉價。 第1章 緒論 公交車計價器簡介 發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前國內(nèi)外長線無人售票公交車“分段計費”主要有兩種方法：第一種是按某些站為界固定分段計費，如青島市321路以市政府站為界，過此站交2元否則交1元，若在市政府附近上車，即使乘坐距離很短也要交2元，顯然不合理。克服了現(xiàn)有“分段計費”的缺點，其創(chuàng)新點為該系統(tǒng)由“公交車計價器”與“多費率收費機”組成：使用“公交車計價器”計算票價，用電子屏給司機和乘客顯示“票價表”，司機及熟悉線路的乘客在1至3秒內(nèi)即可獲知應(yīng)付票價。 發(fā)展前景乘客用該系統(tǒng)繳費可刷卡也可選擇投幣，既解決了固定分段收費不合理的問題，也可避免上下車兩次刷卡帶來的諸多問題，配上相應(yīng)監(jiān)查制度，如不定期查票，逃票罰款等措施，能達(dá)到接近人工售票的效果，可替代人工售票，節(jié)省開支。 公交車計價器設(shè)計流程公交車“動態(tài)分段計費”收費系統(tǒng)主要由“公交車計價器”與“多費率收費機”構(gòu)成，如圖1，由GPS或司機按鍵給出位置信號， 公交車計價器計算出票價送顯示器顯示，乘客根據(jù)票價在多費率收費機刷卡完成繳費。 公交車計價器公交車計價器設(shè)計原理圖見圖2，單片機根據(jù)GPS或司機按鍵給出的位置信號計算票價表，生成的票價表存于存儲器中并送顯示器顯示，該票價表在車行進(jìn)過程中不斷更新，以保證收費合理。極高的處理速度使u’nSPTM能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的而數(shù)字信號。4）可方面的完成一些列乘加的運數(shù)，實現(xiàn)一些數(shù)據(jù)處理比較容易，別的單片機一般都不具備這種功能。封裝形式為PLCC84的共有8個引腳，其中包括空腳15個，其余管腳功能說明如表1所示。在石英晶振模式下，是石英元件的一個輸出腳RES_B復(fù)位輸入。該點輸入一個5V的參考電壓則I/O輸入輸出高電平為5VVDD（7腳）PLL鎖相環(huán)電源VSS(9腳)鎖相環(huán)地VSS（124腳）模擬地VSS（3450、62腳）數(shù)字地VDD（136腳）數(shù)字電源 SPCE061A的主要結(jié)構(gòu) SPCE061A配備了凌陽科技開發(fā)的最新的16位微處理器，其內(nèi)部含有8個寄存器，4個通用寄存器R1～R4，1個程序計數(shù)器PC，1個堆棧指針SP，1個基址指針BP，1個段寄存器SR，通用寄存器R3和R4結(jié)合組成一個32位寄存器MR，MR可以作為乘法運算和內(nèi)積運算的目標(biāo)寄存器。 (1)鎖相環(huán)（PLL）振蕩器PLL的作用為系統(tǒng)提供一個實時時鐘的基頻（32 768 Hz），然后將基基頻進(jìn)行倍頻， MHz， MHz， MHz， MHz。默認(rèn)的Fosc、CPUCLK分別為24576 MHz和Fosc/8。4級電壓監(jiān)測低限： V， V， V和 V。當(dāng)電源電壓低于該值時，會在4個時鐘周期之后產(chǎn)生一個復(fù)位信號，使系統(tǒng)復(fù)位。SPCE061A具有2個可編程口：A口和B口。TimerA的時鐘源由時鐘源A（高速時鐘源）和時鐘源B（實時時鐘32 768Hz）進(jìn)行“與”操作而形成，TimerB的時鐘源僅為時鐘源A。 （ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC） SPCE061A有8個10位模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，其中7個通道用于將模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，可能直接通過引線（IOA［0～6］）輸入。