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正文內(nèi)容

基于單片機的出租車計價器設(shè)計(編輯修改稿)

2025-07-16 12:51 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 B=1 光標(biāo)閃爍; B=0 光標(biāo)不顯示000001NSN=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加一,且光標(biāo)加一N=0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€字后地址指針減一,且光標(biāo)減一S=1 當(dāng)寫一個字符后,整屏顯示左移(N=1)或右移(N=0),以得到光標(biāo)不移動而屏幕移動的效果S=0 當(dāng)寫一個字符,整屏顯示不移動第32頁 /共66頁此出租車計價器以AT89C52單片機為核心,利用單片機配合液晶顯示器等硬件,實現(xiàn)出租車計價器的基本計價功能及一些簡單的附加功能。出租車計價器系統(tǒng)框圖如圖36所示:振蕩電路按鍵電路電源電路AT89C52掉電存儲電路復(fù)位電路顯示電路 圖36 出租車計價器系統(tǒng)框圖一般而言,出租車上使用的電源是12V,而芯片所需供電電壓是5V,所以我們選擇LM7805的經(jīng)典電路電源電路完成12V轉(zhuǎn)5V的目的。電源電路如圖37所示:三端穩(wěn)壓集成電路LM7805。三端指的是這種穩(wěn)壓用的集成電路,只有三條引腳輸出,分別是輸入端、接地端、輸出端。圖37 電源電路第33頁 /共66頁單片機內(nèi)部有一個高增益、反相放大器,其輸入端為芯片引腳XTAL1,其輸出端為引腳XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容(電容和一般取30pF左右)。這樣就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 振蕩電路脈沖經(jīng)過二分頻后作為系統(tǒng)的時鐘信號,再在二分頻的基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生ALE信號,此時得到的信號時機器周期信號。振蕩電路如圖38所示: 圖38 振蕩電路 復(fù)位電路 復(fù)位操作有兩種基本形式:一種是上電復(fù)位,另一種是按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外,若要復(fù)位,只要按圖中的RESET鍵,電源VCC經(jīng)電阻RR2分壓,在RESET端產(chǎn)生一個復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后,通過外部電容充電來實現(xiàn)單片機自動復(fù)位操作。上電瞬間RESET引腳獲得高電平,隨著電容的充電,RERST引腳的高電平將逐漸下降。RERST引腳的高電平只要能保持足夠的時間(2個機器周期),單片機就可以進行復(fù)位操作。按鍵復(fù)位電路圖如圖39所示。圖39 復(fù)位電路第34頁 /共66頁 掉電存儲電路AT24C02可解決掉電數(shù)據(jù)保存問題,存儲當(dāng)前設(shè)定的總金額,等待時間,運行里程以及單價等信息。由于AT24C02的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的,采用串口的方式傳送數(shù)據(jù),所以只用兩根線SCL(移位脈沖)和SDA(數(shù)據(jù)/地址)與單片機傳送數(shù)據(jù)。每當(dāng)設(shè)定一次單價,系統(tǒng)就自動調(diào)用存儲程序,將單價信息保存在芯片內(nèi);當(dāng)系統(tǒng)重新上電的時候,自動調(diào)用讀存儲器程序,將存儲器內(nèi)的單價等信息,讀到緩存單元中,供主程序使用。因為在proteus中沒有AT24C02,我們用24C02C代替。掉電存儲電路如圖310所示: 圖310 掉電存儲電路 按鍵電路按鍵電路采用獨立按鍵,每個按鍵占用一根I/O口線,相互獨立。I/O口通過按鍵與地相連,I/O口有上拉電阻,無鍵按下時,引腳端為高電平,有鍵按下時,引腳電平被拉低。I/O口內(nèi)部有上拉電阻時,外部可不接上拉電阻。鍵盤接口電路如圖311所示:第35頁 /共66頁其中依次有SSSSSS6這6個按鍵,功能分別是白天/夜晚切換鍵、單價增、單價減、開始/等待鍵、里程增加、重新開始鍵。 圖311 鍵盤接口電路 顯示電路我們采用液晶LCD顯示,液晶又分字符型和點陣型,我們使用的液晶是字符型液晶,并且?guī)ё址麕斓模恍枰檎掖a。英文字符就可。液晶電路使用時,如果發(fā)現(xiàn)液晶不亮可以調(diào)節(jié)連接液晶的點位器,改變液晶的亮度。顯示電路如圖312所示:第36頁 /共66頁圖312 液晶顯示電路 路程測量電路出租車中需要一個能準(zhǔn)確獲得車輪轉(zhuǎn)動即路量信號的裝置,以得到標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號送入單片機的定時/ 計數(shù)器T1 即P3. 5 引腳,利用單片機的T1 的計數(shù)功能完成100 次的計數(shù)后產(chǎn)生一中斷來完成路程的測量。(設(shè)車輪周長為1 m ,則每產(chǎn)生100 個脈沖便表示車已行程0. 1 km ,為了演示方便本設(shè)計中采用按鍵了模擬增加里程。如果按兩次就是1千米,以此類推不斷的增加來模擬車的不斷前進。第37頁 /共66頁第4章 軟件設(shè)計軟件設(shè)計程序可分為:主程序控制程序、AT24C02掉電存儲程序、鍵盤控制程序、顯示程序等。