【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 排阻VCCTXRXP20P21P23D0D1D2D3D4D5D6D7RSR/WEP31P30P32P33P34P35P36P3712345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U2STC89C52P13 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) AT24C02 引腳圖及其引腳功能 AT24C02 芯片 各引腳 如圖 所示。 圖 AT24C02 引腳圖 AT24C02 芯片有 8 個(gè)引腳， 為 DIP 封裝， 其中： A2~A0 地址引腳； SDA、 SCL I2C 總線接口； WP 在 WP 引腳接入 VDD，允許寫任何地址， 在 VSS 連通了這個(gè)引腳的時(shí)候，不能夠?qū)?高地址； VCC 電源端 GND 接地端 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 章 出租車計(jì)價(jià)器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 AT24C02 掉電存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì) 本次 所 設(shè)計(jì) 的 掉電存儲(chǔ) 功能 單元主要的 功能是在 斷電 期間 ， 會(huì)自動(dòng) 保存 當(dāng)前所設(shè) 立 的各種單價(jià) 等 信息。 我們本次 設(shè)計(jì)所采用了 AT24C02芯片 是 掉 電可清 除儲(chǔ)存芯片 ， 為 2KB芯片 ， 這個(gè) 芯片 選用 了 單片機(jī)通信及兩線串行 的 總線 ， 它的最小電壓可 達(dá) 到 ， 其 靜態(tài)電流 是 10Ua()，芯片內(nèi) 所輸入的 各種需要的數(shù)據(jù)能夠儲(chǔ)存 40年之久 在電源沒有供電的 情況下 ，并且 選用了 8腳的 DIP封裝，使用 起來 方便。其電路如圖 。 VCCP20P21A01A12A23GND4SDA5SCL6SW7VCC8Q2AT24C02 圖 掉電存儲(chǔ)電路原理圖 如圖所示 R R8是 上拉電阻，它們的 功能是降低 靜態(tài)功耗， 我們 利用 了 串口發(fā)送數(shù)據(jù)， 因?yàn)榈刂肪€以及數(shù)據(jù)線是復(fù)用的， 所以只有 SDA線以及 SCL線來與 單片機(jī) 進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸。 當(dāng)你設(shè)定一個(gè)價(jià)格，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)過程， 把 價(jià)格信息的當(dāng)前設(shè)置保存到芯片； 在重新接上電源的時(shí)候，就將會(huì)自動(dòng)的調(diào)用了存儲(chǔ)器上面的程序， 可以把存儲(chǔ)器里面 設(shè)置的 各種里程及單價(jià) 信息， 讀取到需要的單元中 ， 為 主程序 提供使用。 數(shù)據(jù)顯示單元設(shè)計(jì) 1602 液晶也被稱為 1602 字符的液晶顯示器，液晶顯示模塊，用于顯示數(shù)字，字母和其他符號(hào)。 由 許多 5X11 或 5X7 字符位 構(gòu)成 ， 在每個(gè)需要顯示的字符位都可以顯示出一個(gè)需要的字符，在每一行都有 著一些間隔，每個(gè)字符位之中同樣也有間隔， 所以 就有了 行間距 以及 字符 之間 間距 的 效果 ， 所以 不能很好地顯 現(xiàn)出 圖形 。 當(dāng)前 市面 上 大部分的字符液晶都是 基于 HD44780 的來做成的 ， 原理 都是一樣 ，所以我們能夠 很 簡(jiǎn)單 地應(yīng)用于市 場(chǎng) 絕 大 多數(shù) 的字符型液晶 ， 運(yùn)用寫在 HD44780 上面的各種程序控制 。