【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)一個多功能出租車計(jì)價(jià)器。、啟動后，開始計(jì)價(jià)。計(jì)價(jià)因素包括運(yùn)行里程和等待時間。、掉電保護(hù)功能，斷電后能保存單價(jià)、運(yùn)行時間、運(yùn)行里程及總價(jià)格。所以從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少司機(jī)與乘客的糾紛出發(fā)，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對出租車。替部分機(jī)械元器件的出租車計(jì)價(jià)器;再從集成電路到目前的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器。但出租車計(jì)價(jià)器計(jì)費(fèi)是否準(zhǔn)確、出租車司機(jī)是否作弊才是乘客最關(guān)心的。司機(jī)作弊又能方便司機(jī)的計(jì)價(jià)器尤為重要。而當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后，現(xiàn)代出。租車計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了，它可以完成計(jì)程，計(jì)價(jià)，顯示等基本工作。的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，相對采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)。利用單片機(jī)豐富的IO端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格選擇、利用液晶即可顯示公里數(shù)，時間，單價(jià)以及總額等情況，讓乘客和司。機(jī)都能一目了然的了解到出租車的計(jì)價(jià)情況。

　　

【正文】 器件。 圖中 R R5 是上拉電阻，其作用是減少 24C02 的靜態(tài)功耗。由于 24C02 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（時鐘脈沖）和 SDA（數(shù)據(jù) /地址）與單片機(jī) 和 口連接，進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)。 每當(dāng)設(shè)定一次起步價(jià)和起步公里數(shù)，系統(tǒng)就自動調(diào)用存儲程序，將起步價(jià)和起步公里數(shù)的信息保存在芯片內(nèi)；系統(tǒng)還會實(shí)時將運(yùn)行里程、運(yùn)行時間及總金額等信息保存在芯片內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng)重新上電的時候，自動調(diào)用讀存儲器程序，將存儲器內(nèi)所存儲的信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。 12 4 多功能出租車計(jì)價(jià)器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中的軟件我們用 C 語言編制，采用了結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法。它由主程序、顯示程序、鍵盤程序、掉電保護(hù)存儲讀寫程序 、外部中斷 1 子程序、 測量及計(jì)算程 序 等模塊組成。本章還給出了詳細(xì)的流程圖。 具體程序見附錄。 設(shè)計(jì)課題使用單片機(jī)資源的情況 設(shè)計(jì)課題使用單片機(jī)資源情況如下： AT89S52 單片機(jī)的 P0 口通過上拉電阻接 12864液晶顯示的數(shù)據(jù)線， P2 口接 12864 液晶顯示的控制線以及 24C02C 掉電保護(hù)存儲芯片的數(shù)據(jù)線和時鐘線， P1口接八個獨(dú)立式鍵盤作為控制鍵， P3口接 DS1302 時鐘芯片的引腳以便實(shí)時更新時鐘信息， P3 口外部中斷接脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號以仿真出租車?yán)锍虜?shù)的增加。 主程序的設(shè)計(jì) 主程序主要完成系統(tǒng)的初始化，各種情況的判斷如調(diào)整 鍵是否按下、出租車是否開始計(jì)價(jià)、出租車是否處于等待狀態(tài)，還要進(jìn)行實(shí)時顯示時鐘、運(yùn)行里程、等待時間和總金額等信息；停車后顯示運(yùn)行總時間。總體來說， 主程序即系統(tǒng)監(jiān)控程序 用于對輸入信號的處理、輸出信號的控制和對各個功能程序模塊的運(yùn)用及其控制。 主程序的流程圖如圖 8 所示。 具體程序見附錄。 鍵盤程序的設(shè)計(jì) 鍵盤程序模塊 即用于實(shí)現(xiàn)各個按鍵不同功能的程序，本次設(shè)計(jì)中有八個鍵功能程序，這八個鍵 (S0S7)的 任一鍵都獨(dú)自連一個 I/O()口線上。 本次設(shè)計(jì)采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)查詢到有鍵按下 時，便執(zhí)行相應(yīng)的按鍵程序，若沒有鍵按下，則跳過按鍵程序而執(zhí)行其余的主程序。 