【正文】 的計價器轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎倨鳎晟频墓δ苁沟没赟TC89C52單片機的出租車計價器的通用性和實用性有著無可比擬的優(yōu)勢，具有很高的現(xiàn)實意義和很好的市場前景。圖41里程無溢出時仿真結(jié)果（小于三公里）圖42里程無溢出時仿真結(jié)果（大于三公里）圖43里程溢出時仿真結(jié)果（大于十公里）圖44 單價調(diào)整（起步價）69結(jié)　論經(jīng)過近幾個月的設(shè)計，在多位老師和同學(xué)的幫助下，全面實現(xiàn)了預(yù)先設(shè)定的計價器應(yīng)具有的功能，且滿足了所有設(shè)計指標。2. 設(shè)計ＰＣＢ板時把鍵盤和顯示器放在芯片和其它電路的反面，這樣封裝成實際產(chǎn)品時可把人機接口留在外面，更人性化，也符合人們的習(xí)慣。0x7f（共陽極時加入amp。 if(key==0) { while(!key)。調(diào)試的方法是在指定地址寫一個數(shù)字再看能是否讀出，當(dāng)顯示程序編寫好后，可以在Ptoteus中用數(shù)碼管顯示看是否與分析一致，也可以把讀出的數(shù)據(jù)賦給某個變量，再通過在keil中執(zhí)行view/watchamp。第一就是把段碼和位碼順序送反，結(jié)果是只有在延時時間較長時才能顯示正常，當(dāng)然這樣的代價是沒有靜態(tài)的效果；第二就是用動態(tài)掃描時給八個數(shù)碼管送了10個數(shù)，顯然這樣做結(jié)果必定混亂；最后就是開始時用switch、case語句實現(xiàn)動態(tài)掃描，當(dāng)程序較小時可以正常工作，但當(dāng)后期程序較大時，出現(xiàn)了時序混亂的問題。 鍵盤程序鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)有按鍵按下的時候，在相應(yīng)I/O口產(chǎn)生一次低電平，當(dāng)單片機查詢出該低電平后便轉(zhuǎn)入進行處理，處理結(jié)束返回。要想每位顯示不同的字符，就必須采用動態(tài)掃描的方法輪流點亮各位LED，即在每一時刻只使某一位顯示字符。圖33 中途等待中斷子程序流程圖 計算程序計算程序根據(jù)里程數(shù)分別進入不同的計算公式。 TL=X%256。里程中斷子程序如圖32所示。當(dāng)出租車運行后，就啟動計價器，根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計算和判斷行駛里程是否已超過起步價公里數(shù)。數(shù)碼管動態(tài)顯示電路如圖27所示。當(dāng)為低電平時，若LE為H，則D與Q同時為H或者L，數(shù)據(jù)實現(xiàn)直通傳送；而當(dāng)LE為L時，無論D為何狀態(tài)Q都保持上一次的數(shù)據(jù)狀態(tài)，數(shù)據(jù)被鎖存住，利用此特性即可實現(xiàn)對數(shù)碼管的控制。表21 74HC573真值表INPUTOUTPUT LE DQL H LL L XH X XHQ0Z其中 ：H—高電平。 由于數(shù)碼管內(nèi)部二極管點亮?xí)r需要5mA以上的電流，而單片機的輸出電流還不到1mA，所以數(shù)碼管與單片機連接時需加驅(qū)動電路，可以使用上拉電阻的方法，也可以使用專門的驅(qū)動芯片，考慮到復(fù)用單片機I/O接口，節(jié)省單片機I/O資源，此次設(shè)計采用74HC573鎖存器，其輸出電流較大，電路接口簡單且可直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示。 顯示單元顯示單元由兩個4位8段共陽數(shù)碼管組成，電路連接時，公共端接高電平，因此我們需要點亮哪個發(fā)光二極管只需給哪個二極管陰極送低電平，并采用動態(tài)掃描進行顯示[6]。S4: 實現(xiàn)白天單價和夜晚單價的切換。 鍵盤調(diào)整單元當(dāng)單價等信息需要進行修改時，就要用到鍵盤。