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 第 1 腳： GND 為 電源地 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 章 出租車計(jì)價(jià)器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 第 2 腳： VCC 接 5V 電源正極 第 3 腳： 為使對(duì)比最弱的是當(dāng)連接到正電源，使對(duì)比度最高的是當(dāng)接地電源，所以 應(yīng) 當(dāng)用 10k 電位器調(diào)整對(duì)比度 ，因此 V0 為對(duì)比度 的 調(diào)整端， 。 第 4 腳： RS 為 寄存器 選擇，高電平 1 時(shí)選擇 數(shù)據(jù)寄存器 、低電平 0 時(shí)選擇 指令 寄存器。 第 5 腳： 當(dāng) 電平 為 0 的 時(shí) 候 我們可以來寫入 ，當(dāng) 電平 為 1 的 時(shí) 候 我們就可以來 讀 取 ， 因此 RW 的功能 是 作 為讀 與 寫 的 信號(hào)線 。 第 6 腳： EN（或 E）是 可以 讀取信息 ，當(dāng)為高電 平 期間 。 第 7～ 14 腳： D0 到 D7 是 8 位 的 雙向數(shù)據(jù)端 口 。 第 15～ 16 腳： 16 腳背光 的時(shí)候 為 負(fù)極 ， 15 腳背光 的時(shí)候?yàn)?正極 ，以及 背燈電源 或者空腳 。 顯示電路如圖 所示 圖 顯示電路 鍵盤調(diào)整單元設(shè)計(jì) 出租車計(jì)價(jià)器需要調(diào)整價(jià)格的時(shí)候， 單價(jià)的信息 就 需要修改 了， 需要 使用 鍵盤進(jìn)行修改， 不過由于調(diào)節(jié)信息不多，所以我們 采用 6 個(gè)獨(dú)立鍵盤就可以進(jìn)行操作 ， 這 6 個(gè)按鍵 分 別實(shí)現(xiàn)開始 /結(jié)束，設(shè)置 功能 ，里程增加，等待時(shí)間開始 與 結(jié)束，加減值等作用， 在我們需要更改價(jià)格的時(shí)候，就可以點(diǎn)擊設(shè)置鍵，通過操作加值鍵及減值鍵來設(shè)定我們需要的價(jià)格， 通過點(diǎn)擊開始結(jié)束鍵來使出租車計(jì)價(jià)器開始工作以及結(jié)束，通過點(diǎn)擊等待開始結(jié)束鍵，來計(jì)算等待的時(shí)間，通過點(diǎn)擊里程加鍵來使出租車通過的里程來增加，以此來計(jì)算價(jià)格，而且白天黑夜的價(jià)格也不相南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 章 出租車計(jì)價(jià)器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 同， 如圖 所示。 圖 按鍵模塊 開始 /結(jié)束計(jì)價(jià)：計(jì)價(jià)器開始工作， 開始計(jì)價(jià)及結(jié)束控制 里程加 ： 按一次，出租車?yán)锍淘黾? 等待開始 /結(jié)束：等待時(shí)間開始計(jì)時(shí)及等待時(shí)間結(jié)束 設(shè)置鍵：進(jìn)入設(shè)置模式，可調(diào)整單價(jià)等數(shù)據(jù) 加值鍵及減值鍵：設(shè)置模式，增加單價(jià)等數(shù)據(jù)，設(shè)置模式，減少單價(jià)等數(shù)據(jù) 通過按鍵模塊可以控制本設(shè)計(jì)的各種價(jià)格，里程，等待時(shí)間的調(diào)整，以此來達(dá)到對(duì)本設(shè)計(jì)的各種操作的實(shí)現(xiàn)。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 章 出租車計(jì)價(jià)器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 第四章 出租車計(jì)價(jià)器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)總流程 軟件的主程序流程圖如圖 所示：因?yàn)?LCD1602， AT24C02 的讀寫數(shù)據(jù)和指令都 是在頭文件工作 完成 ， 所以在主程序 只 需要調(diào)用即就可以了 。這樣 做能增加程序 可讀性、 易操作性， 易修改性。 