【正文】 租車多功能計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 7 圖 22編碼器方案圖 此方法通常使干擾信號(hào)也能產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，分立元件過(guò)于復(fù)雜，電路穩(wěn)定性不好。輸出采用 8 段數(shù)碼顯示管。 白天 規(guī)定出租車單程價(jià)格為 2 元 /公里 ，黑夜 則價(jià)格為 元 /公里起步公里數(shù)為 3 公里，價(jià)格為 8 元；若實(shí)際運(yùn)行大于 3 公里， 按“設(shè)計(jì)任務(wù) 2”計(jì)算價(jià)格。 [1] MCS51 單片機(jī)的應(yīng)用特性 由于 MCS51 系 列單片機(jī)具有體積小、功能全、價(jià)廉、面向控制、應(yīng)用軟件豐富、技術(shù)在不斷更新、開發(fā)應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)各個(gè)基于單片機(jī)出租車多功能計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 4 應(yīng)用領(lǐng)域的不同需要，因而具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和生命力，應(yīng)用前景廣闊。 （ 2） CPU功能不斷增強(qiáng)、運(yùn)行不斷速度提高。集成度也較低，并且采用了雙片形式。出租汽車的實(shí)際里程通過(guò)傳感器的脈沖信號(hào)在計(jì)價(jià)器里按照設(shè)定的函數(shù)轉(zhuǎn)換成一定的總 里程。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 。 本次設(shè)計(jì)利用軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出具有 性能可靠、電路簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)的多功能計(jì)價(jià)器。 通過(guò) C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)記時(shí)、里程檢測(cè)、費(fèi)用計(jì)算，同時(shí)通過(guò) LED數(shù)碼管將里從而達(dá)到計(jì)費(fèi)的目的。 hall sensor A44E。若已超過(guò)，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起步價(jià)數(shù)來(lái)計(jì)算出當(dāng)前的總金額，并將結(jié)果存于總金額寄存器中；中途等待時(shí)，無(wú)脈沖輸入，不產(chǎn)生中斷，當(dāng)時(shí)間超過(guò)等待設(shè)定值時(shí)，開始進(jìn)行計(jì)時(shí)，并把等待價(jià)格加到總金額里，然后將 總金額、里程和單價(jià)、白天黑夜價(jià)格送數(shù)碼管顯示出來(lái)。 最典型的產(chǎn)品有 Intel 公司的 MCS48 系列單片機(jī)。 ③應(yīng)用 ： 單片機(jī)具有集成度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、控制功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活方便和價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。所以，它今后仍將是高等院校教材的首選內(nèi)容之一。（ AT24C02） （ 3）具有數(shù)據(jù)的復(fù)位功能 。 用傳感器件，輸出脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大整形作為移位寄存器的脈沖，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，但是考慮到這種電路過(guò)于簡(jiǎn)單，性能不夠，對(duì)于模式的切換需要用到機(jī)械開關(guān)，機(jī)械開關(guān)時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，功能不易實(shí)現(xiàn)；性能不夠穩(wěn)定，而且使用數(shù)字電 路實(shí)現(xiàn)時(shí)整體規(guī)模大，使用器件多，難調(diào)試，出現(xiàn)故障時(shí)，不易發(fā)現(xiàn)原因，不利于維修。相對(duì)來(lái)說(shuō)功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能。不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。 圖 25 AT89C51 的引腳圖 AT89C51 芯片的 40 個(gè)引腳功能為： VCC 電源電壓。 P0 口 ： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口 ，每腳可吸收 8TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 21 所示。在 SCL 上升沿時(shí)，把數(shù)據(jù)寫入 EEPROM,在 SCL 下降沿時(shí)，把數(shù)據(jù)從 EEPROM 中讀出。采用 I2C 總線與 AT89C51 相連 [15]。此外出租車營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的一些營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù) , 如 : 單次出租的營(yíng)運(yùn)額和營(yíng)運(yùn)里程、一段時(shí)間內(nèi)的營(yíng)運(yùn)總額和總路程等 , 也存儲(chǔ)在 24C02 中 , 以便出租車公司及司機(jī)查詢 , 使出租車司機(jī)更方便的管理營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù) , 出租車行業(yè)得到更有效的管理。 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。其中，單片機(jī)的 （ INT0）引腳作為信號(hào)的輸入端接收來(lái)自傳感器輸出的信號(hào)，采用外部中斷 0 進(jìn)行計(jì)數(shù)。