【正文】 .................. 14 霍爾效應(yīng) .................................................................................................. 14 霍爾元件 .................................................................................................. 15 A44E 霍爾傳感器 ..................................................................................... 16 I/O 擴(kuò)展電路 ..................................................................................................... 18 8155的結(jié)構(gòu)和引腳圖 ............................................................................... 18 8155總線接口電路 ................................................................................... 19 8155的工作方式與基本操作 ..................................................................... 20 8155的地址編碼 ...................................................................................... 20 單片機(jī) I/O 擴(kuò)展電路 ................................................................................ 21 顯示電路 .......................................................................................................... 21 74HC244芯片介紹 ................................................................................... 21 LED顯示器介紹 ....................................................................................... 22 數(shù)碼管顯示原理 ...................................................................................... 23 顯示電路 ................................................................................................. 24 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................... 26 出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)思想 .................................................................... 26 軟件設(shè)計(jì)各個(gè)模塊介紹 ..................................................................................... 28 里程、車費(fèi)計(jì)算及顯示模塊 ..................................................................... 28 等待時(shí)間計(jì)時(shí)加費(fèi)模塊 ............................................................................ 29 設(shè)置起步價(jià)模塊 ...................................................................................... 30 第五章 總結(jié) .................................................................................................................. 31 致謝 ............................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 33 IV 附錄一 ........................................................................................................................... 34 附錄二 ........................................................................................................................... 35南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 第一章 緒論 單片機(jī)應(yīng)用的發(fā)展及現(xiàn)狀 單片機(jī)概述 自從 1946 年美國賓夕法尼亞大學(xué)研制了世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)以來，計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了 4個(gè)時(shí)代（電子管時(shí)代、晶體管時(shí)代、集成電路時(shí)代、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路時(shí)代），現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)都是大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)，他們具有功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)可靠等特點(diǎn)，其發(fā)展趨勢是巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化及智能化。實(shí)行出租車區(qū)域計(jì)價(jià)制度需要出租車的計(jì)價(jià)器具有區(qū)域識別功能。與已有的系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有超速提醒等更強(qiáng)的功能。規(guī)定行駛里程在 3km以內(nèi)時(shí)起步價(jià)為 10 元，當(dāng)超過 3km時(shí)車價(jià)按 3 元 /公里來計(jì)算。 圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖 主控單元電路 80C51 單片機(jī)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 80C51 是 8位單片機(jī)中一個(gè)最基本、最典型的芯片型號，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖 所示。操作結(jié)果的狀態(tài)由程序狀態(tài)字（ PSW）保存。因此，通常所說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是指前 128 個(gè)單元，簡稱“內(nèi)部 RAM”。 1． I/O 口 80C51 單片機(jī)中共有 4 類 8 位 I/O 口，分別為 P0、 P P P3口 . P0 口地址為 80H，位地址為 80H~87H，可以作為通用 I/O 口進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，又可以作為單片機(jī)系統(tǒng)的地址 /數(shù)據(jù)線使用。 