【正文】 用做輸入時(shí)，應(yīng)先將輸出鎖存器置 1．在編程／校驗(yàn)時(shí)． P3口接收某些控制信號(hào)。 P2 口也可作普通 I／ O 口使用。在編程和校驗(yàn)時(shí)，可用做輸入低 8 位地址。在編程時(shí)， P0 口可用于接收指令代碼宇節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)， P0 口可輸出指令字節(jié)（這時(shí)需要加外部上拉電阻）。 它的主要特性是： 片內(nèi)含有 32 KB 的 Flash 程序存儲(chǔ)器，擦寫周期為 1000 次 。每當(dāng) CPU 將 8 位值存入堆棧時(shí)，我們稱之為 PUSH（推入），這時(shí) SP 值會(huì)增加 1，反之堆棧中取回 8 位值時(shí)，則稱之為 POP（提回），此時(shí) SP 值會(huì)減少 1。 串行輸出入緩沖寄存器（ SBUF,Serial Buffer）： 所有待送出或剛進(jìn)入的串行數(shù)據(jù)值都存放在此寄存器中， 8051 的串行通信是非常簡(jiǎn)單的，只要一設(shè)置完通信協(xié)議后，再執(zhí)行一個(gè) MOVSBUF， A 指令，就可立即將并行數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)化成串行數(shù)據(jù)送到外部。 Intel公司建議程序的執(zhí)行盡量以 Acc 為主。 控制總線（ Bus Control）： 當(dāng)程序的空間超出 MSC— 51 系列內(nèi)存程序空間的限制時(shí)，會(huì)通過本單元的控制線路向外部送出地址線信號(hào)和控制信號(hào)，同時(shí)當(dāng)程序執(zhí)行 MOVX DPTR， A 指令時(shí)，代表對(duì)外部數(shù)據(jù)內(nèi)存做寫入的運(yùn)行，此時(shí)也要靠本單元送出必要的控制信號(hào)，才能達(dá)成外部 READ 與 WRITE 的運(yùn)行請(qǐng)求。在 8051 系統(tǒng)中特地將程序區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)分隔開，兩者最大的差異是后者可以讀取和寫入，簡(jiǎn)而言之， PROGRA MMEMORY 就是 ROM， DATA MEMORY 則是 RAM。 8051 系列的 CPU 提供 128 個(gè)字節(jié)可讀寫的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元， 52 系列的 CPU 則提供 256 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域中有一段區(qū)域 16 個(gè)字節(jié)共 128 位是可以進(jìn)行位尋址的， MCS— 51 系列 的 CPU 有相當(dāng)強(qiáng)的位處理指令，可以妥善且有效地運(yùn)用該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，使用方法將在 8051 的指令說明中再詳述。 7 O pt oi s ol a t or 1U11KR111KR2+5光電傳感器+5Text74 H C 14I O B 2 or I O B 3 圖 32 光電檢測(cè)電路 用一張貼有黑色膠帶的白紙 ,讓光電傳感器離紙不到 5cm 的平面上與膠帶垂直經(jīng)過 ,看計(jì)數(shù)是否與所經(jīng)過的的膠帶數(shù)目相等 ,若多次測(cè)試都 是吻合的 ,則此光電傳感器良好 . 單片機(jī) 單片機(jī)既是一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，它具有組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)要素： CPU、內(nèi)存與I/O。 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)黑白線條的檢測(cè)。它們共同的特點(diǎn)是響應(yīng)速度快，易于實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，非常適于與計(jì)算機(jī)接口。當(dāng) DDBZ=1 且 XDBZ=0時(shí)，按 1 元 /5 分鐘，即 20 分 /分鐘計(jì)費(fèi)；當(dāng) DDBZ=0 且 XDBZ=1 時(shí)，按 20 元 /小時(shí)，即33 分 /分鐘計(jì)費(fèi)。該模塊的 VHDL 程序是通過一個(gè)多層嵌套的加法進(jìn)程來完成等待計(jì)時(shí)的。當(dāng) SDBZ=1 時(shí)，表示在 06： 00～ 23： 00 時(shí)段，其單價(jià) SD1 為 元 /㎞；當(dāng) SDBZ=0 時(shí)，表示其他時(shí)段，其單價(jià) SD2 為 元 /㎞。該模塊的 VHDL 程序設(shè)計(jì)可分為兩個(gè)進(jìn)程：里程計(jì)算及標(biāo)志產(chǎn)生進(jìn)程，產(chǎn)生計(jì)費(fèi)信號(hào)進(jìn)程。該模塊的 VHDL 程序設(shè)計(jì)可分為5 三個(gè)進(jìn)程： 60S 周期性跳變信號(hào)產(chǎn)生進(jìn)程，每分鐘行駛距離計(jì)算進(jìn)程，等待標(biāo)志判別進(jìn)程。 時(shí)鐘及顯示 當(dāng)出租車在通常 運(yùn)行狀態(tài)下，應(yīng)能顯示當(dāng)前的時(shí)間，在汽車熄火的情況下，時(shí)鐘必須正常運(yùn)行，但是可以不顯示時(shí)鐘 . 