該字節(jié)的頭七位為從機地址，對于AT24C02來說高四位為1010，它是I2C總線器件的固有地址，緊接著是AAA3通過接地或者高電平?jīng)Q定外圍器件的地址數(shù)據(jù)，第八位是讀寫控制為，當(dāng)為0是表示主節(jié)點向從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)為1時表示要接收數(shù)據(jù)。由于AT24C02的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，只用兩根線SCL（時鐘脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址），進行傳送數(shù)據(jù)時遵守I2C總線協(xié)議。 掉電存儲單元AT24C02的作用是在電源斷開的時候，存儲當(dāng)前設(shè)定的總金額，等待時間，運行里程以及單價等信息。圖22在輸入端輸入電壓Vcc，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會產(chǎn)生霍爾電勢差VH輸出，該VH信號經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到OC門輸出。但P0口不能同時作為地址/數(shù)據(jù)總線和I/O使用。RST端若由低電平上升到高電平并持續(xù)2個周期，系統(tǒng)將實現(xiàn)一次復(fù)位操作；在該復(fù)位電路中，按一下復(fù)位開關(guān)，利用電容沖放電的所產(chǎn)生的延時，就會在RST端產(chǎn)生一段時間的高電平，進而進行復(fù)位操作。芯片外圍電路最高可接入40MHZ的晶振（AT單片機數(shù)值一般為24ＭＨＺ）。其中，等待時間可根據(jù)霍爾傳感器A44E是否有脈沖輸出加以判斷，如可設(shè)定等待時基為5s,即假如A44E在5s后仍無脈沖輸出便認為進入等待時間，并由單片機STC89C52內(nèi)部計時器對其進行計時。白天單價、夜晚單價、等待單價和起步價格都可通過獨立鍵盤進行調(diào)節(jié)。 第1章 系統(tǒng)工作原理 功能要求出租車計價器是根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時間的多少進行計價的,并在行駛中同步顯示本次消費、運行里程、運行單價以及等待時間等信息。功能要求1. 設(shè)計一個出租車計價器，并利用霍爾傳感器和單片機內(nèi)集成的計數(shù)器測試出出租車運行里程。5. 具有方便的模塊化編程技術(shù)，使已編好的程序便于移植，可極大縮短開發(fā)時間，增加程序的可讀性和可維護性。單片機C語言編程相對于MC51匯編語言編程有如下優(yōu)點：1. 對單片機的指令系統(tǒng)不需要有很深的理解就可以編程操作單片機。如飛機、軍艦、導(dǎo)彈、魚雷制導(dǎo)、智能武器等。如空調(diào)機、微波爐、IC卡、汽車電子設(shè)備等。如數(shù)據(jù)采集、測控技術(shù)。通過多次調(diào)試系統(tǒng)性能達到設(shè)計要求?；趩纹瑱C的計價器是由單片機和外部電路組成。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計論文基于STC89C52單片機出租車計價器設(shè)計摘 要隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展。出租車計價器是單片機的一種典型應(yīng)用。系統(tǒng)性能指標；、行駛里程和總金額；。舉例如下：1. 工業(yè)自動化。3. 消費類電子產(chǎn)品。5. 武器裝備。鑒于電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及各種更先進的仿真軟件的出現(xiàn)，使用高級語言如C代替匯編語言進行編程和控制已成為現(xiàn)實，也成為一種發(fā)展趨勢。4. 庫中包括許多標準子程序，具有較強的處理能力，使用方便。綜上：基于單片機STC89C52設(shè)計的出租車計價器不僅可方便的用軟件代替硬件，降低成本，具備一般計價器的計算里程和顯示總金額的功能，還具備了掉電保持，白天、夜晚單價切換，并且還可很方便的擴展為速度測試儀，具有很好市場前景。4. 有完整的軟件仿真結(jié)果和硬件電路，并用Protel設(shè)計系統(tǒng)原理圖。