【文章內(nèi)容簡介】 .)，并打印好票據(jù)，單片機(jī)將營等待信號(hào) 計(jì)費(fèi)復(fù)位 時(shí)鐘信號(hào) 分頻器 控制器 計(jì)費(fèi) 計(jì)時(shí) 公里脈沖 計(jì)程 譯碼 顯示 時(shí)鐘脈沖 公里測(cè)試 計(jì)費(fèi)脈沖 等待信號(hào) 計(jì)時(shí)，計(jì)費(fèi)，譯碼 數(shù)碼管顯示 西南科技大學(xué)應(yīng)用 型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 運(yùn)數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到 AT241024 中，等待出租車再次啟動(dòng)后，單次金額與里程等信息清零復(fù)位，完成一 次計(jì)價(jià) 。 其原理方框圖 如圖 34所示： 圖 34 方案四 通過比較以上幾種設(shè)計(jì)方案，前三個(gè)方案雖然運(yùn)行可靠，但體積較大，精度低， 功能沒有方案四齊全， 且由于測(cè)量值是模擬量，必須經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后讀入計(jì)算機(jī)，相對(duì)于出租車計(jì)價(jià)器而言較為煩瑣，不適用 ，和方案四相比人性化、先進(jìn)性不足 。 方案四，不但控制簡單，而且成本低廉，設(shè)計(jì)電路簡單。 也具有上述三種方案所沒有的優(yōu)越性。電源電路 空車燈 鍵盤控制 霍爾傳感器 AT241024 儲(chǔ)存電路 DSI 302 時(shí)鐘電路 AT89C52 單片機(jī) 超速提醒 語音播報(bào) 打印輸出 串口顯示 1602LCD 西南科技大學(xué)應(yīng)用 型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 4 硬件設(shè)計(jì) 硬件的概述 本次設(shè)計(jì)主要以單片機(jī)為主要核心硬件，單片機(jī)在自動(dòng)控制這一塊單片機(jī) 也是時(shí)下運(yùn)用最廣泛的硬件，本次設(shè)計(jì)選用單片機(jī)的型號(hào)是 AT89C52， AT89C52 是一款非常適合單片機(jī)初學(xué)者學(xué)習(xí)的機(jī)型， 它 完全兼容 多個(gè) 傳統(tǒng) 機(jī)型 的指令系統(tǒng)和引腳 ，而且是當(dāng)今較為廣泛使用的。在里程測(cè)速方面，霍爾元件 體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小 ，因此我們采用霍爾傳感器 A44E；在顯示方面，本次采用的是 LCD,因?yàn)?LCD 技術(shù)比較成熟，價(jià)格也不是很高，綜合考慮還是選擇LCD；在其他方面，我們運(yùn)用到了 AT24C1024 掉電存儲(chǔ)單元以及六個(gè)控制按鍵。硬件設(shè)計(jì)中主要有單片機(jī)、里程測(cè)量模塊、顯示模塊、按鍵模塊、電 源電路、語音和票據(jù)打印模塊。 單片機(jī)的選型和外部電路設(shè)計(jì) 主要性能 （ 1） 與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 （ 2） 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器 （ 3） 1000次擦寫周 （ 4） 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz （ 5） 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 （ 6） 38個(gè)可編程 I/O口線 （ 7） 三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 8） 八個(gè)中斷源 （ 9） 全雙工 UART串行通道 （ 10） 低功耗空閑和掉電模式 （ 11） 掉電后中斷可喚醒 （ 12） 看門狗定時(shí)器 （ 13） 雙數(shù)據(jù)指針 （ 14） 掉電標(biāo)識(shí)符 西南科技大學(xué)應(yīng)用 型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 功能特性描述 AT89C52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能 ： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 38位 I/O口線，看門狗定時(shí)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89C52可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)作。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 西南科技大學(xué)應(yīng)用 型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 引腳結(jié)構(gòu) 圖 41 電源引腳 西南科技大學(xué)應(yīng)用 型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 方框圖 圖 42 AT89C52的方框圖 VCC： 電源 GND： 地 P0口： P0口是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì) P0端口寫 “1” 時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash編程時(shí)， P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令西南科技大學(xué)應(yīng)用 型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 P1口： P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè) TTL邏輯電平。對(duì) P1端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外 ， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和 定 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的（ ），具體如下表所示。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 表 41 AT89C52引腳及相對(duì)應(yīng)的功能 引腳號(hào) 第二功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2口 ： P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口 ， P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè) TTL邏輯電平。對(duì) P2端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時(shí)， P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3口： P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙 向 I/O口， p2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè) TTL邏輯電平。對(duì) P3端口寫“ 1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3口亦作為 AT89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào)。 西南科技大學(xué)應(yīng)用 型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 表 42 AT89C52引腳及相對(duì)應(yīng)的功能 引腳號(hào) 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0 (外部中斷 0) INT0 (外部中斷 0) T0（定時(shí)器 0外部輸入） T1（ 定時(shí)器 1外部輸入） WR (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) RD (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) RST： 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)， RST腳持續(xù) 2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST腳輸 出 96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能無效。 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/PROG： 地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。在 flash編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下 ， ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)跳過。如果需要，通過將地址為 8EH的 SFR的第 0位置“ 1”， ALE操作將無效。這一位置 “ 1” ， ALE僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時(shí)有效。否則， ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 PSEN： 外部 程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN） 是外部程序存 儲(chǔ)器選通信號(hào)。 AT89C52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN將不被激活 。 EA/VPP： 訪問外部程序存儲(chǔ)器制信號(hào)。為使能從 0000H到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應(yīng)該接 VCC。在 flash編程期間， EA也接收 12伏 VPP電壓。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 晶振電路 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益、反相放大器，其輸入端 為芯片引腳 XTAL1，其輸出端為引腳 XTAL2。通過這兩個(gè)引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取 33pF）。這樣就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。振蕩電路脈沖經(jīng)過西南科技大學(xué)應(yīng)用 型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 二分頻后作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，再在二分頻的基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生 ALE信號(hào)，此時(shí)得到的信號(hào)是機(jī)器周期信號(hào)。振蕩電路如圖 43所示： C133 p FC233 p FX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 1. 0/ T 21P 1. 1/ T 2 E X2P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427U2A T 89 C 5 2X1C R Y S T A L 圖 43 晶振電路 復(fù)位電路 復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只要按圖中的 RESET 鍵，電源 VCC 經(jīng)電阻 RR2分壓，在 RESET 端產(chǎn) 生一個(gè)復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后，通過外部電容充電來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位操作。上電瞬間 RESET 引腳獲得高電平，隨著電容的充電， RERST 引腳的高電平將逐漸下降。 RERST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。 按鍵復(fù)位電路圖如圖 44所示 。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 1. 0/ T 21P 1. 1/ T 2 E X2P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ INT 012P 3. 3/ INT 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 /W R16P 3. 5/ T 115P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427U1A T 89 C5 2R110 kR210 kC11nF 圖 44 AT89C52引腳配置 里程測(cè)量模塊 在汽車聯(lián)軸器按圓周間隔嵌入磁鋼，用霍爾傳感器集成芯片 A44E 檢測(cè)并輸出脈沖，霍爾傳感器集成芯片 A44E 有信號(hào)轉(zhuǎn)換、電壓放大、整形輸出等功能，為增加其抗干擾能力，經(jīng) 過 74LS14 對(duì)信號(hào)整形后再通過光偶送