計(jì)費(fèi)開始提示 當(dāng)出租車載上乘客并起步后，將空車指示牌扳倒時(shí)，空車指示牌里的指示燈熄滅，并有語(yǔ)音或燈光提示信號(hào) ，如圖 22： 傳 感 器時(shí) 鐘 信 號(hào)D I S P L A YP 3 . 0 P 3 . 1P 0P 2 . 2 P 2 . 0P 2 . 3P 2 . 7P 2 . 4P 2 . 5P 2 . 6R E S E TP 1 . 0 P 1 . 5M C UX D B ZD D B ZL C B ZS T A R TS D B ZS E LD A T A復(fù) 位F P G A83W C L KS C L K顯 示 切 換確 定修 改啟 動(dòng) 空 車 牌 圖 22 總體原理框圖 功能模塊設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，將整個(gè)測(cè)控 FPGA 系統(tǒng) CZJFXT 分為七個(gè)模塊，它們分別是：分頻器模塊 FPQ，等待判別模塊 DDPB，里程計(jì)算模塊 LCJS，里程計(jì)費(fèi)模塊 LCJF，等待計(jì)時(shí)模塊 DDJS，等待計(jì)費(fèi)模塊 DDJF，輸出數(shù)據(jù)選擇模塊 SCXZ。在等候時(shí)間大于 1 小時(shí)的情況下，可以不顯示等候時(shí)間，但必須對(duì)等候時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。顯示器采用 LED 數(shù)碼管?？梢娬莆樟嗽撓到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析可實(shí)現(xiàn)對(duì)電子專業(yè)知識(shí)的具體應(yīng)用，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。可打印車主總營(yíng)業(yè)額信息。第一部分為緒論 ,第二部分為方案論證，第三部分為系統(tǒng)設(shè)計(jì)，第四部分是硬件及軟件實(shí)現(xiàn)，第五部分系統(tǒng)檢測(cè)及分析，第六部分是結(jié)論， 第七部分是附錄 ,第八部分是參考文獻(xiàn)，第九部分是致謝 . 目前，普遍的出租車計(jì)費(fèi)器僅僅具有時(shí)鐘，起步價(jià)，里程計(jì)費(fèi)，等待計(jì)費(fèi)及顯示幾個(gè)功能。因此，設(shè)計(jì)出符合人們普遍要求及放心的產(chǎn)品 具有重要的意義。單片機(jī) MCU 除了完成鍵盤掃描，顯示控制外，還通過 P0 口與 FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并向測(cè)控 FPGA 芯片發(fā)出有關(guān)控制信號(hào)。 Liaoning Normal University （ 屆） 本科生畢業(yè)論文 ( 設(shè)計(jì) ) 題 目： 基于單片機(jī)和 FPGA 的出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 學(xué) 院： 遼寧師范大學(xué) 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月 目錄 摘要 ...................................................................... 1 Abstract .................................................................. 2 1緒論 .................................................................... 3 2系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................ 3 系統(tǒng)組成 ........................................................... 3 計(jì)費(fèi)及顯示 ..................................................... 3 時(shí)鐘及顯示 ...................................................... 4 計(jì)費(fèi)開始提示 .................................................... 4 功能模塊設(shè)計(jì) ....................................................... 4 3硬件及軟件實(shí)現(xiàn) .......................................................... 5 傳感器 .............................................................. 5 光電傳感器電路設(shè)計(jì) ............................................. 5 車輪光電開關(guān)檢測(cè)電路 ............................................ 6 單片機(jī) ............................................................. 7 8051 單片機(jī)功能方塊圖 .......................................... 7 AT89S51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ............................................ 