需要注意的是：當(dāng)按鍵按下和釋放的瞬間都有抖動(dòng)現(xiàn)象，一般來(lái)說(shuō)，抖動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短與鍵盤的機(jī)械特性有關(guān)，大約為510ms 。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有耗電少、使用壽命長(zhǎng)、成本低、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。如圖 216(a)、 (b)所示?？哲嚂r(shí)顯示當(dāng)前時(shí)間，開始計(jì)價(jià)時(shí)前四位顯示里程，后四位顯示金額。 74HC573 的真值表如表 25所示，其中 H 表示高電平， L 低電平， Qo 數(shù)據(jù)保持不變， Z高阻態(tài)。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用了主程序調(diào)用各個(gè)子程序的方法。 while(1) { data_process()。 定時(shí)中斷服務(wù)程序流程圖如圖 32 所示： 基于單片機(jī)出租車多功能計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 25 圖 32 定時(shí)中斷服務(wù)程序流程圖 里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序 每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)就使單片機(jī)中斷一次，當(dāng)里程計(jì)數(shù)器對(duì)里程脈沖計(jì)滿 1000 次時(shí)，使微機(jī)進(jìn)入里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序中。 EA=1。 脈沖清零 Second++。 停止鍵。計(jì)算程序流程圖如圖 36 所示： 圖 36 計(jì)算程序流程圖 里程 3？ 總金額 =起步價(jià) 總金額 += (里程 3)*單價(jià) 調(diào)用計(jì)算程序 總金額 +=等待時(shí)間 *等待單價(jià) 返回 總金額 =起步價(jià) 總金額 +=等待時(shí)間 *等待單價(jià) 基于單片機(jī)出租車多功能計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 31 void data_process() { LiCheng=(uint)(Count*LunChang)/100+Minute*10/5。后來(lái)替換元器件改成共陰數(shù)碼管（ CC），不再出現(xiàn)亂碼，但是 A 段卻不 顯示，排查原因后發(fā)現(xiàn)是 A 段的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽沒(méi)弄好。 功能鍵 引腳 sbit QieHuan_Key=P1^1。 白天黑夜燈 //位尋址寄存器定義 sbit ACC_7 = ACC^7。39。 //默認(rèn)白天價(jià)格 uint data LiCheng=0。 bit KaiShiFlag=0。 //讀一個(gè)字節(jié)函數(shù) bit shout(uchar write_data)。y0。 _nop_()。 SCL = 0。 i 8。 for(i = 0。 SCL = 0。 _nop_()。//傳送寫地址 EEPROM 地址 shout(write_data)。 return read_data。 i++) { write_byte(i, fill_data)。 i 8。 SDA = 1。 //傳送讀地址 return(read_current())。 start()。 return ack_bit。 _nop_()。 送到數(shù)據(jù)線上 _nop_()。把 SDA強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為無(wú)符號(hào)字符型，再與read_data 進(jìn)行按位或運(yùn)算，把果結(jié) 賦給 read_data // 當(dāng)于 SDA為 0 寫入 0， SDA為 1 寫入 1 SCL = 0。 _nop_()。 準(zhǔn)備發(fā)送或準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù) } 發(fā)停止信號(hào) void stop()當(dāng) SCL 為高電平時(shí)使 SDA產(chǎn)生一個(gè)正跳變 // 停止位 { SCL=1。 時(shí)鐘 _nop_()。 ms//延時(shí) void data_process( )。 停止標(biāo)志位 bit JinErFlag=0。 uint data Speed=0。 //時(shí)分秒初值 uchar data time1302[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。 // DS1302 片選 腳 sbit SDA = P3^4。 查詢、確認(rèn) 引腳 sbit KongChe_Led=P1^4。在此，首先感謝刁立強(qiáng)老師，正是他在百忙之中還抽出寶貴的時(shí)間對(duì)我進(jìn)行精心的指導(dǎo)，才使我順利完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)核心器件是 AT89C51，采用軟硬件相結(jié)合的原理，利用 AT89C51 的豐富的 I/O 口，控制靈活的特點(diǎn)，軟件設(shè)計(jì)部分用 C 語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，硬件部分把各個(gè)模塊分別與單片機(jī)的 I/O 口相連接。 查詢、確認(rèn)鍵。鍵盤掃描子程序流程圖如圖 35 所示： 功能鍵。里程技術(shù)中斷服務(wù)程序流程圖如圖 33所示： 圖 33 里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序流程圖 開始 初始化 中斷請(qǐng)求？ 開外中斷 Count++ Count=0 N Y計(jì) Count=10000? N Y 基于單片機(jī)出租車多功能計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 27 中途等待程序 當(dāng)出租車的速度 5km/h時(shí)， 等待時(shí)間開始計(jì)時(shí)， 出租車進(jìn)入中途等待模式時(shí)，片內(nèi)的 T0定時(shí)啟動(dòng)，中途等待程序流程圖如 34所示： 圖 34 中途等待程序流程圖 開始 定時(shí)器 T0啟動(dòng) 1s 到了嗎？ 