【文章內容簡介】 燈。如圖214所示等待黑夜查詢空車圖214指示燈電路圖這些指示燈能對計程車的每一種狀態(tài)進行指示，空車時空車指示燈亮，查詢時查詢指示燈亮，當車速小于5km/h時等待指示燈亮。如果選擇的模式為黑夜時黑夜指示燈亮，白天時不亮。數(shù)碼管顯示電路由8個LED數(shù)碼管組成， LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件。它采用低電壓掃描驅動，具有耗電少、使用壽命長、成本低、故障少、視角大、可視距離遠等特點。此外，它的響應時間短（），亮度也比較高。它的缺點是工作電流比較大，每一段的工作電流在10mA左右。其中每位數(shù)碼管內部由8個LED組成，其中A—G代表7個發(fā)光二極管構成7筆字形，余下一個DP構成小數(shù)點，稱為8段LED。8段LED數(shù)碼管可以顯示0～9等10個數(shù)字和小數(shù)點，使用非常廣泛。如圖215所示。圖215段數(shù)碼管圖這類數(shù)碼管可以分為共陽極和共陰極兩種，本設計采用共陰極數(shù)碼管共陰極則是把所有LED的陰極連接到共同接點，而每個LED的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g、dp。共陽極則相反。如圖216(a)、(b)所示。圖216（a）8段共陽數(shù)碼管 (b)8段共陰數(shù)碼管通過控制這個公共端，可使該位對應的LED亮或暗。當共陰極端接地或共陽極接高電平，該位顯示器有效，反之無效。本設計采用共陰LED數(shù)碼管。其段選碼如表24所示：表24共陰數(shù)碼管的段選碼03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87BH96FH數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式，本設計采用動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的特點：數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用CPU時間少，每個顯示單元都需要單獨的顯示驅動電路，使用的硬件較多；動態(tài)顯示的特點：有閃爍感，占用的CPU時間多，使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間，更重要的是能節(jié)省成本。相比較而言，采用動態(tài)顯示方式，比較節(jié)省I/O口，硬件電路也較靜態(tài)顯示簡單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多是，CPU要依次掃描，占用CPU較多時間。本設計中使用的8個LED數(shù)碼管接P0口作為段選，接P2口作為位選?？哲嚂r顯示當前時間，開始計價時前四位顯示里程，后四位顯示金額。當查詢等待時間時顯示為等待時間。如圖217所示。圖217數(shù)碼管顯示電路圖由于數(shù)碼管內部二極管點亮時需要10mA以上的電流，而單片機的輸出電流還不到1mA，所以數(shù)碼管與單片機連接時需加驅動電路，可以使用上拉電阻的方法，也可以使用專門的驅動芯片，考慮到復用單片機I/O接口，節(jié)省單片機I/O資源，此次設計采用74HC573鎖存器驅動LED數(shù)碼管段選端，其輸出電流較大，電路接口簡單且可直接驅動數(shù)碼管顯示。用三極管驅動LED數(shù)碼管的位選端。因而本次數(shù)碼管顯示部分用到三極管驅動電路、8位數(shù)據(jù)鎖存器74HC573鎖存電路、8位LED數(shù)碼管顯示，74HC573用于連接51單片機和LED數(shù)碼管，~~g和dp，對應A段點亮，以次類推。74HC573的管腳圖如圖218所示：圖218 74HC573管腳圖OE:為三態(tài)允許輸入端(低電平有效)，也可稱作輸出允許端；1D8D為數(shù)據(jù)輸入端；1Q8Q為數(shù)據(jù)輸出端；LE為鎖存允許端。本次設計中LE接高電平，OE接低電平。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)。 表25 74HC573真值表DnLEOEQnHHLHLHLLXLLQoXXHZ DS1302時鐘電路設計計價器在出租車空車行駛時需要顯示實時時鐘，因為它的時鐘作為白天/晚上單價自動轉換的一個基準，且計價器的時鐘顯示能為司機和乘客提供方便。DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，采用SPI三線接口與CPU進行同步通信；始終可提供秒、分、時；通過設置DS1302的控制／狀態(tài)寄存器選擇日歷，時鐘方式經(jīng)過初始校準后即可工作使用；～ V，采用雙電源供電(主電源和備用電源)，并設置備用電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力，在沒有主電源的情況下啟用備用電源能保存時間信息及數(shù)據(jù)[14]。DS1302的管腳圖如圖219所示：圖219DS1302管腳圖表26 DS1302管腳說明管腳名稱管腳功能VCC1后備電源VCC2主電源XX2振蕩源RST復位/片選線I/O串行數(shù)據(jù)輸入輸出端SCLK輸入端GND外接電源地DS1302由VCC1或VCC2兩者中的較大者供電；當VCC2大于VCC1＋，VCC2給DS1302供電；當VCC2小于VCC1時，DS1302由VCC1供電。X1和X2是振蕩源。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能。首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時在Vcc≥，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，SCLK始終是輸入端。本設計連接圖如圖220所示，其中CI和C2起微調晶振的作用[14]。圖220 DS1302電路圖第三章 系統(tǒng)的軟件設計本系統(tǒng)的軟件設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)中斷服務程序、中途等待中斷服務程序、顯示子程序服務程序、鍵盤服務程序六大模塊。下面對各部分模塊作介紹。 系統(tǒng)主程序設計本設計中采用了主程序調用各個子程序的方法。在main函數(shù)編寫開始，要進行初始化，包括對系統(tǒng)初始化和對硬件設備進行初始化，并使硬件處于就緒狀態(tài)。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計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。主程序流程圖如圖31所示：圖31 主函數(shù)流程圖void main(){ uchar i=0。 KongChe_Led=0。 init_device()。 SDA = 1。 SCL = 1。 while(1) { data_process()。 keyscan()。 } } 定時中斷服務程序在定時中斷服務程序中，每 10ms 產生一次中斷，當產生 100次中斷的時候，也就到了一秒，送數(shù)據(jù)到相應的顯示緩沖單元，并調用顯示子程序實時顯示。 當選擇定時/計數(shù)器作為定時器工作時，計數(shù)器的加1，信號由振蕩器（晶振）的12分頻產生，即每經(jīng)過1個機器周期，計數(shù)器增1，直至計數(shù)溢出為止。顯然，定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關。 本設計的晶振頻率為12MHZ。由于晶振的頻率為12MHz，則計數(shù)周期為： T=1/（12000000Hz)*12=1us ，本設計選用定時器0，TMOD=0X11, 選用模式1，故T0、T1為16位計數(shù)器，計數(shù)最大值為65536 。要定時 10 ms，需要計數(shù)10000個1us(計數(shù)周期）計數(shù)初值=最大值計數(shù)周期數(shù)=6553610000=5553655536轉換為十六進制即為D8F0,計數(shù)器從D8F0開始計數(shù)，計數(shù)到65536溢出，產生定時中斷。定時中斷服務程序流程圖如圖32所示：開始保護現(xiàn)場重置計數(shù)初值否中斷100次是數(shù)據(jù)送顯示子程序調用子程序恢復現(xiàn)場中斷返回圖32 定時中斷服務程序流程圖 里程計數(shù)中斷服務程序每當霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機中斷一次，當里程計數(shù)器對里程脈沖計滿1000 次時，使微機進入里程計數(shù)中斷服務程序中。在該程序中，需要完成當前行駛里程數(shù)和總額的累加操作，并將結果存入里程和總額寄存器中。，要使用外部中斷，必須對中斷允許控制寄存器IE和定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON進行如下設計：void int0_init(){ EX0=1。 //外中斷0 允許 IT0=1。 //外中斷0 觸發(fā)方式設為 下降沿觸發(fā)}每當車輪轉動一圈，車輪的磁鐵與霍爾傳感器感相遇時，霍爾傳感器就會產生一個下降沿的脈沖信號。，外部中斷請求源INT0，單片機就會產生一次中斷。