圖 主程序流程圖 設(shè)計(jì) 程序 的一種理想 的 方式是把 程序 作為 結(jié)構(gòu)化 的 編程 設(shè)計(jì)及操作 。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 與操作是對(duì)所使用到 的控制結(jié)構(gòu) 這 類 的程序做適當(dāng) 限制，特別是 對(duì)語句限制程序（或命令）的操作 ，就可 以控制 程序的 簡(jiǎn)練度 ，爭(zhēng)取程序的操作順序和操作的 流程保持 為一致，讓 程序 更為的通俗易懂 ， 可以 減少邏輯 上錯(cuò)誤及便于我們修改以及 調(diào)試 整個(gè)程序 。 按鍵 模塊設(shè)計(jì) 本 此設(shè)計(jì) 共采用了 一個(gè)開 關(guān)和 六個(gè)按鍵 在電路設(shè)計(jì)中 ，按鍵包括開始 /結(jié)束鍵、里程增加鍵、等待時(shí)間開始 /結(jié)束鍵、設(shè)置鍵、增加鍵、減少鍵，開關(guān)控制電源的接入， 六個(gè)按鍵連接在 P32 線 P37 口，表明他們可以獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。通過點(diǎn)擊按鍵可以觸發(fā)相應(yīng)的功能， 點(diǎn)擊開始結(jié)束鍵使出租車計(jì)價(jià)器開始工作以及結(jié)束，點(diǎn)擊里程加鍵可以使出租車所走的里程增加，通過點(diǎn)擊等待開始結(jié)束鍵，開始 初始化 讀取按鍵信息 按鍵信息處理 LCD1602 顯示信息 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 章 出租車計(jì)價(jià)器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 可以控制出租車等待時(shí)間的開始以及結(jié)束，白天及晚上的價(jià)格也不相同，可以通過設(shè)置鍵來調(diào)整這些價(jià)格，這樣 即可達(dá)到控制出租車計(jì)價(jià)器的功能作用。 顯示模塊的設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制系統(tǒng)中常用 的數(shù)字顯示（ LED），液晶顯示器（ LCD）。 這兩種顯示器 的驅(qū)動(dòng)電路 較為 簡(jiǎn)單， 并且易于完成 且價(jià)格低廉 ，可以顯現(xiàn) 數(shù)字 ，系統(tǒng)及字符的狀況 。本設(shè)計(jì)的 出租車計(jì)價(jià)器需要顯示的 各種 主要內(nèi)容有運(yùn)行 的里程以及 等待 的時(shí)間，最后 總價(jià)格等相關(guān) 的信息，并且里程單價(jià)內(nèi)容需要用戶自己來設(shè)置 ，該設(shè)計(jì)所需要顯示的內(nèi)容類型不多，是由于這個(gè)設(shè)計(jì)需要的內(nèi)容不得多 ， 因此這使得 使設(shè)計(jì)更為方便 ，通過顯示模塊，我們就可以很明顯的看到各種價(jià)格情況以及里程，等待時(shí)間情況，這讓與乘客公平的交易起到重要作用 。 由以上 的 分析可知， 我們可以使用液晶顯示屏就能 滿足要求 。 因此 本次設(shè)計(jì)使用 LCD1602液晶 ， 因此 HD44780所 寫的 控制程序 就能夠很方便地應(yīng)用在 市面上 絕大部分 字符型液晶。字符 液晶 控制原理和 14針的 LCD都一樣 ， 定義如 下 表 3所示： 表 字符型 LCD 的引腳定義 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 章 出租車計(jì)價(jià)器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 單片機(jī)最小系統(tǒng) 我們?cè)谠O(shè)計(jì)的微處理器的核心部位 。我們通常使用的單片機(jī)控制。 可以 根據(jù)是不是有能夠適合 的 工作 能力 的 單片機(jī) CPU、 以及是不是含有中斷源及 定時(shí)器、并且 是不是 有 所需求 的 I/0 端口 個(gè) 數(shù)、 片內(nèi)是不是 有 需求 的外接口等多方面的各種 考慮， 因此本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 單片機(jī) ， 因?yàn)?