【正文】 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，有很多細(xì)小的問題，林老師都給以耐心的解答，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度使我在遇到問題事不會(huì)手足無措，而是更有信心去接受挑戰(zhàn)，更好的完成任務(wù)，我論文設(shè)計(jì)的工作自始至終都是在林老師老師全面、具體、細(xì)心的指導(dǎo)下進(jìn)行的。專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)，老是感覺所學(xué)知識(shí)與實(shí)際相差太遠(yuǎn)。初步設(shè)計(jì)大約在二周內(nèi)完成，之后的大部分時(shí)間都是在完善和修改，使出租車計(jì)價(jià)器達(dá)到既定的要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)校對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)中所學(xué)知識(shí)的一個(gè) 綜合的檢驗(yàn)，工作做的好壞，直接體現(xiàn)了 學(xué)生 個(gè)人現(xiàn)階段 學(xué)習(xí)動(dòng)手 的強(qiáng)弱，我們必須 以最飽滿的熱情，最專業(yè)的態(tài)度來對(duì)待它，爭取完美的完成這項(xiàng)任務(wù)。在應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位，如果這些芯片復(fù)位端的復(fù)位電平要求與單片機(jī)復(fù)位電平要求一致，則可以將復(fù)位信號(hào)與之相連。 圖 312 集成霍耳開關(guān)外形及接線 硬件圖 圖 313 模擬脈沖 在應(yīng)用仿真的過程中，我們選擇了 口作為模擬信號(hào)的輸 入端，內(nèi)部采用外部中斷 1，一個(gè)脈沖代表一公里（這樣可以節(jié)省時(shí)間），單片機(jī)就會(huì)將金額隨著公里數(shù)的增加而增加。 里 程計(jì)數(shù)單元 霍爾元件簡介 霍爾傳感器 AT89C51 21 車輪 圖 310 傳感器測距示意圖 在實(shí)際應(yīng)用的過程中，計(jì)算里程是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器 A44E 檢測到的信號(hào)，送到單片機(jī)，經(jīng)處理計(jì)算 ,送給顯示單元的，其原理如圖 310 所示。 ? 可用在 8086 的 譯碼 電路中， 擴(kuò)展內(nèi)存 。這樣設(shè)計(jì)的目的是讓顧客可以清楚的看到里程金額的變化，更加的簡單直觀，這樣就可以大幅度的避免顧客與司機(jī)之間的糾紛，讓旅途更加的愉快！ 片選電路 在 LED 數(shù)碼管顯示的過程中，字形碼的輸出控制可采用硬件譯碼方式，如采用BCD7 段譯碼 /驅(qū)動(dòng)器 74LS128 74LS4 74LS4 CD4511(共陰極 )或 74LS474LS4 CD4513（共陽極），也可用軟件表的方式將上述 16 進(jìn)制代碼經(jīng)接口輸出。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。 另外，我們 17 所采用的超大型積體電路還具有級(jí)聯(lián)延時(shí)開關(guān)特性，可防止反向尖峰電壓對(duì)發(fā)光二極體的損害。動(dòng)態(tài)顯雖然在任一時(shí)刻只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，但是由于人眼具有視覺暫留效應(yīng)，看起來與全部數(shù)碼管持續(xù)點(diǎn)亮的效果完全一樣。如圖所示，該圖表示了一個(gè)四位靜態(tài)LED 顯示器電路。單色，分段全彩管可用大樓，道路，河堤輪廓亮化， LED 15 數(shù)碼管可均勻排布形成大面積顯示區(qū)域，可顯示圖案及文字，并可播放不同格式的視頻文件。 AT89C51 單片機(jī)的中斷源共有 5個(gè)，分別是兩個(gè)外部中斷源、兩個(gè)定時(shí)中斷源和一個(gè)串行中斷源。 ? /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序 存儲(chǔ)器 （ 0000HFFFFH） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 時(shí)，將跳過一個(gè) ALE脈沖。 ? P3 口 ： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門電流。編程電壓 VPP 有高壓 12V 的，也有低壓 5V 的。 ? LED 顯示單元：采用動(dòng)態(tài)顯示的方法，顯示金額與里程。