【正文】 件設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 9 里程檢測(cè)單元電路設(shè)計(jì) ......................................................................................... 9 按鍵控制及 LED 顯示電路設(shè)計(jì) ......................................................................... 11 按鍵控制部分 .............................................................................................. 11 六位 LED 動(dòng)態(tài)顯示電路 ............................................................................ 12 LED 的結(jié)構(gòu)及工作原理 ............................................................................. 14 三位一體 LED 的結(jié)構(gòu)及工作原理 ............................................................ 15 單片機(jī)部分的硬件設(shè)計(jì) ....................................................................................... 17 單片機(jī)的特點(diǎn) .............................................................................................. 17 AT89S51 的最小系統(tǒng) .................................................................................. 17 AT89S51I/O 端口 ........................................................................................ 18 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 20 主程序模塊 ............................................................................................................ 20 89S51 芯片內(nèi)部 RAM 分配 .................................................................................. 20 按鍵程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 22 中途等待中斷服務(wù)程序 ........................................................................................ 23 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 2 頁(yè) 里程計(jì)數(shù)服務(wù)程序 ................................................................................................ 24 BCD 譯碼子程序 ................................................................................................... 25 顯示服務(wù)子程序 .................................................................................................... 26 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 27 總結(jié)與體會(huì) ......................................................................................................................... 29 致謝 ..................................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 31 附錄 1 源程序 ..................................................................................................................... 32 附錄 2 元件清單 ................................................................................................................. 41 附錄 3 電路圖 ..................................................................................................................... 42 附錄 4 英文翻譯 ................................................................................................................. 43 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 3 頁(yè) 摘 要 隨著電子技術(shù)的發(fā)展 ,出租車計(jì)價(jià)器技術(shù)也在不斷進(jìn)步和提高 ,國(guó)內(nèi)出租車計(jì)價(jià)器已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)階段的發(fā)展 ,從傳統(tǒng)的全部由機(jī)械元器件組成的機(jī)械式 ,到半電子式即用電子線路代替部分機(jī)械元器件的出租車計(jì)價(jià)器 ,再?gòu)募呻娐肥降侥壳暗膯纹瑱C(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器。 給出了硬件電路圖及主程序流程圖 ,闡述了軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中關(guān)鍵技術(shù)的處理。單一功能的計(jì)價(jià)器已經(jīng)不能滿足人們的需要，因此，多功能計(jì)價(jià)器也就應(yīng)運(yùn)而生，比如語(yǔ)音功能，查詢功能， 甚至好多城市交通 IC卡也能在出租車上使用，這就大大方便了人們的出行。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。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)。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)在的能夠打 發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變動(dòng)單價(jià)等功能。 國(guó)內(nèi)出租車計(jì)價(jià)器已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)階段的發(fā)展 ,從傳統(tǒng)的全部由機(jī)械元器件組成的機(jī)械式 ,到半電子式即用電子線路代替部分機(jī)械元器件的出租車計(jì)價(jià)器 ,再?gòu)募呻娐肥降侥壳暗膯?片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器。為此我們采用了單片機(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嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎膶?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能。其各種功能由按鍵控制，操作簡(jiǎn)單，且計(jì)價(jià)器造價(jià)低廉，安裝方便。完整的出租車計(jì)價(jià)器還應(yīng)包括存儲(chǔ)、查看、統(tǒng)計(jì)、語(yǔ)音播報(bào)、打印票據(jù)等功能項(xiàng)目。 圖 1 計(jì)價(jià)器原理框圖 計(jì)價(jià)器 各組成部分的 功能 本次設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器由里程檢測(cè)單元、鍵盤控制、單片機(jī)核心部分、 LED顯示部分組成。還有對(duì)應(yīng)的四個(gè)指示燈。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC卡 ，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄相機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。價(jià)格的計(jì)算部分可通過(guò)軟件的方法實(shí)現(xiàn)，問(wèn)題主要就是如何準(zhǔn)確檢測(cè)到出租車所走的里程，檢測(cè)到里程最直接的方法是檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)速。 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 I/O端口上，所以使用起來(lái)很方便。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到 “ 釋放點(diǎn) ” 時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截 止，使 OC門輸出高電壓，這種狀態(tài)為 “ 關(guān) ” ?；魻杺鞲衅骷尚酒?A44E有信號(hào)轉(zhuǎn)換、電壓放大、整形輸出等功能。上圖中的接單片機(jī)的電阻是上拉電阻，起的作用就是保證光耦沒(méi)有導(dǎo)通的時(shí)候單片機(jī)接收到的始終是高電平。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 12 頁(yè) 圖 5 單片機(jī)接按鍵示意圖 六位 LED 動(dòng)態(tài)顯示 電路 LED 顯示 是 本 設(shè)計(jì)的重要單元，因?yàn)閱蝺r(jià)和里程都要在上面顯示出來(lái)，下面重點(diǎn)介紹一下 LED 數(shù) 碼管 。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用 如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管 并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。在設(shè)計(jì)中 ,通過(guò)單片機(jī)的由 6個(gè) I/O端口，然后 用三極管驅(qū)動(dòng) 6個(gè)共陽(yáng)極的 LED數(shù)碼管 ,達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的目的。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮 。圖 7 中的 8 個(gè) LED 分別與上面那個(gè) 圖中的 A~DP 各段相對(duì)應(yīng)，通過(guò)控制各個(gè) LED 的亮滅來(lái)顯示數(shù)字， 而共陰極的管腳則剛好相反。 1．型號(hào)： JMS05631AB 2．規(guī)格： （長(zhǎng)ⅹ寬ⅹ高 ） ⅹ ⅹ （ mm） 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 16 頁(yè) 05631A(共 陰 極 ) 05631B(共 陽(yáng) 極 ) 管腳順序： 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 17 頁(yè) 單片機(jī)部分 的 硬件設(shè)計(jì) 我的這次 設(shè)計(jì)采用的 是 AT89S51單片機(jī)。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單 片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯 片上。 AT89S51 的 最小系統(tǒng) 單片機(jī)想要正常工作 ，那就讓它滿足一定的基本條件，我們稱之為最小應(yīng)用系統(tǒng)。 ① RST（ Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。 在我的設(shè)計(jì)中幾乎用到了所有的 I/O 端口，我用 P0 口接數(shù)碼管，用 P1 口接按鍵。由于是分時(shí)輸出 ,故應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存信號(hào)用 ALE。 P3口是雙功能口 ,該口的每一位均可獨(dú)立地定義為第一 I/O功能或第二 I/O功能。下面一步一步分別介紹一下各個(gè)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。 89S51 芯片內(nèi)部 RAM 分配 30H 。單價(jià)或總價(jià)小數(shù)點(diǎn)后一位 34H 。存放車輪轉(zhuǎn)的圈數(shù) 38H 。標(biāo)志位 ， 判斷滿三公