【文章內(nèi)容簡介】 示： 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 14 圖 數(shù)碼管顯示電路 顯示電路是由數(shù)碼管和 75HC573 組成，數(shù)碼管用來顯示當前的計數(shù)值， 573是用來做數(shù)碼管的驅(qū)動的。 液晶顯示電路 液晶顯示電路主要用于出租的經(jīng)費系統(tǒng)的顯示，將出租車的路程以及價格顯示出來。 液晶的介紹 ①、基本操作時序 讀狀態(tài) 輸入： RS=L, R/W=H,E=H 輸出： D0~D7=狀態(tài)字 讀數(shù)據(jù) 輸入： RS=H, R/W=H,E=H 輸出：無 寫指令 輸入： RS=L, R/W=L,D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出： D0~D7=數(shù) 寫數(shù)據(jù) 輸入： RS=H, R/W=L, ,D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無。 ②、 液晶 1602 接口信號寫操作時序 通過 RS 確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。讀 /寫控制端設置為寫模式，即低電平。 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 15 將數(shù)據(jù)或命令送達數(shù)據(jù)線上，給 E 一個高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。寫操作時序如下圖所示： 圖 液晶些操作時序 ③、 液晶 1602 接口信號 液晶顯示電路的設計 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 16 如圖所示：液晶的數(shù)據(jù)線接 P0 口，用來傳輸顯示數(shù)據(jù)的信息。而 RS、 RW、E 分別接單片機的 、 、 口，控制液晶的讀寫操作。通過單片機的控制顯示出租車計費系統(tǒng)的路程和價格。其原理圖如下所示： 圖 液晶顯示硬件電路 鍵盤硬件電路的設計 如圖所示按鍵 KEY KEY11 分別與 （ INTO）、 （ INT1）相連，采用外部中斷方式。當外部中斷 1 響應，就可以進行計數(shù)器的停止和啟動控制，在出租車計費系統(tǒng)中就用來控制計費的開始于結(jié)束，其原理圖如下所示。 圖 鍵盤電路 串行通信接口電路 目前，廣泛使用的串行數(shù)據(jù)接口標準有一，一與一三種。其中一是美國電子工業(yè)協(xié)會正式公布的串口總線標準，也是目前最為常用的串行接口標準，用來實湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 17 現(xiàn)計算機與計算機之間，計算機與外設之間的數(shù)據(jù)通訊。串行通信接口的基本任務是實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化。來自的是普通的并行數(shù)據(jù)，接口 電路應具有實現(xiàn)不同串行通信方式下的數(shù)據(jù)格式化的任務。具體任務是： 并轉(zhuǎn)換； ； ； TTL 與 EIA 電平轉(zhuǎn)換； 。 由于電平和 TTL 電平不匹配，因此要實現(xiàn)單片機和機之間的通信，必須在它們之間加接電平轉(zhuǎn)換器。電平轉(zhuǎn)換器有 232 電平轉(zhuǎn)換和 485 電平轉(zhuǎn)換，本設計采用 232 電平轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)設計采用公司的一接口芯，這是一種標準的一接口芯片。只需巧電源供電，其內(nèi)部的電源變化成士電源用于通信。該芯片集成有兩路收發(fā)器，可將單片機輸入的電平轉(zhuǎn)換為電平發(fā)送給從機 ，或?qū)臋C接收的電平轉(zhuǎn)換為電平發(fā)送給單片機。通過這樣的電平轉(zhuǎn)換實現(xiàn)主機和從機的通信，本設計的MAX232 為雙列直插 16 腳封裝。系統(tǒng)串口通信電路如下圖所示。 圖 串行通信接口電路 電源電路的設計 系統(tǒng)所用直流電源由三端集成穩(wěn)壓器組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源提供。設計中選用了雙 12V 的電源電壓變壓器和四個三端集成穩(wěn)壓器，分別提供 +5V、 +8V和一 5V、 8V直流電壓，輸出電流均為 1A。 LM780 LM7808 和 LM790 LM7908的連接方法都一樣。變壓器將的市電降壓后再通過整流橋整流 之后采用了大容量的電解電容進行濾波，以減小輸出電壓紋波。由于電解電容器在高頻下工作存在電感特性，對于來自電源側(cè)的高頻干擾不能抑制，導致電流紋波很大，因此在整流電路后加入高頻電容改善紋波效果。給各器件提供電源，使其更好的工作。