同時，白天和夜晚價格不同，可以進行切換?；魻杺鞲衅髦饕糜跈z測汽車行使的里程數(shù)，出租車車輪每旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器A44E便產(chǎn)生一相應(yīng)的脈沖輸出，并把該脈沖交由單片機進行處理，單片機則根據(jù)程序設(shè)定，通過計算脈沖個數(shù)換算出已行駛里程（里程=脈沖個數(shù)*出租車車輪周長），然后再根據(jù)從EEPROMAT24C02中讀取的單價等相關(guān)數(shù)據(jù)進行總的消費金額的計算：當(dāng)里程小于3公里時，總金額=起步價+等待時間*等待單價；當(dāng)里程大于3公里時，總金額=起步價+（里程3）*運行單價+等待時間*等待單價；計算好的金額、等待時間、里程和單價等數(shù)據(jù)信息都可實時地顯示在數(shù)碼管上。圖11系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 第2章 硬件設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)單元主控機系統(tǒng)采用STC公司生產(chǎn)的 STC89C52單片機，它含有512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器RAM，內(nèi)置8K 的電可擦除FLASH ROM，可重復(fù)編程，大小滿足主控機軟件系統(tǒng)設(shè)計，所以不必再擴展程序存儲器。 圖21 單片機最小系統(tǒng)STC89C52單片機的復(fù)位端接74LS14，它是一個史密特觸發(fā)輸入的芯片，高電平有效，具有穩(wěn)定波形的作用。但當(dāng)其作為I/O使用時，由于輸出屬于開漏電路，無上拉電阻故也無法進行高低電平的操作，此時必須接上拉電阻，一般阻值選為10K。 A44E 集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢發(fā)生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五個基本部分組成。A44E霍爾傳感器原理如圖22所示。圖23傳感器測距示意圖，即做為定時器/計數(shù)器1的輸入端，車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是2米），霍爾開關(guān)便輸出一低電平信號，然后利用單片機定時器1對該脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達到500次時，則達到1公里，單片機將自動刷新里程、總金額等信息。圖24 AT24C02引腳配置圖圖中RR5 是上拉電阻，其作用是減少AT24C02 的靜態(tài)功耗?，F(xiàn)把I2C總線與AT24C02的通訊時序、通訊規(guī)則簡要介紹如下：1. I2C總線節(jié)點的尋址字節(jié)主機產(chǎn)生起始條件后，發(fā)送的第一個字節(jié)為尋址字節(jié)。 3. 要特別注意的是SDA和SCL都是雙向傳輸線，平時均處于高電平備用狀態(tài)，只有當(dāng)需要關(guān)閉時才使其鉗制在低電平，且僅在SCL為高電平時數(shù)據(jù)才能傳送，而當(dāng)SCL為低電平時才允許數(shù)據(jù)發(fā)生變化。圖25 鍵盤調(diào)整單元接線圖圖中，鍵盤從上至下依次為：S0：，對上一次的計費進行清零，為下次載客做準備；S1：，通過對功能鍵S3按下次數(shù)的計數(shù)，實現(xiàn)單價數(shù)據(jù)的增大；S2：，通過對功能鍵S3按下次數(shù)的計數(shù)，實現(xiàn)單價數(shù)據(jù)的減?。籗3：，按1次，進入調(diào)整白天單價；按2次，進入調(diào)整夜晚單價；按3次，進入調(diào)整等待單價；按4次，進入調(diào)整起步價；按5次，返回。鍵盤去抖動有專用的延時電路，也有專門的延時芯片，也可以用軟件去抖，考慮到電路的難易程度，從簡化硬件的角度，本次設(shè)計采用軟件去抖動，用一個短延時程序，進行鍵盤去抖操作。