其具有 電源電壓 的 適應(yīng)范圍寬、并且抗干擾能力及 驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、 并且價(jià)格便宜這些 特點(diǎn)， 比較適用于本次設(shè)計(jì)的各種需求 。單片機(jī) 的最小系統(tǒng)模塊就是 控制模塊， 所以在本次設(shè)計(jì)中主要用于對(duì)按鍵信號(hào)的接受以及處理， 控制液晶顯示處理完之后的 各種 信息 。 南昌 大學(xué) 共青 學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第 5 章 出 租車 計(jì) 價(jià)器 的 仿 真調(diào) 試 15 第五章 出租車計(jì)價(jià)器的仿真調(diào)試 仿真軟件介紹 Proteus 是 目前社會(huì)流行 的 EDA 仿真軟件，可以設(shè)計(jì)原理圖 ， 基本上 可以實(shí)現(xiàn) 從 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想到產(chǎn)品完成的 完整設(shè)計(jì) 開發(fā) 流程 。 至今 是 世界 僅有的 把 PCB設(shè)計(jì) 的 軟件 、 電路仿真 的 軟件 等這類的 仿真軟件 合為一體 的 平臺(tái)， 它的 模型 處理器 可以 支持 HC1 AVR、 ARM、 8086 、 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33 和 MSP430等， 在 2020 有了 DSP 系列處理器的增加，并繼續(xù)增加 其他 處理器 模型的 系列。 該軟件在 編譯方面， 同樣也可以使用 MATLAB 及 IAR 等 各 種 使用的 編譯器 。 該軟件的主要 特點(diǎn)是： ① 該軟件可以實(shí)現(xiàn)電路和單片機(jī)仿真模擬。 該軟件擁有著 許多的仿真功能，包括了數(shù)字電路模擬電路的仿真以及我們需要的各種 系統(tǒng)仿真、 以及調(diào)試器等等各種 作用 ； 擁有各種 虛擬儀器，如 信號(hào)發(fā)生器，邏輯分析儀，示波器這一類 虛擬儀器。 ② 這個(gè)軟件支持在很多主流的單片來進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)， 現(xiàn)在 能夠使用的 單片機(jī)類型 有許多，支持目前大多數(shù) 芯片。 ③ 該軟件 提供 這 調(diào)試功能。 擁有著 設(shè)置 全速、 斷點(diǎn)、單步這類各種調(diào)試作用，并且能夠觀測(cè) 著 各個(gè) 有區(qū)別的 變量、 以及各種儀器 的 目前狀況 ， 此仿真系統(tǒng)基本 具有 這些功能；并且能夠 支持各種調(diào)試環(huán)境 以及 第三方軟件的編譯 ， 比 如 MPLAB 等軟件 ，該軟件還支持 許多需要的 原理布圖， 自動(dòng)或手動(dòng)布線電路板 ，這些功能的 SPICE 電路仿真 。 ④ 有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 該軟件也 支持 仿真 AVR、 51 系列、 ARM、 PIC 等 經(jīng)常 使用的 單片機(jī) 。 與輸出和顯示，我們可以看到后的輸入輸出操作的影響。 可以 配合 系統(tǒng)所帶 的示波器 、虛擬邏輯分析儀 這類 這 些虛擬儀器 來分析過程 ， 該軟件 以及有 完善并且穩(wěn)定 的 開發(fā) 環(huán)境，而且有了完善的 電子設(shè)計(jì) 環(huán)境。 仿真結(jié)果分析 我們需要先新建工程，在項(xiàng)目菜單下，選擇新建項(xiàng)目。然后自己輸入需要保存的文件名以及路徑。 南昌 大學(xué) 共青 學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 第 5 章 出 租車 計(jì) 價(jià)器 的 仿 真調(diào) 試 16 新 建 項(xiàng)目 后 彈出一個(gè)對(duì)話框，我們需要選擇我們想要使用 SC