【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到 1000 次時(shí)，也就是 1 公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)的增加，其計(jì)算公式：當(dāng)前單價(jià)公里數(shù) 金額。 費(fèi)用計(jì)算功能：費(fèi)用計(jì)算包括三部分：起步費(fèi)、行使費(fèi)和中途等待費(fèi)用。 （ 1） 起步費(fèi)用白天 6 元晚上 7 元； （ 2） 行使費(fèi)用 ； （ 3） 中途等待費(fèi)用 。 數(shù)據(jù)顯示部分 由于設(shè)計(jì)要求有單價(jià)（ 2 位）、總金額（ 4 位）顯示輸出，加上我們另外擴(kuò)展了時(shí)鐘顯示（包含時(shí)分秒的顯示），采用 LCD 液晶段碼顯示，在距離屏幕 1 米之外就無(wú)法看清數(shù)據(jù)，不能滿足要求，而且在白天其對(duì)比度也不能夠滿足要求，因此我們采用 6 位 LED 數(shù)碼管來(lái)顯示。 本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示采用 74HC164 來(lái)驅(qū)動(dòng)的方法。 74HC164 這種方法只需要 2個(gè) IO 端口，而且在鎖存器件這 2 個(gè)端口還可以干別的事情。數(shù)碼管顯示各種儀器設(shè)備所不可缺少得重要組成 部分按照顯示方法得不同可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種這里我們所設(shè)計(jì)得電路顯示屬于靜態(tài)顯示靜態(tài)數(shù)碼管顯示優(yōu)點(diǎn)在于編寫程序相對(duì)比較簡(jiǎn)單一旦將欲顯示數(shù)據(jù)發(fā)送出去只要當(dāng)前顯示數(shù)據(jù)沒有變化就無(wú)須理睬它 圖 顯示電路原理圖 從單片機(jī)串口輸出的信號(hào)先送到左邊的移位寄存器（ 74HC164），由于移位脈沖的作用，使數(shù)據(jù)向右移，達(dá)到顯示的目的。 移位寄存器 74HC164 還兼作數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，插頭 1（ header1） 2（ header2） DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，采用 SPI 三線接口 與 CPU 進(jìn)行同步通信；時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年；通過(guò)設(shè) DS1302 的控制 /狀態(tài)寄存器選擇日歷，時(shí)鐘方式經(jīng)過(guò)初始校準(zhǔn)后即可工作使用；工作電壓寬達(dá) ～。 圖 時(shí)鐘顯示電路原理圖 掉電存儲(chǔ)單元 AT24C02 的設(shè)計(jì) 掉電存儲(chǔ)單元的作用是在電源斷開的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息。AT24C02 是 ATMEL 公司的 2KB 字節(jié)的電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到 ，額定電流為 1mA，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存 40 年以上，而且采用 8 腳的 DIP 封裝 ，使用方便。其電路如圖 所示。 圖 掉電存儲(chǔ)電路 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(jī)傳送數(shù)據(jù)。每當(dāng)設(shè)定一次單價(jià)，系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)程序，將單價(jià)信息保存在芯片內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng)重新上電的時(shí)候，自動(dòng)調(diào)用讀存儲(chǔ)器程序，將存儲(chǔ)器內(nèi)的單價(jià)等信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。 按鍵單元設(shè)計(jì) 圖 按鍵電路 電路共采用了五個(gè)按鍵： S S S S4， S1 查詢按鍵， S2 功能設(shè)定 /確認(rèn)按鍵， S3＋ /白天晚上 切換按鍵， S4－ /中途等待開關(guān)。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 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。當(dāng)空車信號(hào)燈打下時(shí)，表示有乘客上車，并啟動(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)和起價(jià)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，然后將當(dāng)前時(shí)間和累計(jì)價(jià)格送到 LED 顯示電路顯示出來(lái)。