【正文】 功能上的擴(kuò)展，如可把現(xiàn)有的計(jì)價(jià)器轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)速器，完善的功能使得基于STC89C52單片機(jī)的出租車(chē)計(jì)價(jià)器的通用性和實(shí)用性有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，具有很高的現(xiàn)實(shí)意義和很好的市場(chǎng)前景。圖41里程無(wú)溢出時(shí)仿真結(jié)果（小于三公里）圖42里程無(wú)溢出時(shí)仿真結(jié)果（大于三公里）圖43里程溢出時(shí)仿真結(jié)果（大于十公里）圖44 單價(jià)調(diào)整（起步價(jià)）結(jié)　論經(jīng)過(guò)近幾個(gè)月的設(shè)計(jì)，在多位老師和同學(xué)的幫助下，全面實(shí)現(xiàn)了預(yù)先設(shè)定的計(jì)價(jià)器應(yīng)具有的功能，且滿足了所有設(shè)計(jì)指標(biāo)。2. 設(shè)計(jì)ＰＣＢ板時(shí)把鍵盤(pán)和顯示器放在芯片和其它電路的反面，這樣封裝成實(shí)際產(chǎn)品時(shí)可把人機(jī)接口留在外面，更人性化，也符合人們的習(xí)慣。0x7f（共陽(yáng)極時(shí)加入amp。 if(key==0) { while(!key)。調(diào)試的方法是在指定地址寫(xiě)一個(gè)數(shù)字再看能是否讀出，當(dāng)顯示程序編寫(xiě)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(gè)變量，再通過(guò)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(shí)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)才能顯示正常，當(dāng)然這樣的代價(jià)是沒(méi)有靜態(tài)的效果；第二就是用動(dòng)態(tài)掃描時(shí)給八個(gè)數(shù)碼管送了10個(gè)數(shù)，顯然這樣做結(jié)果必定混亂；最后就是開(kāi)始時(shí)用switch、case語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描，當(dāng)程序較小時(shí)可以正常工作，但當(dāng)后期程序較大時(shí)，出現(xiàn)了時(shí)序混亂的問(wèn)題。 鍵盤(pán)程序鍵盤(pán)采用查詢(xún)的方式，放在主程序中，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，在相應(yīng)I/O口產(chǎn)生一次低電平，當(dāng)單片機(jī)查詢(xún)出該低電平后便轉(zhuǎn)入進(jìn)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(dòng)態(tài)掃描的方法輪流點(diǎn)亮各位LED，即在每一時(shí)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(jì)算程序計(jì)算程序根據(jù)里程數(shù)分別進(jìn)入不同的計(jì)算公式。 TL=X%256。里程中斷子程序如圖32所示。當(dāng)出租車(chē)運(yùn)行后，就啟動(dòng)計(jì)價(jià)器，根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷行駛里程是否已超過(guò)起步價(jià)公里數(shù)。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路如圖27所示。當(dāng)為低電平時(shí)，若LE為H，則D與Q同時(shí)為H或者L，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)直通傳送；而當(dāng)LE為L(zhǎng)時(shí)，無(wú)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)亮?xí)r需要5mA以上的電流，而單片機(jī)的輸出電流還不到1mA，所以數(shù)碼管與單片機(jī)連接時(shí)需加驅(qū)動(dòng)電路，可以使用上拉電阻的方法，也可以使用專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)芯片，考慮到復(fù)用單片機(jī)I/O接口，節(jié)省單片機(jī)I/O資源，此次設(shè)計(jì)采用74HC573鎖存器，其輸出電流較大，電路接口簡(jiǎn)單且可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。 顯示單元顯示單元由兩個(gè)4位8段共陽(yáng)數(shù)碼管組成，電路連接時(shí)，公共端接高電平，因此我們需要點(diǎn)亮哪個(gè)發(fā)光二極管只需給哪個(gè)二極管陰極送低電平，并采用動(dòng)態(tài)掃描進(jìn)行顯示[6]。S4: 實(shí)現(xiàn)白天單價(jià)和夜晚單價(jià)的切換。 鍵盤(pán)調(diào)整單元當(dāng)單價(jià)等信息需要進(jìn)行修改時(shí)，就要用到鍵盤(pán)。