【文章內容簡介】 P05~P06 端口來控制， 8 位雙向數(shù)據(jù)線 7~14 與單片機的P1 端口相連，實現(xiàn)液晶與單片機的通信。液晶對比度通過 1602 的第三腳接可調電阻來提供可調。 電源模塊 設計 方案比較： 220V 交流電，通過整流濾波電路再經過穩(wěn)壓器件得到需要的 +5V 電壓 610V 的直流電壓，再 穩(wěn)壓得到 5V 電壓； 通過仔細的考慮，計費系統(tǒng)最終是安裝在計程車上的，電源一般不是 220V 交流電壓，而是有電瓶輸出的直流電壓，因此采用方案 2。 電源的輸入可以采用兩路輸入，可接一路備用電源。 防止了突然斷電而丟失數(shù)據(jù)的情況，進一步增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 又由于計價器的工作環(huán)境比較差，它要求有抗振動、抗高低溫、抗潮濕、抗電磁干擾等能力，特別是電源方面的干擾，如出租車啟動時，發(fā)動機打火、電瓶充電等造成輸入計價器的 +12V 電源不穩(wěn)定。因此采用 +l2V 電瓶電源經過濾波和電源穩(wěn)壓管理芯片 7805 后得到 +5V 的穩(wěn)定電壓輸出，保證整個系統(tǒng)能夠正常工作。 電源模塊具體電路 如 圖 313 所示。 圖 313 電源模塊電路原理圖 第四 章 拓展功能模塊設計 出租車計價器 設計 18 空車牌模塊 空車牌模塊 的 功能 主要是控制運行空車牌的計費，當有乘客上車時，司機關閉空車牌，此時單片機計價器開始計數(shù)，當乘客下車時，司機打開空車牌，計價器停止計費，并且空車牌上有 LED 燈管，可以提示想乘車的顧客此車上無人，方便乘客乘車 。 空車牌電路如圖 41 所示。 圖 41 空車牌電路 時鐘模塊 計價器在出租車空車行駛時需要顯示實時時鐘，因為 它 的時鐘作為白天 /晚上單價自動轉換的一個基準， 且計價器的時鐘顯示能 為司機和乘客提供方便。 DS1302 是 美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，采用 SPI 三線接口與 CPU 進行同步通信；始終可提供秒、分、時、日、星期、月和年；通過設置 DS1302 的控制／狀態(tài) 寄存器選擇日歷，時鐘方式經過初始校準后即可工作使用；工作電壓寬 ～ V，采用雙電源供電 (主電源和備用電源 )，并設置備用電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力，在沒有主電源的情況下啟用備用電源能保存時間信息 及數(shù)據(jù)。 時鐘芯片電路 如圖 42 所示。 圖 42 時鐘芯片電路 DS1302 各引腳如下： 出租車計價器 設計 19 （ 1） 其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當 Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當 Vcc2小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 （ 2） X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 （ 3） RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳 送手段。當 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc≥， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 （ 4） I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。 （ 5） SCLK 始終是輸入端。 （ 6） GND 外接電源地 。 防作弊模塊 隨著出租車的增多，人們乘坐出租車出行最關心的就是出租車有作弊器，在這里我設計了一個防作弊電路，用來保證計價器的安全性。 出租車一般作弊的原理是給傳感器的輸入端加入一個低電平信號，從而讓計數(shù)系統(tǒng)飛快的進行加操作，從而達到作弊的目的。而如果沒有前置的電路很容易人為的給單片機一個低電平，使計數(shù)增加，達到作弊的效果。當添加光電耦合器后，由光電耦合器控制傳感器的電源，每檢測到一個脈沖，在中斷服務子程序里立即關閉傳感器電源，正常情況因為傳感器的輸出關閉，輸出應該變?yōu)楦唠娖?，這時馬上再檢測輸入端的信號，如果此時輸入變?yōu)楦唠娖?，說明當前檢測到的脈沖確實是車輪滾動產生的，是真實的計數(shù)輸入，累計加一。但如果檢測到輸入繼續(xù)為低電平，只能說明 有額外的低電平脈沖加載在傳感器的輸出端，是作弊，系統(tǒng)不進行累加，防止作弊。 出租車計價器 設計 20 作弊系統(tǒng)的 作弊電路 原理如圖 43 所示。 圖 43 作弊及防作弊電路 車輪模擬測速模塊 方案比較： 。 。 紅外傳感器價格比較便宜，但紅外線的干擾比較多，容易出現(xiàn)誤觸發(fā)，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，接近開關穩(wěn)定性較好，干擾少，為了加強系統(tǒng)穩(wěn)定性，采用接近開關。接近開關使用方便，只要接電源和地，當有金屬接近到一定距離時數(shù)據(jù)輸出低電平，平時保持高電平，可以產生 中斷，接近開關的工作速度也不會太低，所以工作穩(wěn)定。 接近開關引腳圖如圖 44 所示。 圖 44 接近開關引腳圖 出租車計價器 設計 21 電機驅動 模塊 電機驅動電路 ，采用另一個穩(wěn)壓芯片輸出與單片機電源電路隔離開來，可以防止電機大電流對單片機的干擾， 并用電位器可實現(xiàn)調速設置，可以簡單的模擬車輪的轉動。其電路如 圖 45 所示 。 圖 45 電機驅動電路 語音報價模塊 語音功能實現(xiàn)： 為實現(xiàn)語音報價功能，決定采用一塊語音芯片錄入若干段語音，然后用單片機通過組合方式實現(xiàn)語音 報價。 