【正文】 2OUT3RST4VCC8DISCH7THR6CVOLT5U8NE555 圖 15 555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和引腳圖 1 腳： GND(或 Vss)外接電源負(fù)端 VSS 或接地，一般情況下接地。比較器 C1 和 C2 的參考電壓分別為 UA 和 UB，根據(jù) C1 和 C2 的另一個(gè)輸入端 —— 觸發(fā) 輸入和閾值輸入，可判斷出 RS 觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。 555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。占用系統(tǒng) I/O口較少，有效地節(jié)約系統(tǒng)資源，使 整個(gè)系統(tǒng)更加人性化。 指令 8： DDRAM 地址設(shè) 置。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。 第 5腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作 ，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。占用系統(tǒng) I/O口較少，有效地節(jié)約系統(tǒng)資源，使整個(gè)系統(tǒng)更加人性化。 K4：可以對(duì)年月日 時(shí)分秒進(jìn)行減小調(diào)整。 該硬件電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。 為了啟動(dòng)數(shù)據(jù)的傳輸， CE 引腳信號(hào)應(yīng)由低變高，當(dāng)把 CE驅(qū)動(dòng)到邏輯 1的狀態(tài)時(shí)， SCLK 必須為邏輯 0,數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿串行輸入，無(wú)論是讀同期 還是寫周期，也無(wú)論傳送方式是單字節(jié)還是多字節(jié)，都要通過(guò)控制字指定 40 字節(jié)的哪個(gè)將被訪黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 12— 問(wèn)，在開始 8個(gè)時(shí)鐘同期把命令字（具有地址和控制信息的 8位數(shù)據(jù)）裝入移位寄存器之后，另外的時(shí)鐘在讀操作時(shí)輸出 數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)輸入數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的下降沿變化。 4. 第 0位：如果為 0,表示進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作。 2. 第 6位：如果為 0,則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù)。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，后面有詳細(xì)說(shuō)明。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。采用三線接口與 CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。 我們選擇了 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷 0（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（我們?cè)O(shè)車輪的周長(zhǎng)是 1 米），霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到 500 次時(shí)，也就是 1 公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)的增加。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓 (相對(duì)于地電位 )使三極管導(dǎo)通，此時(shí) OC 門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為 “開 ”。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。需注意的是：如果加密位 LB1黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 7— 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口 。在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。寫入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)了你的勞動(dòng)成果。本次設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)車速系統(tǒng) 不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià) 和間接計(jì)算出車速 ，而且還能根據(jù)白天、黑夜、中途等待來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)，同時(shí)在不計(jì)價(jià)的時(shí)候還能作為時(shí)鐘為司機(jī)同志提供方便 。 IO 口分配的簡(jiǎn)易要求。隨著單片機(jī)性能不斷提高而價(jià)格卻不斷下降，單片機(jī)控制得到更廣泛的應(yīng)用，外圍芯片的不斷發(fā)展，使得計(jì)價(jià)器的功能更加強(qiáng)大，性能更加穩(wěn)定。此 時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可以完成計(jì)價(jià)的工作。計(jì)價(jià)器是出租汽車的經(jīng)營(yíng)者和乘坐出租汽車的消費(fèi)者之間用于公平交 易結(jié)算的工具，因而計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)準(zhǔn) 確與否，直接關(guān)系到經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益。 顯示 界面采用的是 LCD1602 液晶屏 ， 其內(nèi)部有 復(fù)位電路 ,時(shí)鐘電路 ,鍵盤電路，空車時(shí)可以顯示系統(tǒng) 時(shí)間 ， 還能實(shí)現(xiàn)根據(jù)時(shí)鐘芯片自動(dòng)調(diào)整白天、黑天計(jì)價(jià)模式，能自動(dòng)處理中途等待等功能。