【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)價(jià)器總體電路圖”如圖 2所示 圖 2 單片機(jī)控制方案圖 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)模塊 AT89C52 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電 89C52 單片機(jī) 鍵盤控制 里程計(jì)算單元 動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管顯示 顯 示 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 11 壓、高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。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。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ) 器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 89C52 是一種高效微控制器。 AT89C2052 是它的一種精簡(jiǎn)版本， AT89C2052 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 2K 字節(jié)的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元。因?yàn)樵诘某绦蛑杏凶x取、計(jì)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(jī)模塊。 AT89S52 單片機(jī)及其引腳說(shuō)明 AT89S52是美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4KB的可系統(tǒng)編程的 Flash只 讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8位微處理器于單片芯片中，具有高性價(jià)比。 AT89S52 是一個(gè)有 40 個(gè)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(gè)引腳功能為： VCC 電源電壓。 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 12 GND 接地。 RST 復(fù)位輸入。 當(dāng) RST 變?yōu)楦唠娖讲⒈３?2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)，將使單片機(jī)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(kāi)或關(guān)閉該功能。 DISKRTO 位缺省為 RESET 輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。 XTAL1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘 工作電路的輸入。 XTAL2 來(lái)自反向振蕩放大器的輸出。 P0 口 一組 8 位漏極開(kāi)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(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口寫(xiě)“ 1”可作為高阻抗輸入端用。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。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。 P1 口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫(xiě)“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 Flash 編程和程序校驗(yàn)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(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫(xiě)“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，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(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 13 P2 口線上的內(nèi)容在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P2 亦接收低 8 位地址。 P3 口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì) P3 口寫(xiě)“ 1”時(shí)，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(shí)，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(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)期間的控制信號(hào)。 表 22 P3 口特殊功能 PSEN/ 程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀先通信號(hào)，當(dāng)AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN/有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的 PSEN/信號(hào)。 EA/VPP 外部訪問(wèn)允許。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)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(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，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(shí)器 0 外部輸入） T1（定時(shí)器 1 外部輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 14 模塊 圖 4 脈沖發(fā)生器模塊 NE555定時(shí)器具有定時(shí)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(dá) 200mA）等優(yōu)點(diǎn)，可組成各種波形的脈沖振蕩電路、定時(shí)延時(shí)電路、 是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dāng)?shù)淖枞菰?，便可組成施密特觸發(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(gè)電路中是多諧振蕩器，它電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定，波形標(biāo)準(zhǔn) 。 顯示模塊 本設(shè)計(jì)是用八個(gè)八段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)的計(jì)價(jià)的顯示。 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 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(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 16 第 3 章 出租車計(jì)價(jià)器的程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要可分為主程序模塊、定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序、里程計(jì)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(duì)各部分模塊作介紹。 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 在主程序模塊中，需要完成對(duì) 各接口芯片的初始化、出租車起價(jià)和單價(jià)的初始化、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開(kāi)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(dòng) /清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器和價(jià)格寄存器，并對(duì)它們進(jìn)行初始化。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)價(jià)等不同的操作。主程序流程圖如圖 6 所示。當(dāng)按下 S1 時(shí)，就啟動(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)。若已超過(guò)，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來(lái)計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并將結(jié)果存于價(jià)格寄存器中，然后將時(shí)間和當(dāng)前累計(jì) 價(jià)格送顯示電路顯示出來(lái)。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開(kāi)關(guān)沒(méi)有送來(lái)脈沖信號(hào)，就停止計(jì)價(jià)，顯示當(dāng)前所應(yīng)該付的金額和對(duì)應(yīng)的單價(jià)，到下次啟動(dòng)計(jì)價(jià)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)顯示清零，并重新進(jìn)行初始化過(guò)程。 圖 6 主程序流程圖 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 17 里程計(jì)算的設(shè)計(jì) 計(jì)算程序根據(jù)里程數(shù)分別進(jìn)入不同的計(jì)算公式。如果里程大于 3公里，則執(zhí)行公式 :總金額 =起步價(jià) +（里程 3） *單價(jià)；否則，執(zhí)行公式：總金額 =起步價(jià)。 圖 7 里程計(jì)算流程圖 顯示程序的設(shè)計(jì) 顯示程序 利用定時(shí)器每 1ms 產(chǎn)生一次中斷，相應(yīng)變量置位，點(diǎn)亮一個(gè)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(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描顯示，同時(shí)根據(jù)數(shù)碼管余輝和人眼暫留現(xiàn)象，即可實(shí)現(xiàn)顯示。 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 18 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(cè)試包括里程計(jì)價(jià)測(cè)試。 使用的儀器儀表和工具 數(shù)字萬(wàn)用表 DT9203 單片機(jī)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(jī)實(shí)驗(yàn)板 調(diào)試的方法 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)法，所以方便對(duì)各電路模塊功能進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試。 確定方案后的焊接過(guò)程很順利， 3 天后就完成了大部分電路的焊接工作，進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序測(cè)試后發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：由于要用到 555 芯片產(chǎn)生脈沖，預(yù)先設(shè)計(jì)的電路中沒(méi)有提供 5V 電源給 555 供電。我們想到外接一個(gè) 5V 的直流電源，發(fā)現(xiàn)這樣會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)顯示累贅而難以操作。后來(lái)我們想到與單片機(jī)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(jī)一上電， 555 便可以正常工作，操作起來(lái)非常方便和快捷。 在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題就是系統(tǒng)的時(shí)序設(shè)計(jì)。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(shí)出現(xiàn)。后來(lái)經(jīng)過(guò)排查發(fā)現(xiàn)，中斷子程序設(shè)計(jì)的不合理，導(dǎo)致發(fā)生了中斷嵌套。將中斷子程序的