當(dāng)中途塞車 等待或低速行駛 時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)沒有檢測(cè)到傳感器的脈沖信號(hào)就啟動(dòng)T0 定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)超過(guò)規(guī)定的等待時(shí)間后，計(jì)價(jià)器就根據(jù)等待價(jià)格進(jìn)行當(dāng)前金額的累加與顯示，并在計(jì)價(jià)器上顯示等待時(shí)間；當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開關(guān)沒有送來(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。司機(jī)把空車燈打上，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)，等乘客下車后，啟動(dòng)出租車，計(jì)價(jià)器檢測(cè)到傳感器的脈沖信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)顯示清零，并重新進(jìn)行初始化過(guò)程，完成 1 次計(jì)價(jià)。 [16] 圖 主程序流程圖 計(jì)價(jià) 1：起步價(jià) +里程每公里價(jià)格（ 元） 計(jì)價(jià) 2：起步價(jià) +里程 元 +等待時(shí)間等待價(jià)格（ 元 /分鐘） 計(jì)價(jià) 3；起步價(jià) 計(jì)價(jià) 4：起步價(jià) +等待時(shí)間等待價(jià)格（ 元 /分鐘） 定時(shí)中斷服務(wù)程序 在定時(shí)中斷服務(wù)程序中，每 10ms 產(chǎn)生一次中斷，當(dāng)產(chǎn)生 100 次中斷的時(shí)候，也就到了一秒，按秒累積 60 次后恰好為 1min,這樣就可完成定時(shí) 1min 的功能。 里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序 每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)就使單片機(jī)中斷一次，里程計(jì)數(shù)器 T1對(duì)里程脈沖計(jì)滿 1000 次時(shí)，就完成當(dāng)前行駛里程數(shù)的累加操作，并將結(jié)果存入里程寄存器中。其程序流程如圖 所示 . 圖 里程計(jì)數(shù)流程圖 中途等待中斷服務(wù)程序 當(dāng)中途等待按鍵 S4 按下時(shí)，就啟動(dòng) T0 開始計(jì)時(shí)，每當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá) 1min，等待時(shí)間累加器值就自加，并將結(jié)果存入時(shí)間寄存器中。當(dāng)中途等待結(jié)束的時(shí)候，即再按一下 S4 鍵就自動(dòng)切換到正常的計(jì)價(jià)。其程序流程如圖 所示。 圖 中途等待流程圖 顯示子程序服務(wù)程序 顯示是檢驗(yàn)程序結(jié)果最直接也是最簡(jiǎn)單的硬件設(shè)計(jì)，采用移位寄存器驅(qū)動(dòng) 6位 LED 方式，實(shí)行靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)在于，編寫程序相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一旦將欲顯示的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，只要當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)沒有變化，就無(wú)須理睬它 BCD碼轉(zhuǎn)換成七段碼。轉(zhuǎn)換過(guò)程：顯示的 BCD 碼通過(guò)計(jì)算、查表、求出存放顯示段碼單元地址，從該地址單位中取出送顯示端口輸出。 [17] 圖 靜態(tài)顯示流程圖 系統(tǒng)調(diào)試 在調(diào)試前，先對(duì)電路板進(jìn)行細(xì)致的檢查，通過(guò)萬(wàn)用表的測(cè)量，觀察有無(wú)短路或斷路情況 。加電后如果發(fā)現(xiàn)有些芯片迅速發(fā)熱，應(yīng)立即斷電檢查電路。電源電路板應(yīng)有良好的穩(wěn)壓特性，保證系統(tǒng)各芯片的正常工作，為此，應(yīng)仔細(xì)測(cè)量電源板的各電壓輸出，檢驗(yàn)是否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。硬件調(diào)試離不開軟件的配合，通常需要做一些簡(jiǎn)單的測(cè)試程序來(lái)確定電路的工作情況，以此判斷問(wèn)題所在。 各模塊焊接完成后及時(shí)用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量應(yīng)連接的點(diǎn)是否正確短接。顯示模塊，可用歐姆表（內(nèi)部含電源）進(jìn)行測(cè)試，將表筆正極接數(shù)碼管共陽(yáng)端，負(fù)表筆依次接 abcdefgh，觀察數(shù)碼管是否正常顯示，如不正常，檢查焊接情況。上電后，測(cè)量各芯片 引腳電壓， 與理論值相比較，如不同，檢查硬件電路。 總結(jié) 由于本設(shè)計(jì)使用的是以單片機(jī)作為核心的控制元件和靈敏的霍爾開關(guān)型器件，使本出租車計(jì)價(jià)器具有功能強(qiáng)、性能可靠、電路簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，加上經(jīng)過(guò)優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。