鍵盤程序的流程圖如圖 9所示。 具體程序見附錄。 外部中斷 1 子程序 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)選擇了將 A44E的脈沖輸出口接到 1作為信號的輸入端，車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是 1米），霍爾開關(guān)就檢測并輸出脈沖信號，引起單片機(jī)的中斷；進(jìn)入中斷子程序，對脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到 1000 次時，即 1 公里，單片機(jī)就控制將金額自動增加 。 其具體流程圖如圖 10所示， 具體程序見附錄。 13 開 始數(shù) 據(jù) 芯 片 初 始 化中 斷 初 始 化讀 取 實(shí) 時 時 鐘 并 顯 示顯 示 開 機(jī) 畫 面白 天 / 夜 晚白 天 黑 夜讀 取 白 天 起 步 價(jià)讀 取 黑 夜 起 步 價(jià)N是 否 計(jì) 價(jià)是 否 進(jìn) 入 調(diào) 整 界 面Y1Y是 否 等 待顯 示 等 待 時 間YN計(jì) 里 程 數(shù) 并 顯 示N計(jì) 價(jià) 1計(jì) 價(jià) 2計(jì) 算 金 額 總 數(shù) 并 顯 示是 否 停 止 計(jì) 價(jià)Y計(jì) 算 運(yùn) 行 總 時 間 并 顯 示N2 圖 8 主程序流程圖 14 1選 擇 調(diào) 整 位 的 鍵 是 否 按 下根 據(jù) 按 鍵 次 數(shù) 使 相 應(yīng) 調(diào) 整 位 閃 爍Y對 調(diào) 整 位 加 一 鍵 是 否 按 下Y相 應(yīng) 調(diào) 整 位 加 一是 否 退 出 調(diào) 整 界 面Y2將 調(diào) 整 完 的 數(shù) 值 存 入相 應(yīng) 存 儲 單 元NNN 圖 9 進(jìn)入調(diào)整界面按鍵流程圖 開始判斷計(jì)數(shù)變量是否為10里程數(shù)加1YN重賦計(jì)數(shù)變量初值中斷返回計(jì)數(shù)變量加1 圖 10 里程中斷程序流程圖 顯示程序的設(shè)計(jì) 顯示程序模塊主要用于實(shí)時顯示時鐘信息以及 顯示運(yùn)行里程、等待時間及總價(jià)格 ；當(dāng)出租車停止計(jì)價(jià)時則顯示運(yùn)行總時間。 顯示程序的流程圖如圖 11 所示。 具體程序見附錄。 掉電保護(hù)存儲讀寫程序 掉電保護(hù) 存儲讀寫程序模塊用于保證單片機(jī)在工作間突然斷電時不會丟失重要信 15 息。突然掉電時，單片機(jī)會將重 要信息寫入掉電保護(hù)存儲芯片中，再次啟動單片機(jī)工作時，執(zhí)行掉電保護(hù)存儲讀寫程序以便從芯片中將掉電前的重要信息讀取出來， 讀到緩存單元中，供主程序使用。 以供單片機(jī)繼續(xù)掉電前的狀態(tài)工作。 其具體流程圖如圖 12 所示， 具體程序見附錄。 測量及計(jì)算程序設(shè)計(jì) 測量及計(jì)算程序模塊則主要包括測量出租車行駛里程、測量出租車等待時間，通過測量的里程數(shù)和等待的時間來計(jì)算總價(jià)格。通過顯示模塊可將測量的里程數(shù)、等待時間以及計(jì)算的總價(jià)格顯示出來。 其具體流程圖如圖 13 所示， 具體程序見附錄。 開始LCD初始化LCD判忙YN寫指令數(shù)據(jù)到LCDLCD判忙NY寫顯示數(shù)據(jù)到LCD結(jié)束 圖 11 顯示程序流程圖 開240初始化將信息存儲芯片內(nèi)查詢單片機(jī)是否發(fā)生取指令NY讀存儲器內(nèi)信息到緩存單元結(jié)束 圖 12掉電保護(hù)存儲讀寫程序流程圖 16 開 始里 程 是 否 大 于 起 步 公 里 數(shù)等 待 時 間 是 否 超 過 2 分 鐘金 額 1 = 起 步 價(jià)金 額 1 = 起 步 價(jià) + （ 里 程 起 步 公 里 數(shù) ） * 單 價(jià)總 金 額 = 金 額 1 + 等 待 時 間 / 2 分 鐘 * 1YNY總 金 額 = 金 額 1N結(jié) 束 圖 13 測量及計(jì)算程序流程圖 17 5 系統(tǒng)仿真及調(diào)試 Keil uVision3 程序調(diào)試 軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件故障等問題。程序的調(diào)試應(yīng)模塊化地進(jìn)行，首先單獨(dú)調(diào)試各功能子程 序，檢驗(yàn)程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，最后逐步將各子程序關(guān)聯(lián)起來總調(diào)。聯(lián)調(diào)需要注意的是，各個子程序模塊之間能否正確傳遞參數(shù)，寄存器組是否有沖突，特別要注意各子程序的現(xiàn)場保護(hù)與恢復(fù)。 系統(tǒng)仿真及仿真結(jié)果 運(yùn)行 Proteus 的 ISIS 后出現(xiàn)程序主窗口界面，找到 所需器件 后雙擊 ，器件 就被添加到當(dāng)前窗口左側(cè)的元器件列表區(qū)了 ， 然后再依次點(diǎn)擊列表區(qū)里的器件，單擊左鍵把他們放到繪圖區(qū)，編輯其屬性，合理布局后，進(jìn)行連線。 