根據(jù)源代碼：void int0() interrupt 0 using 1 INT0——霍爾脈沖計數(shù){ EA=0。Count++。 EA=1。 if(count=1000){count=0。}}Count為車輪轉動圈數(shù)，總路程等于圈數(shù)乘以車輪周長，把總路程的數(shù)據(jù)送到里程相識單元顯示。再按照里程收費標準，將價格數(shù)據(jù)送到計費顯示單元。里程技術中斷服務程序流程圖如圖33所示：開始初始化中斷請求？開外中斷Count++Count=0NY計Count=10000?NY圖33 里程計數(shù)中斷服務程序流程圖 中途等待程序60s到了嗎？加1處理1s到了嗎？定時器T0啟動當出租車的速度5km/h時，等待時間開始計時，出租車進入中途等待模式時，片內的T0定時啟動，中途等待程序流程圖如34所示：開始否是否是分鐘數(shù)加1數(shù)據(jù)送顯示子程序返回圖34 中途等待程序流程圖void timer0() interrupt 1 using 2 T0等待時間計算{ TH0=0XD8。 TL0=0XF0。 Count1++。 if(Count1==100) 脈沖記滿100 { Count1=0。 脈沖清零 Second++。 加一秒 if(Second==60) 有60S？ { Second=0。 秒清零 Minute++。 分加一 } }} 鍵盤掃描子程序鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當沒有按鍵按下的時候，單片機循環(huán)主程序，一旦右按鍵按下，便轉向相應的子程序處理，處理結束再返回。鍵盤掃描子程序流程圖如圖35所示：功能鍵。按下時進入白天黑夜選擇模式，再按回到實時時間顯示狀態(tài)。切換鍵。按功能鍵進入白天黑夜選擇模式后再按此鍵可進行白天和黑夜之間切換。停止鍵。運行狀態(tài)按下此鍵即停止計程計費。清除鍵。按下時清除里程和金額等數(shù)據(jù)信息，并將此次信息送入存儲電路儲存。查詢、確認鍵。功能選擇模式時按下此鍵確認選擇，運行時按下此鍵可查詢等待時間，再次按下回到顯示里程數(shù)、金額狀態(tài)。圖35 鍵盤掃描子程序流程圖計算程序根據(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+等待時間*等待單價；否則，執(zhí)行公式：總金額=起步價+等待時間*等待單價；如果進入中途等待模式，每等待五分鐘相當于加1公里，因為輪長設為1m，采集脈沖數(shù)為n,總里程=n*1/1000+等待分鐘/5。計算程序流程圖如圖36所示：里程3？總金額=起步價總金額+=(里程3)*單價調用計算程序總金額+=等待時間*等待單價返回總金額=起步價總金額+=等待時間*等待單價圖36計算程序流程圖void data_process(){ LiCheng=(uint)(Count*LunChang)/100+Minute*10/5。 if(LiCheng=30) { JinEr=80。 } else { JinEr=80+(DanJia*(LiCheng30))/10。 }}結束語本次設計中，遇到了許多問題，有許多以前沒有接觸過的芯片，霍爾傳感器A44E、DS130AT24C02以及8位鎖存器74HC573，對于他們的管腳和用法還不熟悉，因此查閱了許多相關資料，在了解了各個部件的功能的基礎上加以設計，最終完成了出租車計價器的設計。本次設計核心器件是AT89C51，采用軟硬件相結合的原理，利用AT89C51的豐富的I/O口，控制靈活的特點，軟件設計部分用C語言編程實現(xiàn)，硬件部分把各個模塊分別與單片機的I/O口相連接。在設計硬件電路的時候，發(fā)現(xiàn)單片機的驅動電流太小，不足以驅動數(shù)碼管里面的二極管顯示，于是采用了三極管驅動電路和8位74HC573數(shù)據(jù)鎖存器驅動，在設計鍵盤電路的時候，發(fā)現(xiàn)鍵盤在按下和釋放的時候容易出現(xiàn)抖動，查閱資料是說可以通過C語言編程去抖，于是在鍵盤程序部分加入延時，起到了去抖的效果。在指示燈電路設計的時候，加入了空車指示燈，使乘客能夠一目了然的知道出租車的運行情況，為乘客和司機提供了便利。在利用PROTUES仿真的時候因為把數(shù)碼管選成了共陽（CA）的數(shù)碼管，顯示時候出現(xiàn)亂碼。后來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)絡標簽沒弄好。重新標識之后，數(shù)碼管能夠正常顯示示數(shù)，切換不同的按鍵，能模擬不同的工作模式。原先設想再加入語音播報模塊和打印機模塊，使出租車計價器更具有多功能的特性，但由于本人的能力有限，最終沒能有效的使他們銜接在一起，只好舍棄之前的想法，在今后的生活中還要繼續(xù)學習，完善自己的知識面，不斷給自己充電。致謝通過不斷努力