加 1 處理 60s 到了嗎？ 分鐘數(shù)加 1 數(shù)據(jù)送顯示子程序 返回 是 是 否 否 基于單片機(jī)出租車多功能計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 28 void timer0() interrupt 1 using 2 T0 等待時(shí)間計(jì)算 { TH0=0XD8。 //外中斷 0 觸發(fā)方式設(shè)為 下降沿觸發(fā) } 每當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，車輪的磁鐵與霍爾傳感器感相遇時(shí)，霍爾傳感器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)下降沿的脈沖信號(hào)。顯然，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。 KongChe_Led=0。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )， SCLK 始終是輸入端 。 X1 和 X2是振蕩源，外接 晶振。 用三極管驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管的位選端。其段選碼如表 24所示： 表 24 共陰數(shù)碼管的段選碼 0 3FH 1 06H 2 5BH 3 4FH 4 66H 5 6DH 6 7DH 7 07H 8 7BH 9 6FH 數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式，本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示。 8 段 LED數(shù)碼管可以顯示 0～ 9 等 10 個(gè)數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)，使用非常廣泛。 圖 213 獨(dú)立鍵盤電路圖 指示燈電路設(shè)計(jì) 指示燈電路由 4 個(gè) LED 組成，包 括空車指示燈、查詢指示燈、等待指示燈、黑夜指示燈。獨(dú)立式鍵盤中，每個(gè)按鍵占用一個(gè)獨(dú)立的 I/O 口線，每個(gè)按鍵電路相互獨(dú)立。每一 個(gè)脈沖信號(hào)代表輪胎旋轉(zhuǎn)一圈，設(shè)輪胎一圈的長(zhǎng)度為 1m；輪胎轉(zhuǎn)數(shù)為 N，則里程 Z=1*N/1000（ km）。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)小磁鐵基于單片機(jī)出租車多功能計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 14 提供一個(gè)磁場(chǎng)，則霍爾傳感器輸出一次低電平完成一次數(shù)據(jù)采集，從而產(chǎn)生信號(hào)。 圖 27 掉電存儲(chǔ)電路原理圖 基于單片機(jī)出租車多功能計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 13 由于在 EEPROM內(nèi)部， SCL和 SDA是漏極開路結(jié)構(gòu)的，所以，使用時(shí)需要外接上拉電阻。通過(guò)此引腳可提供硬件數(shù)據(jù)保護(hù)。 EA/VPP 外部訪問(wèn)允許。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和 控制信號(hào) 。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的DISRTO 位（地址 8EH）可打開或關(guān)閉該功能。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能， 而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)， 所以我們采用最后一種方案。當(dāng)判斷是解碼寫入器發(fā)送的解碼時(shí)，解碼器的單片機(jī)接收此解碼，并利用 12C總線協(xié)議將解碼保存到 EEPROM中去；當(dāng)判斷是編碼器發(fā)送的編碼時(shí)，解碼器的單片機(jī)先接收此編碼，然后讀出 EEPROM中的解碼，將其與接收到的編碼相比較，如果相同則解碼器單片機(jī)通過(guò)一個(gè) I/O口向計(jì)價(jià)裝置發(fā)出計(jì)價(jià)脈沖，否則不發(fā)出計(jì)價(jià)脈沖。 (3) 增加了指示燈提示功能 系統(tǒng)主要功能 本課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器的主要功能有： 數(shù)據(jù)的復(fù)位、白天 /晚上轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸出、計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)、單價(jià)輸出及調(diào)整、路程輸出，實(shí) 現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息等功能。 3.（ 1） 不同情況具有不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。 在各類儀器儀表中（包括醫(yī)療器械、色譜儀、溫度、濕度、流量、流速、電壓、頻率、功率、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素測(cè)定等）引入單片機(jī)，使儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，功能大大提高 。 ②趨勢(shì) : 目前，單片機(jī)正朝著高速度、高性能和多品種方向發(fā)展，單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)具體體現(xiàn)在以下四個(gè)方面： （ 1） 4 位、 8 位、 16 位、 32位單片機(jī)共存，并各有自己的生存空間。 第一代單片機(jī)（ 1974— 1976 年 ） 單片機(jī)發(fā)展的起步階段。出租車計(jì)價(jià)器