【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 止蜂鳴。若按下 AN1 蜂鳴器一直鳴響 ,說明電池電壓已低于 310V ,不用再進(jìn)行放電。 (2)恒流定時(shí)充電控制線路 :圖 55 中 W3 為充電電流調(diào)節(jié)電阻 ,調(diào)整 W3 使充電電流為12mA。圖中 C2 、 R8 及 C3 、 R10 為 4020 上電復(fù)位線路 ,C4 、 C5 、 C6 為旁路電容 ,可提高定時(shí)線路的干擾性能。 555 選擇電壓、溫度漂移較小的 SE555 ,L ED2 用于充電狀態(tài)指示 ,當(dāng)K → 2 時(shí) ,電池接入充電回路 ,按下 AN2 ,電池 便開始充電 ,同時(shí) L ED2 閃爍 ,當(dāng)充電時(shí)間到 8h 時(shí) ,線路自動(dòng)切斷并停止充電。 線路用于電池容量檢測(cè)時(shí) ,首先對(duì)電池剩余容量放電 ,當(dāng)放電至終止電壓時(shí) ,轉(zhuǎn)入 8 小時(shí)充電 ,充電完畢后 ,再進(jìn)行放電 ,記錄開始放電至終止放電的時(shí)間 t (h) ,即可計(jì)算出電池的容量 :實(shí)際容量 = t 額定容量 / 5h (mAh)一般出租車計(jì)價(jià)器關(guān)機(jī)時(shí) , 靜態(tài)電流小于 50μ A ,而計(jì)價(jià)器要求斷電一個(gè)月其內(nèi)存數(shù)據(jù)及時(shí)鐘線路仍能正常工作 ,可計(jì)算出備用電池容量不得低于 36mAh ,因此若實(shí)際容量仍能達(dá)到 36mAh ,則可繼續(xù)使用。圖 55 為單路充放電控制線路。多路可按圖復(fù)制 ,但定時(shí)控制線路只需一路?？刂凭€路電壓可由220V 交流經(jīng)變壓、整流、濾波后由 7812 提供 ,若變壓器次級(jí)電流為 1A(電壓可選 15V) ,而繼電器的線包電流小于 100mA ,則最多可驅(qū)動(dòng) 8 路充放電控制線路 ,可同時(shí)對(duì) 8 節(jié) 316V/ 60mAh 時(shí) NiCd 電池進(jìn)行充放電。 里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì) 1． 車輪轉(zhuǎn)動(dòng)里程檢測(cè)電路 該電路的主要作用是敏感路程，產(chǎn)生計(jì)程脈沖；在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)采用 霍爾傳感器 A44E 來作為里程傳感器，將安裝在與車輪相連接的渦輪變速器的磁鐵上，使汽車 每前進(jìn) 10 m 傳感器產(chǎn)生 一次 脈沖 ，即向里程計(jì)數(shù)器電路發(fā)出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，以使得計(jì)數(shù)電路進(jìn)行里程計(jì)數(shù)。車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)框圖如圖 56 所示 17 圖 56 車速傳感器測(cè)控系統(tǒng)框圖 2． 里程計(jì)數(shù)中斷電路 當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)里程檢測(cè)電路提供了計(jì)程脈沖信號(hào)后，里程計(jì)數(shù)中斷電路則根據(jù)該脈沖信號(hào)定時(shí)向微機(jī)系統(tǒng)發(fā)出計(jì)數(shù)中斷請(qǐng)求信號(hào)，使系統(tǒng)根據(jù)一定的算法對(duì)里程數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)計(jì)算。 里程計(jì)算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器 A44E 檢測(cè)到的信號(hào)，送到單片機(jī)，經(jīng)處理計(jì)算 ,送給顯示單元的。其原理如圖 5－ 6 所示。 圖 5－ 7 傳感器測(cè)距示意圖 由于 A44E 屬于 開關(guān) 型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（ ～ 18V），其輸出的信號(hào)符合 TTL 電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的 IO 端口上，而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到 1MHZ。 集成開關(guān)型霍耳傳感器原理 如圖 58， A44E 集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器 A、霍耳電勢(shì)發(fā)生器 (即硅霍耳片 )B、差分放大器 C、施密特觸發(fā)器 D 和 OC 門輸出 E 五個(gè)基本部分組成。在輸入端輸入電壓 CC V ，經(jīng)穩(wěn)壓 器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍耳效應(yīng)原理，當(dāng)霍耳片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍耳電勢(shì)差 H V 輸出，該 H V 信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到 OC 門輸出。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到 .工作點(diǎn) .(即 OP B )時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓 (相對(duì)于地電位 )，使三極管導(dǎo)通，此時(shí) OC 門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為 .開 .。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到 .釋放點(diǎn) .(即 rP B )89S51 單片機(jī)計(jì)價(jià)系統(tǒng) D/A 轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換 測(cè)速采集卡 車速傳感器 89S51 單片機(jī) 霍爾傳感器 小磁鐵 車輪 18 時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使 OC 門輸出高電壓，這種狀態(tài)為 .關(guān) .。這樣兩次 電壓變換，使霍耳開關(guān)完成了一次開關(guān)動(dòng)作。 圖 5－ 8 集成開關(guān)型霍耳傳感器原理圖 其集成霍耳開關(guān)外形及接線如圖 5－ 9 所示。 19 圖 5－ 9 集成霍耳開關(guān)外形及接線 我們選擇了 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷 0（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（我們?cè)O(shè)車輪的周長(zhǎng)是 1 米），霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(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)的加增加，其計(jì)算公式： 當(dāng)前單價(jià) 公里數(shù) =金額。 