但是在我們?cè)O(shè)計(jì)和調(diào)試的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，譬如計(jì)價(jià)的金額位數(shù)有限，實(shí)際的里程可能會(huì)很遠(yuǎn)，會(huì)超出我們的顯示范圍。計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)還不夠人性化，比如加上語(yǔ)音的提示功能，可能會(huì)更有生命力。 參考文獻(xiàn) [1] 何立民 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999 [2] 求實(shí)科技 .單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 [J].北京：人民郵電出版社，2020 [3] 陳小忠 .單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序 [M].北京：人民郵電出版社， 2020 [4] 趙晶主 .電路設(shè)計(jì)與制版 Protel99 高級(jí)應(yīng)用 [J].北京：人民郵電出版社， 2020 [5] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì) .全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品精選 [M] .北京：北京理工大學(xué)出版社， 2020 [6] 楊恢先，黃輝先 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社，2020 [7] 孫育才 單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 [J].江蘇：東南大學(xué)出版社 [8] 宋青，權(quán)偉龍，齊新元 .開關(guān)型霍爾傳感器的原理與工程實(shí)現(xiàn) [J].物理實(shí)驗(yàn)， 2020 [9] 彭樹生，莊志洪，趙惠昌 .PIC 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 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2020 年 1 月 [23] 附錄 A（硬件原理圖） 附錄 B（源程序） //*************************************************************************// // 起始價(jià) : 白天 6 元，晚上 7 元 。單價(jià) : 元 /公里 。 // // 普通出租車，車輪周長(zhǎng)為 1m ，則轉(zhuǎn) 1000 圈為一公里， // //*************************************************************************// include define uint unsigned int define uchar unsigned char define WRITE24C02 0xA0 //10100000，器件地址，寫操作 define READ24C02 0xA1 //10100001，器件地址，讀操作 void I2C_start void 。 //函數(shù)功能：產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào) void I2C_stop void 。 //函數(shù)功能：產(chǎn)生停止信號(hào) void I2C_send_ack void 。 //函數(shù)功能：發(fā)送 ACK（確認(rèn)）信號(hào) bit TestAck 。 //函數(shù)功能：檢查 AT24C02 的 ACK 信號(hào) void I2C_write_byte uchar 。 //函數(shù)功能：向 AT24C02 寫入一個(gè)字節(jié) uchar I2C_read_byte void 。 //函數(shù)功能：從 AT24C02 讀出一個(gè)字節(jié) void AT24C02_write uchar,uchar *,uchar 。 //函數(shù)功能：向 AT24C02 連續(xù)寫入若干字節(jié) void AT24C02_read uchar,uchar *,uchar 。 //函數(shù)功能：從 AT24C02 連續(xù)讀出若干字節(jié) void minut 。 void hou 。 sbit DAT P0^1。 //模擬串口數(shù)據(jù)發(fā)送端 sbit CLK P0^2。//模擬時(shí)鐘控制端 sbit SDA P1^4。 sbit SCL P1^3。 unsigned char tab[] 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90 。 unsigned char table1[8] 0x3F,0x3F,0xbf,0x3F,0x3F,0xbf,0x3F,0x3F 。 //000000 unsigned char cc[8] 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f 。 int top 0。 unsigned char second。 unsigned char tcount。 unsigned char minute。 unsigned char hour。 unsigned int gl 0。 //公里數(shù) 百米 unsigned char dj 16。 //單價(jià) 角 unsigned int ze 0。