DAC1，DAC2轉(zhuǎn)換輸出的模擬量電流信號分別通過AUD1和AUD2管腳輸出。 I/O接口設(shè)備輸入/輸出接口是單片機與外設(shè)交換信息的通道。這兩個口的每一位都可通過編程單獨定義輸入或輸出口。下面進(jìn)行I/O口的配置的介紹，A口的IOA0~IOA7用作輸入口時具有喚醒功能，可將此用于鍵盤的輸入。只有當(dāng)讀數(shù)據(jù)時，這兩個單元才發(fā)揮了各自不同的功能、另外，下表中的P_FeedBack單元可以控制口B的部分口位是作為普通并行I/O口用，還是作為特殊功能口用。當(dāng)A口為輸入口時，寫入是將A口的數(shù)據(jù)向量寫到A口的數(shù)據(jù)寄存器里；讀出則是從A口數(shù)據(jù)寄存器里讀其數(shù)值。P_IOA_Attr讀/寫7003HA口的屬性向量口。當(dāng)B口為輸入口時，寫入是將B口的數(shù)據(jù)寫到B口的數(shù)據(jù)寄存器里；讀出則是從B口的管腳上讀其輸入電平狀態(tài)。當(dāng)B口為輸出口時寫入輸出數(shù)據(jù)到B口的數(shù)據(jù)寄存器。寫入B口的屬性向量到B口的屬性向量寄存器里，或者從B口的屬性向量寄存器里讀出B口的額屬性向量。Attr位決定了在口位的輸入狀態(tài)下是為懸浮式輸入還是非懸浮式輸入，即“0”為帶上拉或下拉電阻式輸入，而“1”則為懸浮式輸入。單片機SPCE061A在與GPS等連接時，不僅僅用到的單片機的輸入輸出功能，同時還用到了B端口的某些特殊功能，下表將為大家介紹一下B端口的特殊功能。監(jiān)控部分由若干個跟蹤站組成的監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成，這些跟蹤站能觀測GPS數(shù)據(jù)并計算改正參數(shù)注入到衛(wèi)星中去，能對衛(wèi)星進(jìn)行控制等作用。在本項目中使用基于SiRF star Ⅲ型GPS模塊，采用+5V供電，TTL電平自動輸出NMEA 0183 (ASCII字符型)語句，其主要參數(shù)如下：定位精度：水平177。靈敏度：159dBm（跟蹤狀態(tài)）通信波特率默認(rèn)值為9600，1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，無奇偶校驗。不同的語句中傳送不同的信息。如實時接收GPGGA語句為： $GPGGA,114641,N,E,1,03,M,M,*4A 這是一條GPS定位數(shù)據(jù)信息語句，意思為UTC時間為11時46分41秒，普通GPS定位方式，接收到3顆衛(wèi)星，校驗和為4AH。當(dāng)沒有鍵按下時，行線和列線之間是不相連的，若第N行第M列的鍵被按下，那么第N行和地M列的線就被接通。以8號鍵的識別為例來說明掃描法識別按鍵的過程。為進(jìn)一步確定具體鍵，不能使所有列線在同一時刻都出在低電平，可在某一時刻，讓下一列處在低電平，依此循環(huán)，這種輪流每次選通一列的工作方式稱為鍵盤掃描。通常，鍵盤的工作方式有3種，即編程掃描、定時掃描和中斷掃描。鍵盤掃描程序一般包括以下內(nèi)容：1）判別有無鍵按下。5）將閉合鍵鍵號保存，同時轉(zhuǎn)去執(zhí)行閉合鍵的功能。目前已合成了1萬多種液晶材料，其中常用的液晶顯示材料有上千種，主要有聯(lián)苯液晶、苯基環(huán)己烷液晶及酯類液晶等。液晶顯示技術(shù)對顯示顯像產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深刻影響，促進(jìn)了微電子技術(shù)和光電信息技術(shù)的發(fā)展。所有的功能，包含顯示RAM，字型產(chǎn)生器，都包含在一個芯片里面，只要一個最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊。下表為本模塊的引腳說明 液晶顯示模塊引腳說明引腳名稱方向說明1VSSGND(0V)2VDD