【文章內(nèi)容簡介】 計價器總體電路圖”如圖 2所示 圖 2 單片機控制方案圖 硬件設(shè)計 單片機模塊 AT89C52 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電 89C52 單片機 鍵盤控制 里程計算單元 動態(tài)掃描數(shù)碼管顯示 顯 示 基于單片機的出租車計價器的設(shè)計 11 壓、高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲 器組合在單個芯片中， ATMEL 的 89C52 是一種高效微控制器。 AT89C2052 是它的一種精簡版本， AT89C2052 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 2K 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器和 128bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元。因為在的程序中有讀取、計算、顯示等單元， 2K 字節(jié)的 ROM 可能不夠，因此我們采用 AT89C52 作為單片機模塊。 AT89S52 單片機及其引腳說明 AT89S52是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4KB的可系統(tǒng)編程的 Flash只 讀程序存儲器，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 8051指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash程序存儲器既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8位微處理器于單片芯片中，具有高性價比。 AT89S52 是一個有 40 個引腳的芯片，引腳配置如圖 3 AT89S52 引腳配置所示。 圖 3 AT89S52 引腳配置 AT89S52 芯片的 40 個引腳功能為： VCC 電源電壓。 基于單片機的出租車計價器的設(shè)計 12 GND 接地。 RST 復(fù)位輸入。 當 RST 變?yōu)楦唠娖讲⒈３?2 個機器周期時，將使單片機復(fù)位。 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。 DISKRTO 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。 XTAL1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘 工作電路的輸入。 XTAL2 來自反向振蕩放大器的輸出。 P0 口 一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口。也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 P1 口 一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 Flash 編程和程序校驗期間， P1 接收低 8 位地址。 P1口部分端口引腳及功能如表 21 P1 口特殊功能所示。 表 21 P1 口特殊功能 P2 口 一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P1 口引腳 特殊功能 MOSI（用于 ISP 編程） MOSI（用于 ISP 編程） SCK（用于 ISP 編程） 基于單片機的出租車計價器的設(shè)計 13 P2 口線上的內(nèi)容在整個訪問期間不改變。 Flash 編程和程序校驗期間，P2 亦接收低 8 位地址。 P3 口 一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫“ 1”時，它們被內(nèi)部的上拉電阻把拉到高電并可作輸入端口。作輸入端口使用時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 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 22 P3口特殊功能所示。 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗期間的控制信號。 表 22 P3 口特殊功能 PSEN/ 程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀先通信號，當AT89S51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN/有效，即輸出兩個脈沖。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的 PSEN/信號。 EA/VPP 外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器， EA 端必 須保持低電平，需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +5V 的編程電壓VPP。 P3口引腳 特殊功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） （外部中斷 0） （外部中斷 1） T0（定時器 0 外部輸入） T1（定時器 1 外部輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 基于單片機的出租車計價器的設(shè)計 14 模塊 圖 4 脈沖發(fā)生器模塊 NE555定時器具有定時精度高、工作速度快、可靠性好、電源電壓范圍寬（ 318V）、輸出電流大（可高達 200mA）等優(yōu)點，可組成各種波形的脈沖振蕩電路、定時延時電路、 是一種電路結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能中規(guī)模集成電路。只需在外部配接適當?shù)淖枞菰憧山M成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等多種應(yīng)用電路，在 這個電路中是多諧振蕩器，它電路簡單、性能穩(wěn)定，波形標準 。 顯示模塊 本設(shè)計是用八個八段數(shù)碼管動態(tài)掃描來實現(xiàn)的計價的顯示。 基于單片機的出租車計價器的設(shè)計 15 圖 5 數(shù)碼管封裝圖及數(shù)據(jù)線與數(shù)碼管管腳關(guān)系 基于單片機的出租車計價器的設(shè)計 16 第 3 章 出租車計價器的程序設(shè)計 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要可分為主程序模塊、定時計數(shù)中斷程序、里程計數(shù)中斷服務(wù)程序、中途等待中斷服務(wù)程序、顯示子程序服務(wù)程序、鍵盤服務(wù)程序六大模塊。下面對各部分模塊作介紹。 系統(tǒng)主程序設(shè)計 在主程序模塊中，需要完成對 各接口芯片的初始化、出租車起價和單價的初始化、中斷向量的設(shè)計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動 /清除標志寄存器、里程寄存器和價格寄存器，并對它們進行初始化。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動、清除、計程和計價等不同的操作。主程序流程圖如圖 6 所示。當按下 S1 時，就啟動計價，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計算和判斷出行駛里程是否已超過起價公里數(shù)。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價數(shù)和起價數(shù)來計算出當前的累計價格，并將結(jié)果存于價格寄存器中，然后將時間和當前累計 價格送顯示電路顯示出來。當?shù)竭_目的地的時候，由于霍爾開關(guān)沒有送來脈沖信號，就停止計價，顯示當前所應(yīng)該付的金額和對應(yīng)的單價，到下次啟動計價時，系統(tǒng)自動對顯示清零，并重新進行初始化過程。 圖 6 主程序流程圖 基于單片機的出租車計價器的設(shè)計 17 里程計算的設(shè)計 計算程序根據(jù)里程數(shù)分別進入不同的計算公式。如果里程大于 3公里，則執(zhí)行公式 :總金額 =起步價 +（里程 3） *單價；否則，執(zhí)行公式：總金額 =起步價。 圖 7 里程計算流程圖 顯示程序的設(shè)計 顯示程序 利用定時器每 1ms 產(chǎn)生一次中斷，相應(yīng)變量置位，點亮一個數(shù)碼管，顯示一位數(shù)據(jù)，利用主函數(shù)內(nèi)的循環(huán)，實現(xiàn)動態(tài)掃描顯示，同時根據(jù)數(shù)碼管余輝和人眼暫留現(xiàn)象，即可實現(xiàn)顯示。 基于單片機的出租車計價器的設(shè)計 18 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。測試包括里程計價測試。 使用的儀器儀表和工具 數(shù)字萬用表 DT9203 單片機仿真器 STC_ISP 雙蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電 DH1718E5 數(shù)字示波器 TDS1002 電烙鐵 單片機實驗板 調(diào)試的方法 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計中采用模塊設(shè)計法，所以方便對各電路模塊功能進行逐級測試。 確定方案后的焊接過程很順利， 3 天后就完成了大部分電路的焊接工作，進行簡單的程序測試后發(fā)現(xiàn)一個問題：由于要用到 555 芯片產(chǎn)生脈沖，預(yù)先設(shè)計的電路中沒有提供 5V 電源給 555 供電。我們想到外接一個 5V 的直流電源，發(fā)現(xiàn)這樣會使整個系統(tǒng)顯示累贅而難以操作。后來我們想到與單片機最小系統(tǒng)的 Vcc 和 555 芯片共用 5V 電源。于是將 555 的電源和地接到了最小系 統(tǒng)的 Vcc 和地。這樣，只要單片機一上電， 555 便可以正常工作，操作起來非常方便和快捷。 在軟件設(shè)計過程中遇到一個嚴重的問題就是系統(tǒng)的時序設(shè)計。我們發(fā)現(xiàn)程序的鍵盤掃描程序和中斷程序發(fā)生沖突。導(dǎo)致按鍵功能和顯示功能不能同時出現(xiàn)。后來經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)，中斷子程序設(shè)計的不合理，導(dǎo)致發(fā)生了中斷嵌套。將中斷子程序的