在本次設(shè)計中像電路鍵盤用到了P1口,直流電機電路的控制線用了P2口線,、。顯示電路用到了P0和P2口,P0口為液晶的數(shù)據(jù)口。在主程序里,需要對各芯片的初始化、各中斷的初始化,另外,在主程序里還需要設(shè)置啟動/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器、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(biāo)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。當(dāng)空車信號燈打下時,表示有乘客上車,并啟動計價,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、每公里的單價和起價來計算出當(dāng)前的累計價格,并將結(jié)果存于價格寄存器中,然后將當(dāng)前時間和累計價格送到LCD顯示電路顯示出來。當(dāng)中途塞車(等待或低速行駛)時,在一定時間內(nèi)沒有檢測到傳感器的脈沖信號就啟動T0定時器進行計時,當(dāng)超過規(guī)定的等待時間后,計價器就根據(jù)等待價格進行當(dāng)前金額的累加與顯示,并在計價器上顯示等待時間;當(dāng)?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(dāng)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。司機把空車燈打上,就停止計價,顯示當(dāng)前所應(yīng)該付的金額和對應(yīng)的單價,等乘客下車后,啟動出租車,計價器檢測到傳感器的脈沖信號,系統(tǒng)自動對顯示清零,并重新進行初始化過程,完成1次計價。主程序流程圖如圖41所示:幾種不同情況下的計價方式:方式一:起步價5元+里程數(shù)每公里價格(2元)(大于等于3千米);方式二:起步價(小于等于3千米);方式三:起步價5元+里程數(shù)每公里價格(2元)+中途等待時間(大于等于3千米);方式四:起步價+中途等待時間(小于等于3千米)。對于中斷程序,只要定時器計數(shù)滿就會產(chǎn)生中斷50ms中斷一次,共計20次,秒鐘加1,秒鐘計滿再分鐘加,當(dāng)分鐘加到99時全部清零。中斷子函數(shù)的流程圖如圖42所示:對于獨立式鍵盤判鍵,首先看有鍵按下不,如果有鍵按下則延時一會兒,在判斷是否真的有鍵按下,如果確實有鍵按下,再判鍵釋放,最后執(zhí)行鍵功能程序。判鍵子函數(shù)的流程框圖如圖43所示: 顯示子程序1602液晶是字符型液晶,它的內(nèi)部自帶字符庫,它可以寫兩行的字符,同時每行可以寫40個字符,在寫顯示程序的時候,我們先寫命令,再設(shè)定字符顯第38頁 /共66頁示,最后寫數(shù)據(jù),在每寫一次命令或數(shù)據(jù)都需要判斷液晶是否忙。液晶顯示程序流程圖如圖44所示:圖41 整體程序流程圖第39頁 /共66頁圖42 中斷子程序流程圖 圖43 判斷子函數(shù)流程圖第40頁 /共66頁圖44 液晶顯示程序流程圖第41頁 /共66頁第5章 相關(guān)軟件介紹 Proteus軟件Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上,可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路,該軟件的特點是:。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能;有各種虛擬儀器,如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。目前支持的單片機類型有:68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能,同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài),因此在該軟件仿真系統(tǒng)中,也必須具有這些功能;同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境,如Keil C51 uVision2等軟件??傊?,該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件,功能極其強大。在PROTEUS繪制好原理圖后,調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件:*.HEX,可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。PROTEUS 是單片機課堂教學(xué)的先進助手。PROTEUS不僅可將許多單片機實例功能形象化,也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實物演示實驗的效果,后者則是實物演示實驗難以達到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學(xué)的功能,例:元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運行結(jié)果等。課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于PROTEUS提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫,提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表,因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺 隨著科技的發(fā)展,“計算機仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計部門重要的前期設(shè)計手段。