10 AT89S5l 與 51 系列單片機(jī)相比具有如下特點(diǎn) ....................... 10 89S51 的內(nèi)部框圖 .............................................. 11 中斷控制 ...................................................... 13 單片機(jī)控制程序設(shè)計(jì) ............................................ 14 單片機(jī)匯編語(yǔ)言源程序 .......................................... 18 顯示及按鍵控制系統(tǒng) ................................................. 30 LED 數(shù)碼管 .................................................... 30 數(shù)據(jù)顯示電路的設(shè)計(jì) ............................................ 31 4系統(tǒng)檢測(cè)及分析 ......................................................... 32 系統(tǒng)仿真 /硬件驗(yàn)證 ................................................. 32 系統(tǒng)的調(diào)試方法 ................................................ 32 系統(tǒng)的硬件驗(yàn)證 ................................................ 32 設(shè)計(jì)技巧分析 ....................................................... 33 謝辭 ..................................................................... 36 參考文獻(xiàn)： ............................................................... 37 1 摘要 本系統(tǒng)電源電壓為 +16V，速度傳感器具有汽車每運(yùn)行 1 ㎞提供 1000 個(gè)脈沖信號(hào)的特性。本設(shè)計(jì)方案利用單片機(jī)和 FPGA的結(jié)合，發(fā)揮它們各自的長(zhǎng)處，分工清晰，實(shí)際使用和操作符合大眾邏輯，容易被人接受。同時(shí)，設(shè)計(jì)該系統(tǒng)所應(yīng)用的知識(shí)涉及范圍廣，通過設(shè)計(jì)可以牢固掌握所學(xué)理論知識(shí)，對(duì)電子信息工程專業(yè)的就業(yè)方向有初步認(rèn)識(shí)，將理論與實(shí)際有機(jī)聯(lián)系起來。其發(fā)展前景是可觀的，將來的產(chǎn)品除具有這些功能外，另外還可增加如下功能：防作弊功能， IC 卡付費(fèi)：顧客能在制定點(diǎn)購(gòu)買一定額度的“顧客 IC 卡”，乘車后可用IC 卡付帳，付帳是否成功有相應(yīng)的提示。語(yǔ)音播報(bào)：當(dāng)乘客上車時(shí)， 可自動(dòng)問候乘客，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地，自動(dòng)播報(bào)乘車費(fèi)用并禮貌再見，表達(dá)希望下次乘坐的意思。除此以外，所涉及的知識(shí)面也聯(lián)系到現(xiàn)實(shí)生活中很多相關(guān)電子產(chǎn)品，也將對(duì)其他電子產(chǎn)品有一定理論基礎(chǔ)。具體功能要求如 圖 21： 速 度 傳 感 器電 路 主 板汽 車 電 瓶+ 9 ～ + 1 6 VV空 車 指 示 牌顯 示 器L E D / L C D/D C / D C( + 5 V ) 圖 21 系統(tǒng)方框圖 計(jì)費(fèi)及顯示 ①里程，即汽車行程里程，用四位數(shù)字顯示，顯示方式為“ ”，單位為㎞，精確到 ㎞。 ④等候單價(jià)，等候單價(jià)有兩種情況：在等候時(shí)間小于 1 小時(shí)的情況下，等候單價(jià)為1 元每 5 分鐘；在等候時(shí)間大于 1 小時(shí)的情 況下，等候單價(jià)為 20 元每小時(shí)。 分頻器模塊 FPQ：將外部時(shí)鐘信號(hào) SCLK（設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)為 1024HZ）經(jīng)過適當(dāng)分頻后，產(chǎn)生 1HZ 的系統(tǒng)工作用基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào) CLK1HZ，供給系統(tǒng)中的有關(guān)模塊計(jì)時(shí)用。等待標(biāo)志判別進(jìn)程就是比較每分鐘 WCLK 脈沖個(gè)數(shù)與等待狀態(tài) WCLK 脈沖臨界個(gè)數(shù) 200 的大小，從而確定 DDBZ 的賦值。產(chǎn)生計(jì)費(fèi)信號(hào)進(jìn)程就是每行駛10 百米（即 1 ㎞） JFBZ 由低電平 0 變?yōu)?1，經(jīng)過一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期后 JFBZ 又回復(fù)到低電平 0，里程計(jì)費(fèi)模塊 LCJF 就是在 JFBZ脈沖信號(hào)的上 升沿到來時(shí)進(jìn)行計(jì)費(fèi)的加法操作。如果 LCBZ=1，說明行駛距離超過 2 ㎞，里程計(jì)費(fèi)啟動(dòng)；如果 LCBZ=0，說