該字節(jié)的頭七位為從機(jī)地址，對(duì)于AT24C02來(lái)說(shuō)高四位為1010，它是I2C總線器件的固有地址，緊接著是AAA3通過(guò)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(xiě)控制為，當(dāng)為0是表示主節(jié)點(diǎn)向從節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)為1時(shí)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(shí)鐘脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址），進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)時(shí)遵守I2C總線協(xié)議。 掉電存儲(chǔ)單元AT24C02的作用是在電源斷開(kāi)的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的總金額，等待時(shí)間，運(yùn)行里程以及單價(jià)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(shì)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(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差VH輸出，該VH信號(hào)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(mén)輸出。但P0口不能同時(shí)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(gè)周期，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位操作；在該復(fù)位電路中，按一下復(fù)位開(kāi)關(guān)，利用電容沖放電的所產(chǎn)生的延時(shí)，就會(huì)在RST端產(chǎn)生一段時(shí)間的高電平，進(jìn)而進(jìn)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(jī)數(shù)值一般為24ＭＨＺ）。其中，等待時(shí)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(shí)基為5s,即假如A44E在5s后仍無(wú)脈沖輸出便認(rèn)為進(jìn)入等待時(shí)間，并由單片機(jī)STC89C52內(nèi)部計(jì)時(shí)器對(duì)其進(jìn)行計(jì)時(shí)。白天單價(jià)、夜晚單價(jià)、等待單價(jià)和起步價(jià)格都可通過(guò)獨(dú)立鍵盤(pán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 第1章 系統(tǒng)工作原理 功能要求出租車(chē)計(jì)價(jià)器是根據(jù)乘客乘坐汽車(chē)行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行計(jì)價(jià)的,并在行駛中同步顯示本次消費(fèi)、運(yùn)行里程、運(yùn)行單價(jià)以及等待時(shí)間等信息。功能要求1. 設(shè)計(jì)一個(gè)出租車(chē)計(jì)價(jià)器，并利用霍爾傳感器和單片機(jī)內(nèi)集成的計(jì)數(shù)器測(cè)試出出租車(chē)運(yùn)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(kāi)發(fā)時(shí)間，增加程序的可讀性和可維護(hù)性。單片機(jī)C語(yǔ)言編程相對(duì)于MC51匯編語(yǔ)言編程有如下優(yōu)點(diǎn)：1. 對(duì)單片機(jī)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(jī)。如飛機(jī)、軍艦、導(dǎo)彈、魚(yú)雷制導(dǎo)、智能武器等。如空調(diào)機(jī)、微波爐、IC卡、汽車(chē)電子設(shè)備等。如數(shù)據(jù)采集、測(cè)控技術(shù)。通過(guò)多次調(diào)試系統(tǒng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求?；趩纹瑱C(jī)的計(jì)價(jià)器是由單片機(jī)和外部電路組成。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于STC89C52單片機(jī)出租車(chē)計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)摘 要隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的出租車(chē)行業(yè)也將加速發(fā)展。出租車(chē)計(jì)價(jià)器是單片機(jī)的一種典型應(yīng)用。系統(tǒng)性能指標(biāo)；、行駛里程和總金額；。舉例如下：1. 工業(yè)自動(dòng)化。3. 消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品。5. 武器裝備。鑒于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及各種更先進(jìn)的仿真軟件的出現(xiàn)，使用高級(jí)語(yǔ)言如C代替匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程和控制已成為現(xiàn)實(shí)，也成為一種發(fā)展趨勢(shì)。4. 庫(kù)中包括許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的處理能力，使用方便。