數(shù)據(jù)顯示單元的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)使 用一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器每 1/10 s 向主機(jī)發(fā)一次中斷請(qǐng)求信號(hào)，并利用并行接口電路完成對(duì)時(shí)鐘的實(shí)時(shí)顯示功能。同時(shí)，利用動(dòng)態(tài)掃描電路完成對(duì)出租車的起價(jià)和當(dāng)前累計(jì)價(jià)的顯示。 由于設(shè)計(jì)要求有單價(jià)（ 2 位）、路程（ 2 位）、總金額（ 3 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)碼管的分屏顯示，如圖 5－ 10所示： 圖 5－ 10 a 時(shí)鐘顯示（圖中顯示為 12 點(diǎn) 34 分 46 秒） 20 圖 5－ 10 b 總金額和單價(jià)顯示（圖中顯示為 總金額 元 ,每公里 元） 圖 5－ 10 c 路程和單價(jià)顯示（圖中顯示為總路程 12 公里 ,當(dāng)前單價(jià) 元） 圖 5－ 10 d 單價(jià)調(diào)整顯示（圖中顯示為右起白天單價(jià) 元 /晚上 ） 數(shù)據(jù)的分屏的顯示是通過按鍵 S1 來實(shí)現(xiàn)切換的，如圖 5－ 11 所示。 21 圖 5－ 11 S1 切換顯示屏 在出租車不走的時(shí)候，按下 S1，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分屏顯示；車在行走的時(shí)候只有總金額和單價(jià)顯示屏在顯示，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，客戶要求查看總的里程的時(shí)候，就可以按下S1 切換到里程和單價(jià)顯示屏，供客戶查詢。顯示電路的電路原理圖 見附 圖 二所 示。 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）接電源，插頭 2（ header2）接數(shù)據(jù)和脈沖輸出端。電路中的三個(gè)整流管 D1~D3 的作用是降低數(shù)碼管的工作電壓，增加其使用壽命。 22 AT24C02 掉電存儲(chǔ)單元的設(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，靜態(tài)電流 10Ua()，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 512所示。 NC1NC2NC3GND4S D A5S C L6WP7V C C8U4A T 2 4 C 0 2 AGNDV C C串行存儲(chǔ)模塊R85 .1 kR 1 05 .1 k接 P 2 .5接 P 2 .6 圖 5－ 12 掉電存儲(chǔ)電路原理圖 圖中 R R10 是上拉電阻，其作用是減少 AT24C02 的靜態(tài)功耗，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。 23 啟動(dòng)及清除電路 在系統(tǒng)電路中，設(shè)計(jì)一個(gè)啟動(dòng) /清除按鈕，用來作為啟動(dòng)里程計(jì)數(shù)或清除里程數(shù)計(jì)數(shù)的開關(guān)。將該按鈕開關(guān)接到微機(jī)系統(tǒng)的某個(gè)中斷請(qǐng)求線上，當(dāng)開關(guān)被按下一次時(shí)就作為計(jì)程啟動(dòng)中斷請(qǐng)求；再按下一次時(shí)，就作為系統(tǒng)的計(jì)程清 0 中斷處理。 按鍵單元的設(shè)計(jì) 電路共采用了四個(gè)按鍵， S S S S4，其功能分別是： S1 分屏顯示切換按鍵， S2功能設(shè) 定按鍵， S3 .＋ ./白天晚上切換按鍵， S4 .－ ./中途等待開關(guān)。 24 第六章 軟件設(shè)計(jì) 軟件 設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言編制，模塊化設(shè)計(jì)，分為主程序，脈 j巾中斷程序，空車牌中斷程序，鍵盤中斷程序，日歷時(shí)鐘芯片中斷程序，打印及顯示程序。在空車牌中斷程序中完成對(duì)出租車營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的判斷；在脈沖中斷程序中完成計(jì)量計(jì)價(jià)工作；日歷時(shí)鐘芯片每秒鐘向80C31發(fā)中斷請(qǐng)求，在中斷程序中完成等候計(jì)時(shí)工作或者時(shí)鐘顯示工作。鍵盤中斷程序用于完成各次營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)的查尋工作。結(jié)構(gòu)框圖 如 61圖所示 圖 61 系 統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖 該計(jì)程計(jì)價(jià)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)模塊： 1． 主程序模塊 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)主程序判斷出有“啟動(dòng)計(jì)程 中斷”發(fā)生時(shí)，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起價(jià)公里數(shù)。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來計(jì) 主程序 定時(shí)中斷服務(wù)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 啟動(dòng)/清除計(jì)程中斷服務(wù)程序 顯示子程序服務(wù)程序 鍵盤服務(wù)程序 25 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，然后將已行走的里程數(shù)和當(dāng)前累計(jì)價(jià)格送顯示電路顯示出來。 當(dāng)主程序判斷出有“清除計(jì)程中斷”產(chǎn)生時(shí)，將顯示電路中的當(dāng)前行駛里程數(shù)和運(yùn)行累計(jì)價(jià)格清 0，并重新進(jìn)行初始化過程。 其程序流程如 圖 65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起價(jià)公里數(shù)。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來計(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。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開關(guān)沒有送來脈沖信號(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)行初始化過程。 2． 定時(shí)中斷服務(wù)程序 在定時(shí)中斷服務(wù)程序中，需要完成對(duì)行車時(shí)間的累加計(jì)數(shù)，并將該時(shí)間數(shù)據(jù)和當(dāng)前時(shí)鐘