學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 單片機(jī) 出租車 測(cè)速 計(jì)價(jià) 系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 劉銘航 學(xué) 號(hào)： 20204073336 指導(dǎo)教師： 孟潔 所在學(xué)院： 信息技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 中國(guó) 本次設(shè)計(jì) 出租車計(jì)價(jià) 測(cè)速系統(tǒng) 不但能實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)的功能， 還可以通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)模擬 汽車輪胎 轉(zhuǎn)動(dòng) ,通過(guò) A44E 霍爾傳感器對(duì) 模擬出的 輪胎轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車?yán)锍痰臏y(cè)量 ，間接的獲得 車 速 ，并 最終計(jì)算出 總金額 。出租汽車計(jì)價(jià)器是一種能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和 等候時(shí)間的長(zhǎng)度短 進(jìn)行計(jì)價(jià) 的一種儀器，同時(shí)也可以 直接顯示車費(fèi)值的計(jì)量器 具。它采用了手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化。單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。 白天 、晚上、途中等待（ 3S 開始收費(fèi)） 具有數(shù)據(jù)的復(fù)位功能。輸出采用 1602 液晶顯示屏。顯而易見(jiàn)，這種單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總 線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（ 地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部 程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 按照霍爾器件的功能可將它們分為 : 霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件 。在輸入端輸入電壓，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍耳效應(yīng) 原理，當(dāng)霍耳片處在磁場(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)生霍耳電勢(shì)差 HV輸出，該 HV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 門輸出。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 9— 圖 6 傳感器測(cè)距示意圖 由于 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，而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到 1MHZ。 時(shí)鐘 單元設(shè)計(jì) DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。 1. 第 7 位：最高有效位，如果它為 0,則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中。 當(dāng)?shù)?6 位為 1時(shí)， 定義 RAM 的地址， A4～ A0＝ 0～ 30,對(duì)應(yīng)各子地址的 RAM，地址 31 對(duì)應(yīng)的是 RAM多字節(jié)方式選擇寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫RAM 時(shí)，不必寫所有 31字節(jié)，不管是否寫了全部 31字節(jié)，所寫的第一個(gè)字節(jié)都將傳送到 RAM。在 24小時(shí)制式下，位 5是第二個(gè) 10 小時(shí)位（ 20～ 23時(shí)）。 K3：可以對(duì)年月日 時(shí)分秒進(jìn)行增大調(diào)整。液晶屏功能強(qiáng)大，可顯示各種字體的數(shù)字、漢字、圖像，還可以自定義顯示內(nèi)容，顯示內(nèi)容 也較豐富；方便操作者讀取信息及一些擴(kuò)展功能的實(shí)現(xiàn)。 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。（說(shuō)明： 1 為高電平、 0為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 液晶屏功能強(qiáng)大，可顯示各種字體的數(shù)字、漢字、圖像，還可以自定義顯示內(nèi)容，顯示內(nèi)容也較豐富；方便操作者讀取信息及一些擴(kuò)展功能的實(shí)現(xiàn)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓 VCC /3 和 2VCC /3。輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)200mA。 555 時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能 由圖 15（見(jiàn)下頁(yè)） 可知 555 電路由電阻分壓器、電壓比較器、基本 RS 觸發(fā)器、放電管和輸出緩沖器 5個(gè)部分組成。 6 腳： TH高觸發(fā)端。 8 腳： VCC(或 VDD)外接電源 VCC，雙極型時(shí)基電路 VCC 的范圍是 ～ 16V， CMOS型時(shí)基電路 VCC 的范圍為 3～ 18V。 中途等待中斷服務(wù)程序 ， 當(dāng)?shù)却?鍵按下，每當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá) 3 分鐘后，就對(duì)當(dāng)前金額加上中途等待的單價(jià)。宏單步可執(zhí)行一段程序，如一步就可執(zhí)行完整個(gè)循環(huán)程序段。 （ 2）硬件系統(tǒng)檢 查， 硬件系統(tǒng)必須排除電源短路和碰線故障，然后空板（沒(méi)有插上芯片等器件）進(jìn)行上電檢查各電源點(diǎn)是否正確，有關(guān)邏輯電平及信號(hào)是否正確。 B) 對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)地分析，合理推測(cè)，借助開發(fā)系統(tǒng)的調(diào)試手段，逐步縮小疑點(diǎn)范圍，直至找出問(wèn)題所在進(jìn)行修改。