它具有設(shè)計靈活,結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點。可使設(shè)計時間大為縮短、耗資大為減少,也可降低工程制造的風(fēng)險。相信在單片機開發(fā)應(yīng)用中PROTEUS也能茯得愈來愈廣泛的應(yīng)用。使用Proteus 軟件進行單片機系統(tǒng)仿真設(shè)計,是虛擬仿真技術(shù)和計算機多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運用,有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計能力及仿真軟件的操作能力;在單片機課程設(shè)計和全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中,我們使用 Proteus 開發(fā)環(huán)境對學(xué)生進行培訓(xùn),在不需要硬件投入的條件下,學(xué)生普遍反映,對單片機的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識更容易接受,更容易提高。實踐證明,在使用 Proteus 進行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進行實際制作,能極大提高單片機系統(tǒng)設(shè)計效率。因此,Proteus 有較高的推廣利用價值。如圖45是proteus的工作界面。第42頁 /共66頁圖51 Proteus 工作界面 各主要部分的功能:1. 原理圖編輯窗口:顧名思義,它是用來繪制原理圖的。藍色方框內(nèi)為可編輯區(qū),元件要放到它里面。注意,這個窗口是沒有滾動條的,你可用預(yù)覽窗口來改變原理圖的可視范圍。2. 預(yù)覽窗口:它可顯示兩個內(nèi)容,一個是:當(dāng)你在元件列表中選擇一個元件時,它會顯示該元件的預(yù)覽圖;另一個是,當(dāng)你的鼠標(biāo)焦點落在原理圖編輯窗口時(即放置元件到原理圖編輯窗口后或在原理圖編輯窗口中點擊鼠標(biāo)后),它會顯示整張原理圖的縮略圖,并會顯示一個綠色的方框,綠色的方框里面的內(nèi)容就是當(dāng)前原理圖窗口中顯示的內(nèi)容,因此,你可用鼠標(biāo)在它上面點擊來改變綠色的方框的位置,從而改變原理圖的可視范圍。3. 元件列表:用于挑選元件、終端接口、 信號發(fā)生器、 仿真圖表等。舉例,當(dāng)你選擇“元件”,單擊“P”按鈕會打開挑選元件對話框,選擇了一個元件后(單擊了“OK”后),該元件會在元件列表中顯示,以后要用到該元件時,只需在元件列表中選擇即可。:一般在ISIS窗口左下方,從左導(dǎo)游依次是運行、單步運行、暫停、停止。PROTEUS元件操作:如圖46所示,先單擊元件模式,在單擊選擇元件按鈕“P”或在對象選擇框中雙擊,則跳出圖中所示的元件選擇框。在“Keywords(關(guān)鍵字)”欄輸入元件名第43頁 /共66頁或其部分關(guān)鍵字,則可看到與該關(guān)鍵字有關(guān)的元件列表。從列表中單擊選中所要的元件所在行,再雙擊,便可將元件選入對象選擇器中,若要退出選取元件操作,只要關(guān)閉元件選擇框即可。 圖52 元件選擇框和選取元件、選中、移動、轉(zhuǎn)向元件放置:單擊對象選擇器中元件,將光標(biāo)移至ISIS編輯區(qū),單擊則出現(xiàn)元件桃紅色高亮輪廓,將該輪廓移至期望位置再單擊則完成放置。選中取消選中:單擊編輯區(qū)某元件,則該元件紅色高亮顯示,表示選中。若要取消選中,移動光標(biāo)到編輯區(qū)中的空白處單擊。移動:①單擊選中元件,再按住鼠標(biāo)左鍵拖至期望位置釋放光標(biāo)。②右擊選中元件,在彈出的對象快鍵菜單中單擊“移動對象”,出現(xiàn)桃紅色高亮元件輪廓,移動它到期望位置單擊。③單擊選中元件,再單擊工具欄中的工具按鈕,出現(xiàn)桃紅色元件輪廓,移動它到期望位置單擊。轉(zhuǎn)向:①對象選擇器中的元件轉(zhuǎn)向:單擊對象選擇器的元件,再單擊工具欄中轉(zhuǎn)向工具按鈕中相應(yīng)按鈕,對象預(yù)覽窗口顯示的元件作相應(yīng)轉(zhuǎn)向。②編輯區(qū)中的元件轉(zhuǎn)向:右擊元件,從彈出的快鍵菜單中單擊相應(yīng)的轉(zhuǎn)向按鈕。③快捷方法:單擊選中元件,再按鍵盤上的“+”、“”鍵實現(xiàn)逆時針轉(zhuǎn)、順時針轉(zhuǎn)。復(fù)制:單擊選中元件,再單擊工具欄中的工具按鈕,出現(xiàn)桃紅色高亮元件輪廓,移動他到期望位置單擊。刪除:右鍵雙擊元件或右擊元件在彈出的快鍵菜單中單擊命令“刪除”。塊操作(多個元件同時操作):通過按住鼠標(biāo)左鍵拖出包圍多個元件的虛框再釋放,被完全包圍的元件紅色高亮顯示,表示他們被塊選中,再單擊工具欄中相應(yīng)的工具按鈕,依次實現(xiàn)塊復(fù)制、塊移動、塊轉(zhuǎn)向和塊刪除。 Keil軟件Keil C51是德國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng),與匯編相比,C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢,因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案,通過一個集成開發(fā)環(huán)境(uVision)將這些部分組合在一起。運行Keil軟件需要WIN9NT、WIN20
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