根據(jù)調(diào)查，煙臺(tái)地區(qū)的出租車計(jì)價(jià)器收費(fèi)情況如下： ? 起步價(jià)為 7元，不 超過 3 公里不額外收費(fèi)； ? 超過 3 公里但不超過 10 公里時(shí)，白天每公里 2 元，晚上每公里 元；拼車時(shí)白天每公里 1 元，晚上 元； ? 超過 10 公里時(shí)，白天每公里 元，晚上每公里 元；拼車時(shí)白天每公里 2元，晚上每公里 3元。所以，第二階段要了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的 ， 單片機(jī)開發(fā)經(jīng)常會(huì)用到哪些電子技術(shù)和元器件知識(shí) ， 如何將一條條編程指令組合成一段段有效的程序 ?？刂破髟趩纹瑱C(jī)內(nèi)部協(xié)調(diào)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送和運(yùn)算操作，是保證單 片機(jī)各部分能在程序運(yùn)行過程中自動(dòng)而協(xié)調(diào)工作的指揮樞紐。有些衍生產(chǎn)品是再標(biāo)準(zhǔn) MCS51 基礎(chǔ)上精簡部分一覺和縮減產(chǎn)品功能二形成的（例如 AT89C105 AT89C205 51LPC 系列、 LPC900 系列等）。 提到單片機(jī)的應(yīng)用，有人這樣說，“凡是能想到的地方，單片機(jī)都可以用的上”，這樣說并不夸張。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入 /輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)。 當(dāng)代 單片機(jī) 系統(tǒng)已經(jīng)不再只在 裸機(jī) 環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的 嵌入式操作系統(tǒng) 被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。 圖 11 微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 輸入設(shè)備 運(yùn)算器 輸出設(shè)備 存儲(chǔ)器 控制器 4 單片機(jī)的發(fā)展史 單片機(jī) 誕生于 1971 年，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC 三 大階段，早期的 SCM 單片機(jī)都是 8位或 4 位的。既然單片機(jī)是一部概念上完整的微型計(jì)算機(jī)，那么單片機(jī)的功能部件和工作原理與微型計(jì)算機(jī)也是基本相同的。 如果說單片 機(jī)是國人給該類芯片定義的一個(gè)俗名或土名，那么微控制器則是國際上公認(rèn)的一個(gè)學(xué)名。單片機(jī) 相對(duì)來說功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜?就 可以很容易的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求， 對(duì)于初學(xué)者來說簡單易上手， 且靈活性強(qiáng)，可以通過軟件編程來完成更多的附加功能 。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可以完成計(jì)價(jià)的工作。 出租車計(jì)價(jià)的的原理簡單的概括為以下幾個(gè)方面： ? 里程傳感器：采集車速信號(hào) ,(也可以自己做車速傳感器 ,采用霍 爾效應(yīng)做 )，車速信號(hào)為脈沖信號(hào) ,采集脈沖信號(hào)的頻率就可以得到車速，可以用到芯片的 定時(shí)器捕獲。而 改良出租車計(jì)價(jià)器是 在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的 最好方法， 用更加精良的計(jì)價(jià)器來為乘客提供更加 優(yōu)質(zhì) 的服務(wù)。 我國在 70 年代開始出現(xiàn)出租車，但那時(shí)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)大都是國外進(jìn)口不但不夠準(zhǔn)確，價(jià)格還十分昂貴。當(dāng)出租車到達(dá)某地需要在那里等候時(shí)，司機(jī)只要按一下 “ 計(jì)時(shí) ” 鍵，每等候一定時(shí)間，計(jì)費(fèi)顯示就增加一個(gè)該收的等候費(fèi)用。 ? 打印機(jī) ：打印機(jī)來打印所需要的票據(jù)，通過排線連接計(jì)價(jià)器主機(jī)。 所以，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過程中為們必須做到，簡單、精確、實(shí)用、耐用。