雖然 AT89S52 單片機(jī)具有較強(qiáng)抗干擾能力，雖然其抗干擾能力不如 PLC，但是PLC 價(jià)格較貴，不符合以經(jīng)濟(jì)為主的設(shè)計(jì)原則 。 最后，我要感謝我的母校，是她培養(yǎng)了我，培養(yǎng)了一批又一批像我一樣受益于她的孩子們，沒(méi)有學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的細(xì)細(xì)關(guān)懷，大學(xué)四年我們不會(huì)過(guò)的如此充實(shí) 。 這次設(shè)計(jì)是我 認(rèn)識(shí)到 了 完整 、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思想是多么的重要，只有擁有了科學(xué)的態(tài)度才能設(shè)計(jì)出有用的產(chǎn)品。 結(jié)論 — 31— 結(jié)論 在這段時(shí)間里，經(jīng)過(guò)自己努力，基本上完成了設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容， 實(shí)現(xiàn)了出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的計(jì)費(fèi)，總里程顯示等功并且能通過(guò)電機(jī)模擬輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，間接獲得車速功能。 有些故障只有通過(guò)軟件調(diào)試才能排除，有時(shí)還需通過(guò)軟件調(diào)試修改硬件設(shè)計(jì)。全速斷點(diǎn)運(yùn)行為檢查實(shí)時(shí)性 及中斷響應(yīng)處理等提供了方便。 開始 LCD 初始化 寫數(shù)據(jù) LCD 判忙 =0 寫完 設(shè)置字符位置 寫數(shù)據(jù) LCD 判忙 =0 寫完 結(jié)束 否 否 否 否 是 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 29— 5系統(tǒng) 安裝與 調(diào)試 程序的檢測(cè)與調(diào)試 程序的查錯(cuò)手段 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)均需借助對(duì)應(yīng)的開發(fā)系統(tǒng)（或裝置）進(jìn)行在線仿真，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的軟，硬件進(jìn)行全面地檢測(cè)與調(diào)試。 在主程序模塊中，需要完成對(duì)各接口芯片的初始化、啟動(dòng)計(jì)價(jià)，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程是否已超過(guò)起價(jià)公里數(shù)。電阻分壓器為比較器 C C2 提供參考電壓，比較器 C1 的參考電壓為 2/3Vcc，加在同相輸入端，比較器 C2 的參考電壓為1/3Vcc，加在反相輸入端。 4 腳： R是直接清零端。 555 定時(shí)器的應(yīng)用 （ 1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于 TTL 系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等； 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 22— （ 2）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號(hào)產(chǎn)生電路； （ 3）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時(shí)延時(shí)整形及一些定時(shí)開關(guān)中。若觸發(fā)輸入端 TR 的 電壓小于 VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。 555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 ~16V 工作， 7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、 CMOS 或者模擬電路電平兼容。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 指令 4：顯示開關(guān)控制。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。下面以長(zhǎng)沙太陽(yáng)人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。 K7：中途等待按鍵，按鍵按下后，進(jìn)入等待模式，再按下，可以解除等待 . 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 16— 顯示 模塊設(shè)計(jì) 顯示部分要求顯示單價(jià)、里程、總金額等各種信息。 DS1302 采用雙電源供電，平時(shí)由 +5V 電源供電，當(dāng) +5V電源之后，由圖中 +3V 備用電源供電。 圖 8 DS1302 單字節(jié)讀寫時(shí)序 DS1302 片內(nèi)寄存器說(shuō)明 通過(guò)控制字對(duì) DS1302 片內(nèi)的寄存器進(jìn)行尋址之后，即可就所選中寄存器的各位進(jìn)行操作。同樣，在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿，讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。 A4～ A0＝ 0～ 6,順序?yàn)槊?、分、時(shí)、日、月、星期、年的寄存器。 表 1 DS1302 引腳功能說(shuō)明 引腳號(hào) 名稱 功能 1 VCC1 備份電源輸入 2 X1 輸入 3 X2 輸出 4 GND 地 5 RST 控制移位寄存器 /復(fù)位 6 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 7 SCLK 串行時(shí)鐘 8 VCC2 主電源輸入 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 11— DS1302 控制字和讀寫時(shí)序說(shuō)明 在編程過(guò)程中要注意 DS1302 的讀寫時(shí)序， DS1302 是 SPI 總線驅(qū)動(dòng)方式，它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。車輪每轉(zhuǎn)一周，磁鐵經(jīng)過(guò) 傳感器 兩 次。