【文章內(nèi)容簡介】 電路設(shè)計(jì)和軟 件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 信號源 變換電路 顯示器 單片機(jī) AT89S51 1602 液晶顯示 時(shí)鐘電路 8255 并行編程 6 出租車計(jì)價(jià)器的硬件電路由速度傳感電路、 空車等電路、 時(shí)鐘電路、存儲電路和電源電路等部分構(gòu)成。 各電路主要功能： 1) 單片機(jī)電路： 檢測空車燈信號和速度傳感電路的脈沖信號，進(jìn)行里程計(jì)算等。 2) 里程傳感電路：利用霍爾傳感器送入單片機(jī)，供里程計(jì)算。 3) 時(shí)鐘電路：顯示出時(shí)間。 4) 串口顯示電路：顯示單價(jià)、路程、金額、等待時(shí)間、時(shí)鐘 。 系統(tǒng)硬件組成框圖 采用 AT89S51單片機(jī)為核心，利用它豐富的管腳及功能，以霍爾傳感器為出租車速度檢測元件，結(jié)合外圍電路，來完成出租車計(jì)價(jià)器的基本功能。 這次的課題我采用菲利普公司產(chǎn)的 AT89S51 單片機(jī)作為主要的控制器，并采用掉電存儲單元來控制當(dāng)系統(tǒng)掉電的時(shí)候可以自動(dòng)保存系統(tǒng)的時(shí)間和單價(jià)，最后采用 液晶 1602 顯示出來 。 7 方案論證與比較 方案一： 方案框圖如圖（ 1）所示。出租車的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)數(shù)的傳動(dòng)是成一定的比率的，磁感應(yīng)傳感器會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)大概為 20 ms 的低脈沖，這樣就可以通過計(jì)算磁感應(yīng)傳感器產(chǎn)生出來的 低脈沖數(shù)來計(jì)算出出租車行駛的里程數(shù)以及相應(yīng)的價(jià)格。 編碼器的單片機(jī)可以通過其中的一個(gè) I/O口來實(shí)現(xiàn)檢測磁感應(yīng)傳感器的信號，當(dāng)確定是由這個(gè)是傳感器發(fā)出的信號時(shí)，就能夠通過另外的一個(gè) I/O 口來向解碼器的單片機(jī)發(fā)送出來另外的一組編碼，然后解碼器的單片機(jī)就會(huì)對出當(dāng)前所準(zhǔn)備接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷識別，判斷它到底是從編碼器發(fā)送的編碼還是從解碼寫入器發(fā)送出來的解碼。如果判斷并識別出是經(jīng)過解碼寫入器發(fā)送出來的解碼的話，解碼器的單片機(jī)就會(huì)接收這個(gè)解碼，并且會(huì)使用 12C總線協(xié)議來將解碼保存到 EEPROM中；如果判斷并識別出是從編碼 器發(fā)送出來的編碼的話，解碼器的單片機(jī)就會(huì)先接收到該編碼，然后會(huì)讀出里面 EEPROM 中的解碼，再將其和接收到的編碼進(jìn)行比較，如果相同的話那么解碼器單片機(jī)就會(huì)通過一個(gè) I/0 口向計(jì)價(jià)器里發(fā)送出計(jì)價(jià)脈沖，反正就不會(huì)發(fā)出計(jì)價(jià)脈沖 [1]。經(jīng)過這樣的一個(gè)過程就解決了以往的計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)的不準(zhǔn)確、使用的壽命短等缺點(diǎn)，但是這個(gè)方法經(jīng)常使干擾信號也會(huì)產(chǎn)生出計(jì)數(shù)脈沖，而且分立元件太復(fù)雜，電路穩(wěn)定性也不是很好。 圖（ 1） 編碼器方案 磁感應(yīng)傳感器 編碼 器 解碼 器 計(jì)價(jià) 裝置 解碼寫入器 計(jì)價(jià)脈沖 8 方案二： 電路框圖如圖（ 2）所示。 如果我們 采用數(shù)字電路控 制。應(yīng)用傳感器件，然后輸出脈沖信號，再經(jīng)過放大整形來作為移位寄存器的脈沖，以此來實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，這種電路過于簡單，性能不夠穩(wěn)定，而且還不能調(diào)節(jié)單價(jià)，也不能隨著時(shí)段的變化來調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)表準(zhǔn)，所以這個(gè)方案不夠?qū)嵱谩? 圖（ 2） 數(shù)字電路方案 方案三：這個(gè)方案我們使用 單片機(jī)控制。以單片機(jī)為主要核心 ,設(shè)計(jì)上采用89S51 單片機(jī)做為主控器，采用 A44E 霍爾傳感器來進(jìn)行測距，并且使用 AT24C02在系統(tǒng)在掉電時(shí)保存單價(jià)和時(shí)間等信息，輸出采用了 1602LCD 液晶顯示。然后利用單片機(jī)豐富的 I/O 端口 以及控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)了基本的里程的計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)整、時(shí)鐘顯示功能等功能 [2]。原理結(jié)構(gòu)如圖（ 3）所示。 