綜上：基于單片機(jī)STC89C52設(shè)計(jì)的出租車(chē)計(jì)價(jià)器不僅可方便的用軟件代替硬件，降低成本，具備一般計(jì)價(jià)器的計(jì)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(jià)切換，并且還可很方便的擴(kuò)展為速度測(cè)試儀，具有很好市場(chǎng)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(jì)系統(tǒng)原理圖。同時(shí)，白天和夜晚價(jià)格不同，可以進(jìn)行切換?；魻杺鞲衅髦饕糜跈z測(cè)汽車(chē)行使的里程數(shù)，出租車(chē)車(chē)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(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)則根據(jù)程序設(shè)定，通過(guò)計(jì)算脈沖個(gè)數(shù)換算出已行駛里程（里程=脈沖個(gè)數(shù)*出租車(chē)車(chē)輪周長(zhǎng)），然后再根據(jù)從EEPROMAT24C02中讀取的單價(jià)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行總的消費(fèi)金額的計(jì)算：當(dāng)里程小于3公里時(shí)，總金額=起步價(jià)+等待時(shí)間*等待單價(jià)；當(dāng)里程大于3公里時(shí)，總金額=起步價(jià)+（里程3）*運(yùn)行單價(jià)+等待時(shí)間*等待單價(jià)；計(jì)算好的金額、等待時(shí)間、里程和單價(jià)等數(shù)據(jù)信息都可實(shí)時(shí)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(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)單元主控機(jī)系統(tǒng)采用STC公司生產(chǎn)的 STC89C52單片機(jī)，它含有512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所以不必再擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。 圖21 單片機(jī)最小系統(tǒng)STC89C52單片機(jī)的復(fù)位端接74LS14，它是一個(gè)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(shí)，由于輸出屬于開(kāi)漏電路，無(wú)上拉電阻故也無(wú)法進(jìn)行高低電平的操作，此時(shí)必須接上拉電阻，一般阻值選為10K。 A44E 集成霍耳開(kāi)關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢(shì)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(mén)輸出E五個(gè)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(cè)距示意圖，即做為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的輸入端，車(chē)輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車(chē)輪的周長(zhǎng)是2米），霍爾開(kāi)關(guān)便輸出一低電平信號(hào)，然后利用單片機(jī)定時(shí)器1對(duì)該脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到500次時(shí)，則達(dá)到1公里，單片機(jī)將自動(dòng)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(shí)序、通訊規(guī)則簡(jiǎn)要介紹如下：1. I2C總線節(jié)點(diǎn)的尋址字節(jié)主機(jī)產(chǎn)生起始條件后，發(fā)送的第一個(gè)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(shí)均處于高電平備用狀態(tài)，只有當(dāng)需要關(guān)閉時(shí)才使其鉗制在低電平，且僅在SCL為高電平時(shí)數(shù)據(jù)才能傳送，而當(dāng)SCL為低電平時(shí)才允許數(shù)據(jù)發(fā)生變化。圖25 鍵盤(pán)調(diào)整單元接線圖圖中，鍵盤(pán)從上至下依次為：S0：，對(duì)上一次的計(jì)費(fèi)進(jìn)行清零，為下次載客做準(zhǔn)備；S1：，通過(guò)對(duì)功能鍵S3按下次數(shù)的計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)單價(jià)數(shù)據(jù)的增大；S2：，通過(guò)對(duì)功能鍵S3按下次數(shù)的計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)單價(jià)數(shù)據(jù)的減??；S3：，按1次，進(jìn)入調(diào)整白天單價(jià)；按2次，進(jìn)入調(diào)整夜晚單價(jià)；按3次，進(jìn)入調(diào)整等待單價(jià)；按4次，進(jìn)入調(diào)整起步價(jià)；按5次，返回。鍵盤(pán)去抖動(dòng)有專(zhuān)用的延時(shí)電路，也有專(zhuān)門(mén)的延時(shí)芯片，也可以用軟件去抖，考慮到電路的難易程度，從簡(jiǎn)化硬件的角度，本次設(shè)計(jì)采用軟件去抖動(dòng)，用一個(gè)短延時(shí)程序，進(jìn)行鍵盤(pán)去抖操作。