同時還采用了保護電路，在正、負電源兩端分別串聯(lián)了保險管起雙重保險，當負載湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 18 功率過大保險絲就會熔斷，三端集成穩(wěn)壓管的輸入、輸出反接了二極管保護，避免反向電流過大擊穿穩(wěn)壓管，起到了很好的保護作用，電源電路如圖 217 和 218所示。 圖 電源電路 255 計數(shù) 器的硬件的電路設計 255 計數(shù)器電路主要有電源電路，顯示電路、控制電路和顯示驅(qū)動電路以及湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 19 傳感器檢測電路等組成，主要實現(xiàn) 0~255 的計數(shù)功能。 圖 255 計數(shù)器原理圖 顯示電路主要用于顯示，控制電路組要用于控制計數(shù)功能，顯示電路用于顯示當前的計數(shù)值，驅(qū)動電路主要用于驅(qū)動數(shù)碼管的顯示，傳感器主要用于檢測外部的信號。 50000 計數(shù)器的硬件電路的設計 50000 計數(shù)器電路主要有電源電路，顯示電路、控制電路和顯示驅(qū)動電路等湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 20 組成，主要實現(xiàn) 0~50000 的計數(shù)功能。 圖 5000計數(shù)器原理圖 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 21 出租車計費系統(tǒng)的硬件電路設計 出租車計費系統(tǒng)電路主要有電源電路，顯示電路、控制電路和顯示驅(qū)動電路等組成，主要實現(xiàn)路程和價格的統(tǒng)計并顯示。 圖 出租車計費系統(tǒng)電路 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 22 第三章 軟件設計 在微機測控系統(tǒng)中，軟件與硬件同樣重要。硬件是系統(tǒng)的軀體，軟件則是靈魂，當系統(tǒng)的硬件電路設計好之后，系統(tǒng)的主要功能還是要靠軟件來實現(xiàn)，而且軟件的設計在很大程度上決定了測控系統(tǒng)的性能。為了滿足系統(tǒng)的要求，編制軟件時一般要符合以下基本要求： （ 1）易理解性、易維護性 在軟件的設計方法中，結(jié) 構(gòu)化設計是最好的一種設計方法，這種設計方法是由整體到局部，然后再由局部到細節(jié)，先考慮整個系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，確定整體目標，然后把這個目標分成一個個的任務，任務中可以分成若干個子任務，這樣逐層細分，逐個實現(xiàn)； （ 2）實時性 實時性是電子測量系統(tǒng)的普遍要求 即要求系統(tǒng)及時響應外部事件的發(fā)生，并及時給出處理結(jié)果。近年來，由于硬件的集成度與運算速度的提高，配合相應的軟件，實時性比較容易滿足設計要求； （ 3）準確性 準確性 準確性對整個系統(tǒng)具有重要意義，尤其是測量系統(tǒng)，系統(tǒng)要進行一定量的運算，算法的正確性和準 確性對結(jié)果有著直接的影響，因此在算法的選擇、計算的精度等方面都要符合設計的要求。 （ 4）可靠性 可靠性是系統(tǒng)軟件最重要的指標之一，作為能夠穩(wěn)定運行的系統(tǒng)，抗干擾技術的應用是必不可少的，最起碼的要求是在軟件受到干擾出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)還能恢復正常工作。 結(jié)合上述編制系統(tǒng)軟件的基本要求，首先討論軟件的設計思想。 系統(tǒng)的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現(xiàn)模塊和運算控制模塊。 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 23 255 計數(shù)器的軟件設計 255 計數(shù)器的軟件設計包括顯示子程序，控制子程序，外部中斷子程序，計數(shù)子程 序和主程序其程序的流程圖如下： 圖 255 計數(shù)器軟件流程圖 程序首先初始化，然后查詢是否有脈沖輸入，沒有脈沖就繼續(xù)查詢。當有脈沖輸入時，下降沿觸發(fā)中，使計數(shù)加 1，來一個脈沖進行一次加 255時，使清零。從新開始計數(shù) 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 24 50000 計數(shù)器的軟件設計 50000 計數(shù)器的軟件設計包括顯示子程序，控制子程序，外部中斷子程序，計數(shù)子程序和主程序其程序的流程圖如下： 圖 50000 計數(shù)器軟件流程圖 程序首先初始化，然后查詢是否有脈沖輸入，沒有脈沖就繼續(xù)查詢。當有脈沖輸 入時，下降沿觸發(fā)中，使計數(shù)加 1，來一個脈沖進行一次加 255時，使清零。