金額顯示 單價(jià)顯示 電源電路及保護(hù)電路 里程傳感器 移位寄存器電路 9 圖（ 3）單片機(jī)控制方案 這個(gè)方案的電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)最基本的計(jì)價(jià)功能，還能根據(jù)不同的時(shí)間段來調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)單價(jià)，并且還能在不計(jì)價(jià)的時(shí)候顯示當(dāng)前時(shí)間?？們r(jià)的公式為：總價(jià) =6+*（總里程 2） +等待時(shí)間 *。 AT89S51 作為一個(gè)單片微型的計(jì)算系統(tǒng)，不僅靈活性高，而且它強(qiáng)大的控制處理功能以及可擴(kuò)展功能能夠?yàn)楸敬蔚碾娐吩O(shè)計(jì)提供了很好的選擇。 經(jīng)過上面的三種方案的比 較，很明顯單片機(jī)的方案有很大的靈活功能提升空間，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)所有要求的功能并且還能根據(jù)需要預(yù)留了功能擴(kuò)展的。因此我采用第三種方案來設(shè)計(jì)計(jì)價(jià)器，用 AT89S51 單片機(jī)來完美的實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)的功能。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與思想 出租車計(jì)價(jià)器已經(jīng)不知不覺深入了我們的生活當(dāng)中。隨著世界上經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民的生活也得到了很好的改善，城市的交通也在日益的完善著，無論是出租車還是公交車都得到了很好的使用環(huán)境。而計(jì)價(jià)器則安裝在了出租車上，避免了人們之間的買賣糾紛。但是早期的出租車計(jì)價(jià)器沒有那么多功能，也沒有那么的 準(zhǔn)確。因此出租車計(jì)價(jià)器不斷的得到了完善。出租車計(jì)價(jià)器是一種能夠根據(jù)乘客乘坐出租車時(shí)的所行駛時(shí)間、行駛距離、等待時(shí)間等等進(jìn)行的計(jì)價(jià)，并且能 AT89S51 單片機(jī) 數(shù)據(jù)存儲及時(shí)鐘模 塊 里程采集模塊 顯示模塊 存儲區(qū)擴(kuò)展模塊 鍵盤模塊 打印模塊 10 夠之間在 LCD 管中直接顯示出價(jià)格。所以出租車計(jì)價(jià)器是出租車司機(jī)和乘坐的乘客之間用于公平交易的工具。計(jì)價(jià)器的是否精確，直接關(guān)系到消費(fèi)者和司機(jī)經(jīng)濟(jì)利益。所以國家十分重視這個(gè)問題，所以近幾年來，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門是開始強(qiáng)化管理出租車計(jì)價(jià)器。由此可見，計(jì)價(jià)器的應(yīng)用十分重要。 11 第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)及其硬件組成 電路總框圖 系統(tǒng) 硬件的選擇 AT89S51 與 AT89C51 的區(qū)別 MCS— 51 單片機(jī)是在早期時(shí)由美國的 INTE 公司所創(chuàng)造出來的一款單片機(jī)，這款單片機(jī)我們一直用到了現(xiàn)在，而如今， 51 單片機(jī)仍然是全國市場的主流。 [3] 由于 ATMEL 公司的 89C51 已經(jīng)停產(chǎn)，所以現(xiàn)在很多高校都開始使用 PHILPS(菲利普）公司的 89S51。而我們常用的 89C51 其實(shí)也很優(yōu)秀，在很多的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了很多的特性，比如說時(shí)鐘上，更優(yōu)秀的是由 Flash 存儲器取代了原來的 ROM。所以說 AT89C51 的性能相對于 8051 已經(jīng)算得上是質(zhì)的飛躍了。 但是由于時(shí) 代在進(jìn)步，市場的要求也越來越高， 89C51 受到很多挑戰(zhàn)， 89C51最嚴(yán)重的不足是在于不支持 ISP（在線更新程序）功能，所以必須要加上 ISP 功能等新的功能才能更好的延續(xù) MCS— 51 的歷程。然而 89S51 就是在這樣的市場下贏 電源模塊 AT89S51 單片機(jī) 按鍵控制模塊 車輪轉(zhuǎn)動(dòng)檢測 模塊 LCD 液晶顯示 12 得了 89C51，因此 89S51 順利的成為了現(xiàn)今市場的所需，完全的取代了 89C51 的地位。 AT89S51 與 AT89C51 相比 (1)AT89S51 增加了很多的性能，論價(jià)格來比，甚至比 89C51 的還要低。 (2)原來的 89C51 的最高的工作頻率是 24M，但是新出現(xiàn)的 89S51 擁有著更高的工作頻率，這樣使工作的速度提高了一個(gè)層次 [4]。 所以在這個(gè)設(shè)計(jì)中，我們毫無疑問的選擇了 AT89S51 單片機(jī)作為了計(jì)價(jià)器的核心。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本文的出租車計(jì)價(jià)器以 AT89S51 單片機(jī)為核心，由里程計(jì)算