嵌入式系統(tǒng)的核心部件有以下 3 類：嵌入式微處理器、嵌入式 DSP 處理器和微控制器。 單片機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是增強(qiáng)“控制”能力，滿足實(shí)時(shí)控制（就是快速反應(yīng)）方面的需要。諾依曼最先提出的，所以稱之為馮隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用， 32 位 單片機(jī) 迅速取代 16 位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。 ? 控制功能強(qiáng) 為了滿足對(duì)對(duì)象的控制要求，單片機(jī)的 指令系統(tǒng) 均有極豐富的條件 :分支轉(zhuǎn)移能力， I/O 口的邏輯操作及位處理能力，非常適用于 專門的控制功能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的單片機(jī)年容量已達(dá) 1～ 3億片，且每年以大約 16％的速度增長，但相對(duì)于國際市場我國的占有率還不到 1％。不同公司推出的 51 具有各自的功能和特點(diǎn)，但它們的內(nèi)核都是以 Intel公司的 MCS51 為基礎(chǔ)的，并且指令系統(tǒng)兼容，從而給用戶帶來了廣闊的選擇范圍，同時(shí)又可以采用相同的開發(fā)工具。 80C51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 12所示，其核心部件為中央處理單元或中中央處理器（ CPU），它包括運(yùn)算電路和控電路兩大部分。 單片機(jī)學(xué)習(xí)的 4個(gè)階段 ? 整體了解 要知道單片機(jī)是什么 ， 單片機(jī)有何用 ， 如何系統(tǒng)學(xué)習(xí)單片機(jī) ， 單片機(jī) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的流程是怎樣的，需要掌握哪些輔助軟件 。這些需要不斷的學(xué)習(xí)和積累。 ? 按鍵控制：通過按鍵控制行駛里程數(shù)，白天 /晚上，拼車計(jì)價(jià)方式的轉(zhuǎn)換。 AT89C51 的主要特性 ? 與 MCS51 系列單片機(jī)產(chǎn)品兼容； ? 4K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器（片內(nèi)具有 4K字節(jié)閃速存儲(chǔ)器）； ? 1000 次擦寫周期； ? 128Bytes 的內(nèi)部 RAM 單元； ? 4 個(gè) 8 位 I/O 口，即 32位可編程 I/O 口線； ? 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； ? 6 個(gè)中斷源； ? 可編程全雙工串行口； ? 低功耗空閑和掉電 模式； ? 掉電后中斷可喚醒； ? 看門狗定時(shí)器 ? 雙數(shù)據(jù)指針 ? 靈活的 ISP 在線編程功能（字或字節(jié)模式）； ? 寬范圍的工作電壓， VCC 的允許變化范圍為了 ～ ； ? 可設(shè)置為待機(jī)狀態(tài)和掉電狀態(tài)； ? 振蕩器及時(shí)鐘電路，全靜態(tài)工作方式，時(shí)鐘頻率可為 0Hz~24MHz。 ? P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi) 部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在 FLASH 編程 期間，此 引腳 用于輸入 編程 脈沖。 ? /PSEN： 外部 程序存儲(chǔ)器 的選通信號(hào)。 中斷服務(wù)系統(tǒng)簡介 由 于在設(shè)計(jì)的過程中主要用到單片機(jī)的中斷服務(wù)系統(tǒng)，所以下面對(duì)中斷服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行簡介： ? 中斷的基本概念：可以舉例說明，例如： 你正在家中看書，突然電話鈴響了，你放下書本，去接電話，和來電話的人交談，然后放下電話，回來繼續(xù)看你的書。 ? 中斷處理過程：要滿足單片機(jī)的中斷響應(yīng)條件（有中斷源發(fā)出中 斷請(qǐng)求；中斷源對(duì)應(yīng)的中斷允許位為 1；中斷總允許位 EA=1），在滿足中斷響應(yīng)的條件下 ， CPU響應(yīng)中斷，硬件自動(dòng)將斷點(diǎn)地址壓入堆棧保護(hù)，在中斷服務(wù)完成后，先撤銷該中斷請(qǐng)求， CP 然后返回原程序的斷點(diǎn)（既原來中斷的位置），繼續(xù)原來的程序。 圖 33 共陰極結(jié)構(gòu)