從新開始計數(shù) 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 25 出租車計費系統(tǒng)軟件設計 出租車計費系統(tǒng)的軟件設計包括液晶顯示子程序，控制子程序，外部中斷子程序，計數(shù)子程序和主程序其程序的流程圖如下： 圖 出租車計費系統(tǒng)的軟件流程圖 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 26 第四章 仿真與調(diào)試 系統(tǒng)的調(diào)試 硬件電路調(diào)試，先用 proteus 仿真之后，在去買好元器件清單，焊接電路。焊接要特別小心，要仔細的對照電路圖，既不能使電路短路也不能是電路開路，保持電路的暢通，并在相應的位置裝上發(fā)光二級管提示 電路通電，可以減輕硬件電路的調(diào)試困難，還有芯片的焊接要根據(jù)芯片資料了解管腳的功能去焊接，不然很容易燒壞芯片，如過芯片的工作不正常先觀察芯片管腳有無接觸，或者芯片的使能是不是根據(jù)相應的要求接的，在用萬用表去測試電源管腳是否通電，通電后在去測相應的管腳是否輸出相應的電平，如果沒有就是芯片有問題，如果相應位置的二極管沒有點亮，先觀察二級管有沒接反，如果沒接反就用萬用表去測看是否有電壓，如果沒有電壓說明沒通電，如果有電壓說明二極管壞了，當然也要根據(jù)軟件結(jié)合，測試數(shù)碼管給以程序， 8 段數(shù)碼管一段一段的觀察，看是否管腳接錯，如果斷碼接錯了等顯示數(shù)據(jù)就會錯亂。 系統(tǒng)軟件程序調(diào)試，程序調(diào)試先在 KEIL 軟件里寫好各模塊程序，在一個個子程序調(diào)試，結(jié)合 proteus 仿真成功后，再將所有的程序拼在一起調(diào)試，軟件調(diào)試注意的主要是定時中的的初始化，算好中斷時間，還有按鍵程序，看是否讀取得到相應的電平，其他的就沒沒什么了吧。 255 計數(shù)器的仿真 啟動計數(shù)開始，其仿真圖如下： 圖 255 計數(shù)器仿真圖 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 27 50000 計數(shù)器的仿真 啟動計數(shù)開始，其仿真圖如下： 圖 50000 計數(shù)器仿真圖 圖 50000 計數(shù)器仿真圖 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 28 50000 計數(shù)器的仿真 啟動計費器開始計費，其仿真圖如下： 圖 出租車計費器仿真圖 圖 出租車計費器仿真圖 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 29 第五章 總結(jié) 社會是不斷變化的、發(fā)展的，眼下社會發(fā)展迅速，對人才的要求越來越高，要用發(fā)展的眼光看社會，要學會習，學會創(chuàng)新，學會適應社會的發(fā)展需要。在走出校園，邁向社會之即，把握今天，才學能創(chuàng)造未來。畢業(yè)設計工作中，在老師的熏陶和教誨下，使我懂得了更多的設計思想，有了一定的創(chuàng)新精神和專研精神。 在完成畢業(yè)設計的這段時間里，我收獲頗多。本文設 計的出租車計費系統(tǒng)具有硬件簡單，容易實現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低，壽命長等特點。 主要做了下面幾點較突出的工作： 一、通過查閱相關資料，詳細了解了 AT89C51 單片機的原理，明確了設計采用的元件，明確了研究目標。 二、本文給出了系統(tǒng)具體的硬件設計方案，硬件結(jié)構(gòu)電路圖，設計中采用的編程軟件的介紹，電路圖模塊分析等方面。 三、在這次課程設計的過程中，進一步學習了單片機的基本使用，感到了單片機對復雜電路設計的重要性。 通過本次設計我對單片機有了一定的認識，這是我對專業(yè)知識一次實際性檢驗和鞏固。課程設計收獲很多，比如 學會了查找相關資料，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，讓自己的設計思想也不斷得到修正和提高。 理論與實際相結(jié)合，不僅包括課堂上學習的有關知識要與技能訓練相結(jié)合，還要包括了解可接觸社會實際的能容。進行課程設計，是在專業(yè)知識的指導下，通過各種方式，解決一些實際性的問題。在設計過程中，可以將所學習得理論知識運用到實踐中，不僅能加深自己對專業(yè)知識的理解，而且能豐富和發(fā)展書本上的理論知識，使之轉(zhuǎn)化成更高層次的經(jīng)驗、技能和技巧。 擴展出租車計費器的功能：能夠顯示汽車行駛速度；能夠自動打印收據(jù)發(fā)票。 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 30 第六章 附錄一 程序源代碼 255 計數(shù)器源代碼 include //51 的頭文件 define CONUT 255 //計數(shù)的最大值 255 用宏定義 unsigned char stop_startflag=0。//起、停計數(shù)標志 unsigned char display_number[3]。 u