完成的仿真圖如圖 14所示。 圖 14 Proteus中設(shè)計(jì)仿真 原理圖 18 在 Debug 菜單中選擇 Execute，運(yùn)行程序，系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖 15 至 20 所示。 圖 15 開始計(jì)價(jià)前顯示界面圖 圖 16 開始計(jì)程時顯示界面圖 圖 17 計(jì)程 4公里時顯示界面圖 圖 18 計(jì)程且計(jì)等待時間顯示界面圖 圖 19 停止計(jì)價(jià)時顯示界面圖 圖 20 進(jìn)入設(shè)置模式的顯示界面圖 開始仿真后，若不按下啟動鍵，界面會一直停留在開始計(jì)價(jià)前的顯示界面如圖 15所示；當(dāng)按下啟動鍵之后，界面跳轉(zhuǎn)到計(jì)程計(jì)時顯示界面如圖 16 所示，開始計(jì)程，計(jì)程的同時 會實(shí)時顯示金額如圖 17 所示；按下是否等待鍵則仿真出租車處于等待時間的現(xiàn)象，這時出租車不再計(jì)程，而是計(jì)等待時間，其顯示界面如圖 18 所示，此過程中金額也會自動根據(jù)等待時間計(jì)算增加；最后停止計(jì)價(jià)時，會顯示運(yùn)行總時間如圖 19所示；本次設(shè)計(jì)還可自主設(shè)置時間、起步價(jià)和起步公里數(shù)，按下進(jìn)入調(diào)整界面鍵則可開始設(shè)置各項(xiàng)數(shù)據(jù)，設(shè)置模式顯示界面如圖 20 所示。 19 誤差分析 測量值與真值之差異稱為誤差，物理實(shí)驗(yàn)離不開對物理量的測量，測量有直接的，也有間接的。由于儀器、實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境等因素的限制，測量不可能無限精確，物理量的測 量值與客觀存在的真實(shí)值之間總會存在著一定的差異，這種差異就是測量誤差。誤差與錯誤不同，錯誤是應(yīng)該而且可以避免的，而誤差是不可能絕對避免的。 由于硬件電路設(shè)計(jì)水平有限，在某些硬件電路設(shè)計(jì)方面做得不夠仔細(xì)，使得硬件系統(tǒng)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中會引起不必要的誤差。軟件方面雖然采用了 中斷的方法編程，還是會存在一些誤差。存在誤差是因?yàn)閳?zhí)行中斷程序，這個過程是需要時間的。因而實(shí)際運(yùn)行時會慢一些，有需改進(jìn)的地方。但改進(jìn)也只能是盡可能的減小誤差的存在，要完全的避免誤差是不可能的。 20 結(jié) 束語 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我選擇的方向是單片機(jī)，在老師的耐心指導(dǎo)下，經(jīng)過堅(jiān)持不懈的努力，我更加熟悉了單片機(jī)，并重新熟悉了幾個與單片機(jī)相關(guān)的軟件： Keil、 Proteus、Protel99。使我更清楚的認(rèn)識了單片機(jī)。通過采用 C 語言編程，對 C也有了更好的認(rèn)識。 多功能出租車計(jì)價(jià)器通過計(jì)程與計(jì)時實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)的綜合化。本設(shè)計(jì)采用 AT89S52單片機(jī)控制，全自動運(yùn)行，成本較低，使用方便，運(yùn)行可靠，管理簡單，保護(hù)功能齊全 。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、所用芯片少、控制精度高。 在編程的過程中還是有遇到一些問題的，由于在最開始設(shè)計(jì)編程 的時候沒有一個完整的思路，使得整個編程過程變得繁瑣和復(fù)雜。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我明白一點(diǎn)就是設(shè)計(jì)課題不要盲目開始，在開始前最好要有完整的思路，確定最佳方案，設(shè)計(jì)的過程中不要帶有定勢思維去思考，多動腦，多想方法以達(dá)到最佳的效果。整個設(shè)計(jì)過程中還是受益匪淺的，當(dāng)然最重要的是要吸取本次的教訓(xùn)。 結(jié)合適當(dāng)?shù)挠布蛙浖幊滩糠?，基本完成了多功能出租車?jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了實(shí)時時鐘的顯示和設(shè)置、起步價(jià)和起步公里數(shù)的設(shè)置、計(jì)程計(jì)時計(jì)價(jià)以及顯示的要求。但是由于本人能力有限，設(shè)計(jì)中難免存在一定的缺陷，還請各位專家批評指正。出 租車計(jì)價(jià)器現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)普遍，是人們生活中必不可少的 一部分了，它將繼續(xù)改進(jìn)存在，總之，有著很大的前景市場。 21 參考文獻(xiàn) [1] 張友德 ,趙志英 ,涂時亮 .單片微型機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) [M].上海 :復(fù)旦大學(xué) 出版社. 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