根據(jù)元件手冊（也可用萬用表測量）查得，點亮電流為320mA，取導(dǎo)通電流為5mA，所以限流電阻可選擇為()/5=660，故可選擇限流電阻值510Ω。74HC573所對應(yīng)真值表21如表。做設(shè)計時必須使其處于可控狀態(tài)，即應(yīng)該接低電平。最后延時5ms；依次循環(huán)掃描；利用數(shù)碼管點亮后的余暉和人眼視覺暫留效應(yīng)即可實現(xiàn)動態(tài)顯示。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動、清除、計程和計價等不同的操作。圖31 主程序流程圖 里程計數(shù)中斷程序每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個低電平信號，單片機定時器0（工作在計數(shù)模式）就對其計數(shù)一次，相應(yīng)的變量設(shè)為inter就自加1，當(dāng)里程計數(shù)器inter對里程脈沖計滿500次時，對其自身進行清零操作，為下一次計數(shù)做準備，同時進入里程計數(shù)中斷服務(wù)程序中，里程變量加1，總金額根據(jù)此時所設(shè)單價做出相應(yīng)的變化。TH=X/256。中途等待子程序流程圖如圖33所示。圖34 計算程序流程圖 顯示程序由于8位數(shù)碼管所有段選皆有8位的P0口進行控制，因此，在每一瞬間，8位LED會顯示同一個數(shù)字。在本次設(shè)計中顯示程序利用延時程序，每隔5ms刷新一次，相應(yīng)的數(shù)碼管點亮，顯示一位數(shù)據(jù)，利用主函數(shù)內(nèi)的循環(huán)，實現(xiàn)動態(tài)掃描顯示，同時根據(jù)數(shù)碼管余輝和人眼暫留現(xiàn)象，給人看上去每個數(shù)碼管總是在亮，以實現(xiàn)動態(tài)顯示。圖36 按鍵檢測子程序流程圖19第4章 調(diào)試改進過程及運行結(jié)果分析 動態(tài)掃描的調(diào)試和分析動態(tài)掃描是單片機編程中最基本的知識，雖對其原理有比較清晰的掌握，也曾用匯編語言寫過程序，但此次用C語言編寫還是出現(xiàn)了錯誤。首先是一定要對I2C總線時序有較深刻了解后再嘗試編程，第二就是要注意向 AT24C02寫一個字和讀一個字的區(qū)別，當(dāng)從 AT24C02讀數(shù)據(jù)時一定要注意，當(dāng)讀完時從機 AT24C02一定要發(fā)送一個非應(yīng)答信號表示數(shù)據(jù)讀完。按鍵去抖可通過以下語句實現(xiàn)： if(key==0) { delay(5)。 { 按鍵處理程序 } } } 計算程序的分析與設(shè)計由于里程和單價都精確的小數(shù)點后一位，而顯示時仍按整數(shù)顯示，只不過人為的加入 amp。可以改進的地方可能有很多；就我現(xiàn)在所思考的可從以下兩個方面加以考慮： 1. 嘗試著把兩個鎖存器74HC573去掉，當(dāng)然不能影響整個計價器的功能，這樣會使硬件電路更簡潔，成本也會更低，符合實際中的最大利潤空間定理。調(diào)試完成后在Proteus 上仿真結(jié)果如圖41，42，43，44所示。通過對基于Proteus ，表明用此方法設(shè)計的計價器。2. PCB板中如果把鍵盤和顯示器放在芯片和其它電路的反面，這樣封裝成實際產(chǎn)品時可把人機接口留在外面，更人性化，也符合人們的習(xí)慣。謹祝老師們工作順利，萬事如意，桃李滿天下；同學(xué)們學(xué)業(yè)有成，前程似錦！ 參考文獻[1] 李朝青. 單片機原理及接口技術(shù)(第三版). 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2008[2] 郭天祥. 51單片機C語言教程. 北京:電子工業(yè)出版社, 2008[3] 單成祥, 牛彥文. 傳感器設(shè)計基礎(chǔ). 北京: 國防工業(yè)出版社, 2007[4] 竇振中. 單片機外圍部件實用手冊輸出通道器件分冊. 北京:.[5] .(第三版).北京:高等教育出版社, 2005[6] .(第五版).北京：高等教育出版社, 2006[7] 張一斌, .長沙:中南大學(xué)出版社, 2008[8] 萬隆, 巴奉麗. :清華大學(xué)出版社, 2008[9] 馬淑華, 王鳳文, 張