4． EA 訪問程序存儲(chǔ)器控制信號 EA 可用于外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展，確定對 ROM 的讀操作是針對哪個(gè)存儲(chǔ)器的，當(dāng) EA 為高電平時(shí)，針對的是外部程序存儲(chǔ)器，當(dāng) EA 為低電 平時(shí)對 ROM 的讀操作針對的是內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器，并且從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始讀。兩種信號方式可通過有關(guān)控制位進(jìn)行定義。當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，表明定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)時(shí)間滿，這時(shí)內(nèi)部電路就產(chǎn)生中斷請求。雖然該寄存器名稱為定時(shí)器控制寄存器，但多數(shù)位都是為中斷控制而設(shè)置的。 （ 3） 中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP 各中斷的優(yōu)先級通過中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP 設(shè)定。經(jīng)復(fù)位操作后，單片機(jī)系統(tǒng)才能開始正常工作。在調(diào)試或運(yùn)行程序時(shí)，若遇到死機(jī)、死循環(huán)或程序跑飛等情況，手動(dòng)復(fù)位是擺脫這種尷尬局面的最常用的方法。霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá) 1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧 等的污染或腐蝕。 霍爾在 1879 年發(fā)現(xiàn)的。 InSb 和 GaAs 霍爾元件輸出特性見圖、圖 . 這些霍爾元件大量用于直流無刷電機(jī)和測磁儀表。當(dāng)施加的磁場達(dá)到釋放點(diǎn) (即 BRP )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)。 南 京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 A44E霍爾傳感器的輸出特性 霍爾傳感器 A44E 芯片的引腳及用于輸出脈沖的電路圖如圖 。安裝時(shí)一定要讓磁鐵的 S 級對準(zhǔn) A44E的反應(yīng)傳感區(qū)。本次設(shè)計(jì)中的 I/O擴(kuò)展電路主要由可編程并行接口芯片 8155構(gòu)成。芯片復(fù)位后，控制寄存器清 0，各端口被置為輸入方式。 當(dāng) CE＝ 0， IO/M ＝ 0 時(shí)，選中8155 片內(nèi) RAM，這時(shí) 8155 只能作片外 RAM 使用，其 RAM 的低 8位編址為 00H～FFH；當(dāng) CE＝ 0， IO/M ＝ 1時(shí)，選中 8155 的 I/O 口，其端口地址的低 8 位由 AD7～AD0 確定，如表 所示。由條形發(fā)光二極管組成“ 8”字形的 LED顯示器，也稱數(shù)碼管。 圖 數(shù)碼管 共陽極接法 數(shù)碼管顯示原理 1. 段碼 因?yàn)閿?shù)碼管是由各段發(fā)光二極管組成，需要顯示出哪個(gè)數(shù)據(jù)，只要將相應(yīng)段的二極管點(diǎn)亮。動(dòng)態(tài)顯示雖然在任一時(shí)刻只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，但是由于人眼具有的視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部數(shù)碼管持續(xù)點(diǎn)亮的效果完全一樣。考慮到實(shí)際的硬件條件限制，省略了車價(jià)打印功能，同時(shí)為了操作更人性化，除了一般的計(jì)費(fèi)該系統(tǒng)還能對起步價(jià)進(jìn)行人工調(diào)節(jié)；增加了當(dāng)遇到紅燈、堵塞等情況時(shí)切換到等待時(shí)間計(jì)時(shí)加費(fèi)的功能。其中 外部中斷 0 用來啟動(dòng)系統(tǒng)開始計(jì)費(fèi)；外部中斷 1 用來在計(jì)費(fèi)狀態(tài)時(shí)啟動(dòng)等待時(shí)間計(jì)時(shí)加費(fèi)；定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器中斷 0 設(shè)置為計(jì)數(shù)方式，用來計(jì)算外部輸入脈沖的個(gè)數(shù)，脈沖由霍爾電路提供，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿時(shí)即執(zhí)行一次中斷，實(shí)現(xiàn)里程及車費(fèi)的增加計(jì)算；定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器中南 京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 斷 1 在等待時(shí)間計(jì)時(shí)時(shí)用來定時(shí)，達(dá)到定時(shí)時(shí)間就讓顯示的時(shí)間增加 1s。再次按下按鍵 3系統(tǒng)回歸 空車狀態(tài)，再次計(jì)費(fèi)時(shí)起步價(jià)以剛剛設(shè)置的為準(zhǔn)。理解了原理要模擬出車輪轉(zhuǎn)動(dòng)就不難，我采用 A44E霍爾傳感器，配套一個(gè)磁鋼，拿著磁鋼不停地再霍爾上方走過就會(huì)依次產(chǎn)生脈沖，霍爾的脈沖輸出連接到 80C51 單片機(jī)的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 管腳端，這樣單片機(jī)就能接收到脈沖，再通過軟件設(shè)計(jì)將脈沖轉(zhuǎn)化為行駛距離，進(jìn)而計(jì)算車費(fèi)。在戴老師帶的幾個(gè)學(xué)生當(dāng)中，我的實(shí)力算比較差的，設(shè)計(jì)進(jìn)程一直落后與其他同學(xué)，甚至有時(shí)候趕不上學(xué)校要求的進(jìn)度，而戴老師在兼顧其他幾位同學(xué)的同時(shí)不忘對我進(jìn)行鼓勵(lì)，雖然我老是落后，但戴老師并沒有對我有一絲的不耐煩，而是細(xì)心地為我的設(shè)計(jì)出謀劃策 ，查詢資料，耐心地對我進(jìn)行鼓勵(lì)。 unsigned char gongli。 //與按鍵 1 相連 sbit key1=P1^2。 IT1=1。 key1=1。 //里程超過 3 公里后，沒行駛 5 公里則車費(fèi)加 元 } else n++。 if(wait_tim。 if(gongli=31) {if (n==4) { n=0。 TL1=0XB0。 void main() { COM8155=0x03。 unsigned char xianshi2。//每公里價(jià)格 unsigned char first_price=100。 致謝 32 致謝 最后我要特別感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)老師戴老 師 。 整個(gè)系統(tǒng)的難點(diǎn)是如何模擬出車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，而車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)在計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中是關(guān)鍵的一部分，一 般的出租車都是通過車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)測量車輛行駛的距離從而計(jì)算總車價(jià)。在空車 狀態(tài)此時(shí) key=0，當(dāng)按鍵3被按下時(shí)， key3=0,即進(jìn)入了起步價(jià)設(shè)置模塊。同時(shí)在空車狀態(tài)下，按下按鍵 3時(shí)，黃燈指示燈亮，表明可以對起步價(jià)進(jìn)行設(shè)置，此狀態(tài)下如果按下按鍵 1 起步價(jià)加 1，按下按鍵 2 起步價(jià)減 1，設(shè)置完畢后按下按鍵 3，黃燈指示燈滅，系統(tǒng)之后就以剛剛設(shè)置的車價(jià)為起步價(jià)開始計(jì)費(fèi)。在進(jìn)行位選時(shí)，如果直接將 PA 口的位信號接入到數(shù)碼管的南 京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 端口，此時(shí)位信號的電壓不足以點(diǎn)亮數(shù)碼管，所以需要在其中加入 NPN 型三極管。這里我采用的顯示方式為動(dòng)態(tài)顯示方式，全部數(shù)碼管共用一套段碼驅(qū)動(dòng)電路，各位數(shù)碼管的同段引腳短接后再接到對應(yīng)段碼的驅(qū)動(dòng)線上。使用時(shí)陽極公共引