根據(jù)元件手冊(cè)（也可用萬(wàn)用表測(cè)量）查得，點(diǎn)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(duì)應(yīng)真值表21如表。做設(shè)計(jì)時(shí)必須使其處于可控狀態(tài)，即應(yīng)該接低電平。最后延時(shí)5ms；依次循環(huán)掃描；利用數(shù)碼管點(diǎn)亮后的余暉和人眼視覺(jué)暫留效應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)價(jià)等不同的操作。圖31 主程序流程圖 里程計(jì)數(shù)中斷程序每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)，單片機(jī)定時(shí)器0（工作在計(jì)數(shù)模式）就對(duì)其計(jì)數(shù)一次，相應(yīng)的變量設(shè)為inter就自加1，當(dāng)里程計(jì)數(shù)器inter對(duì)里程脈沖計(jì)滿500次時(shí)，對(duì)其自身進(jìn)行清零操作，為下一次計(jì)數(shù)做準(zhǔn)備，同時(shí)進(jìn)入里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序中，里程變量加1，總金額根據(jù)此時(shí)所設(shè)單價(jià)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(jì)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(jìn)行控制，因此，在每一瞬間，8位LED會(huì)顯示同一個(gè)數(shù)字。在本次設(shè)計(jì)中顯示程序利用延時(shí)程序，每隔5ms刷新一次，相應(yīng)的數(shù)碼管點(diǎn)亮，顯示一位數(shù)據(jù)，利用主函數(shù)內(nèi)的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描顯示，同時(shí)根據(jù)數(shù)碼管余輝和人眼暫留現(xiàn)象，給人看上去每個(gè)數(shù)碼管總是在亮，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。圖36 按鍵檢測(cè)子程序流程圖第4章 調(diào)試改進(jìn)過(guò)程及運(yùn)行結(jié)果分析 動(dòng)態(tài)掃描的調(diào)試和分析動(dòng)態(tài)掃描是單片機(jī)編程中最基本的知識(shí)，雖對(duì)其原理有比較清晰的掌握，也曾用匯編語(yǔ)言寫(xiě)過(guò)程序，但此次用C語(yǔ)言編寫(xiě)還是出現(xiàn)了錯(cuò)誤。首先是一定要對(duì)I2C總線時(shí)序有較深刻了解后再?lài)L試編程，第二就是要注意向 AT24C02寫(xiě)一個(gè)字和讀一個(gè)字的區(qū)別，當(dāng)從 AT24C02讀數(shù)據(jù)時(shí)一定要注意，當(dāng)讀完時(shí)從機(jī) AT24C02一定要發(fā)送一個(gè)非應(yīng)答信號(hào)表示數(shù)據(jù)讀完。按鍵去抖可通過(guò)以下語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)： if(key==0) { delay(5)。 { 按鍵處理程序 } } } 計(jì)算程序的分析與設(shè)計(jì)由于里程和單價(jià)都精確的小數(shù)點(diǎn)后一位，而顯示時(shí)仍按整數(shù)顯示，只不過(guò)人為的加入 amp?？梢愿倪M(jìn)的地方可能有很多；就我現(xiàn)在所思考的可從以下兩個(gè)方面加以考慮： 1. 嘗試著把兩個(gè)鎖存器74HC573去掉，當(dāng)然不能影響整個(gè)計(jì)價(jià)器的功能，這樣會(huì)使硬件電路更簡(jiǎn)潔，成本也會(huì)更低，符合實(shí)際中的最大利潤(rùn)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(guò)對(duì)基于Proteus ，表明用此方法設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器。2. PCB板中如果把鍵盤(pán)和顯示器放在芯片和其它電路的反面，這樣封裝成實(shí)際產(chǎn)品時(shí)可把人機(jī)接口留在外面，更人性化，也符合人們的習(xí)慣。謹(jǐn)祝老師們工作順利，萬(wàn)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(xiàn)[1] 李朝青. 單片機(jī)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(jī)C語(yǔ)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(jì)基礎(chǔ). 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2007[4] 竇振中. 單片機(jī)外圍部件實(shí)用手冊(cè)輸出通道器件分冊(cè). 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(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社, 2008[8] 萬(wàn)隆, 巴奉麗. :清華大學(xué)出版社, 2008[9] 馬淑華, 王鳳文, 張