方案比較： APR9600 音樂芯片實現(xiàn)該功能， APR9600 通過串行工作方式分別錄入語音段，然后用串行選段控制方式播放語音段，控制方式是每次給 M2 一個低電平，芯片地址指向下一段語音，而當給 M1 一個低電平時，播放當前段語音，通過控制 M2 和 M1 即可實現(xiàn)語音播放。 ISD2560 語音芯片實現(xiàn)， ISD2560 通過地址方式在相應地址分別存入若干段語音，再經單片機按需要調用各段語音，控制方式為單片機通過口線選通所需地址，然后觸發(fā)芯片的片選端，即可播放語音。 比較，由于語音報價主要是播放金額的數(shù)字 ，每個數(shù)字都要分別存出租車計價器 設計 22 為一段語音，所以導致所需存儲的語音段較多，這時如果采用 APR9600芯片，由于選段需要提供 /M2 低電平，選到后面的段時，需要很多個低電平才能選到，在實際應用中應會造成不小的延時，對語音播放的效果造成影響，而采用 ISD2560 時，由于采用地址方式選段，不存在上述問題，所以語音段之間的延時非常小，由此比較決定 ,采用 ISD2560 芯片實現(xiàn)語音功能。 ISD2560 原理 如圖 46 所示： 圖 46 語音芯片電路 出租車計價器 設計 23 第 五 章 程序設計 該計價系統(tǒng) 的軟件設計分為以下幾個模塊 ： 主程序模塊 在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化，出租車單價的初始化，中斷向量的設計以及中斷處理，循環(huán)等待等工作，還需判斷當前時間自動切換夜間或是白天模式（自定晚上 22 點到第二天 6 點為夜間模式，計費模式則是白天 6 點到晚上 22 點起步價為 7 元， 22 點到次日 6點起步價為 元，這兩種起步價都是是可調的）。當按下計價開關時，就啟動計價，單片機根據(jù)里程寄存器中的內容計算和判斷出行駛里程是否已超過起步價公里數(shù)（起步價 7（或 ）元 5 公里）。若已超過，則根據(jù)里程值、每公 里的單價數(shù)和起價數(shù)來計算出當前的累計價格，然后將時間和當前累計價格送顯示電路顯示出來。當?shù)竭_目的地的時候，由于霍爾開關沒有送來脈沖信號，就停止計價，顯示當前所應該付的金額和對應的單價，再按下復位鍵或者直接回到主界面系統(tǒng)自動對數(shù)據(jù)清零，并重新進行初始化過程，準備對下一個顧客乘坐時重新計價。 主程序流程 [7]如圖 51 所示。 出租車計價器 設計 24 圖 51 主程序流程圖 以下為主函數(shù) void main() { uchar i,flag1,flag2,flag3。 出租車計價器 設計 25 DS1302_Init()。 //DS1302 初始化 Init_LCM()。 //LCD 初始化 TMOD=0x01。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 TR0=1。 ET0=1。 IT1=1。 //外中斷跳變產生中斷 EX1=1。 EA=1。 //打開總中斷 P26 = 0。 flag1 = 1。 flag2 = 1。 flag3 = 1。 BasiKPrice1 = Read24c02(0x01)。 BasiKPrice2 = Read24c02(0x03)。 UnitPrice = Read24c02(0x05)。 while(1) { loop: //設置跳轉標號 zhujiemian()。 /*出租車啟動鍵 程序如下， 進入開始計時計費 */ if(Key5 == 0) { delay10ms()。 //延時去抖動 if(Key5 == 0) { while(Key5 == 0)。 //等待按鍵放開 LCR_LCD()。 出租車計價器 設計 26 while(1) { loop1: qidongxianshi()。 if(Key5 == 0) { delay10ms()。 if(Key5 == 0) { while(Key5 == 0)。 MileAge = 0。 Price = 0。 InterVal = 0。 goto loop。 } } if(Key4 == 0) { delay10ms()。 if(Key4 == 0) { while(Key4 == 0)。 MileAge1 = 0。 goto loop1。 } } } } } 出租車計價器 設計 27 里程計數(shù)中斷服務程序 中斷計數(shù)一次代表車輪轉動 1 圈，每當霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機中斷一次，計數(shù)值加一，程序根據(jù)計數(shù)值和車輪周長計算出里程數(shù)，然后程序又根據(jù)里程數(shù)和單價計算出總價。最后將結果送LCD 顯示。 里程計數(shù)中斷流程 如圖 52 所示。 圖 52 里程計數(shù)中斷服務流程圖 出租車計價器 設計 28 中途等待中斷服務程序 當單片機處在計價狀態(tài)下時，片內的 T0 定時器便被啟動。如果霍爾開關在規(guī)定的時間內沒有輸出信號，就對當前金額加上中途等待的單價（假設中途等待 1 分鐘按 元計價）。當霍爾傳感器重新有 信號輸出的時候，就自動切換到正常的計價，并把之前不足一分鐘的計時清零。 以下是中斷函數(shù)程序 //外部中斷 1 int1() interrupt 2 { EA = 0。 P26 = 1。 delay1()。 if(P33 == 1) {MileAge = MileAge + 19/2。} count1 = 0。 count2 = 0。 count3 = 0。 P26 = 0。 EA = 1。 } 出租車計價器 設計 29 //定時器中斷 0 void t0(void) interrupt 1 using 0 { EA = 0。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 count1++。 if(count1 == 20) { count1 = 0。 count2++。 if(count2 == 60) { count2 = 0。 count3++。 if(count3 == 1) {count3 = 0。InterVal += 10。 } } } EA = 1。 } 出租車計價器 設計 30 鍵盤服務程序 鍵盤采用查 詢的方式，放在主程序中，當沒有按鍵按下的時候，單