【正文】 在這段時(shí)間里 ，經(jīng)過(guò)自己 的 努力，基本上完成了設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容，在系統(tǒng)可行性分析、原理圖設(shè)計(jì)、 PCB 繪制等方面都作了許多實(shí)際工作，取得了一些成績(jī)，同時(shí)也遇到了一些問(wèn)題 。 五、 鍵盤程序 鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，一旦右按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。如果里程大于 3 公里，則執(zhí)行公式：總金額 =起步價(jià) +（里程 3） *單價(jià) +等待時(shí)間 *等待單價(jià)；否則，執(zhí)行公式：總金額 =起步價(jià) +等待時(shí)間 *等待單價(jià)。主函數(shù)中總金額也相應(yīng)地變化。若已超過(guò)，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起步價(jià)來(lái)計(jì)算出當(dāng)前的總金額，并將結(jié)果存于總金額寄存器中；中途等待時(shí)，無(wú)脈沖輸入，不產(chǎn)生中斷，當(dāng)時(shí)間超過(guò)等待設(shè)定值時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，并把等待價(jià)格加到總金額里，然后將總金額、里 程 和 單 價(jià) 送 數(shù) 碼 管 顯 示 出 來(lái) 。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。 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 一、主程序 在主程序中，需要完成對(duì)各參量和接口的初始化、出租車起 步 價(jià)和單價(jià)的初始化以及中斷、計(jì)算、循環(huán)等工作。利用單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而計(jì)算出里程及所需金額。設(shè)計(jì)中選用時(shí)鐘模塊來(lái)保證基本的時(shí)間和日期顯示的正確性，掉電存儲(chǔ)來(lái)存儲(chǔ)基本設(shè)置信 息，顯示電路作為基本的輸出設(shè)備。 本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)是設(shè)計(jì)主機(jī)模塊，并將各個(gè)硬件的功能顯示在選定的顯示器上。 12 第三章 總電路圖 一、 原理圖 二、 總原理 通常計(jì)價(jià)器的采用，在主機(jī)模塊中預(yù)先已寫入了相關(guān)程序和數(shù)據(jù)的信息，如基本距離、候時(shí)時(shí)間的規(guī)定值，與收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相應(yīng)的收費(fèi)價(jià)格值，附加車費(fèi)值計(jì)費(fèi)方式等數(shù)據(jù)和與收費(fèi)辦法相應(yīng)的車費(fèi)計(jì)算與控制程序等。由于 AT24C01 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(shí)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)。 存儲(chǔ)單元電路連接如圖 13 所示。 AT24C01 是 Ateml 公司的 1KB 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。 S4：接 口，按 1 次，進(jìn)入調(diào)整白天單價(jià)；按 2 次，進(jìn)入調(diào)整夜晚單價(jià)；按3 次，進(jìn)入調(diào)整等待單價(jià)；按 4 次，進(jìn)入調(diào)整起步價(jià)；按 5 次，返回。 圖 11 鍵盤 電路 S1：接 口，對(duì)上一次的計(jì)費(fèi)進(jìn)行清零，為下次載客準(zhǔn)備 S2：接 口，實(shí)現(xiàn)白天和夜晚單價(jià)的切換；當(dāng)功能鍵 S4 按下時(shí)， S2 可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增大。由于調(diào)節(jié)信息不多，故采用 4 個(gè)獨(dú)立鍵盤即可，分別實(shí) 現(xiàn)清零、切換、增大、減小和功能等作用。前三個(gè)數(shù)碼管分別接 、 和 ，用于顯示總金額；中間兩個(gè)分別接 和 ，用于顯示里程；后邊兩個(gè)分別接 和 ，用于顯示單價(jià)。一般有幾位顯示器，電流就得加大幾倍。一般的，每次循環(huán)掃描不低于 50 次。 動(dòng)態(tài)顯示方式的工作原理是：逐個(gè)地循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器，也就是說(shuō)在任一時(shí)刻只有 1位顯示器在顯示。但硬件電路復(fù)雜，一般應(yīng)用于數(shù)碼管位數(shù)較少的場(chǎng)合。其特點(diǎn)為：數(shù)碼管中的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止，直到顯示字符改變?yōu)橹埂? （二） LED 顯示器的顯示方式 靜態(tài)顯示方式： 在靜態(tài)顯示方式下，每位數(shù)碼管的 a~g 和 h端與一個(gè) 8 位的 I/O口相連。 此次設(shè)計(jì)中需要顯示時(shí)間、日期等簡(jiǎn)單字符，用 LED 即可滿足要求，另外LCD 比 LED 價(jià)位高。 LCD的優(yōu)點(diǎn)主要包括零輻射、低功耗、體積小、字符顯示精確。下一時(shí)刻又送下一位 LED 要顯示字符的段碼，并只讓下一位 LED 顯示 ?? .如此輪流，使每位顯示該為的字符，這樣不斷的循環(huán)送出響應(yīng)的段選碼﹑位選碼，就可以獲得視覺(jué)穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。共陽(yáng)極與共陰極的段選碼互為反碼。 控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示各種字符。 通常的七段 LED 顯示塊中有八個(gè)發(fā)光二極管，故也稱為八段顯示器。這 種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種，如上圖所示，共陰極 LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地，如圖中所示，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。 七段 LED 數(shù)碼管引腳圖如圖 9: 圖 9 LED 管腳配置圖 LED 顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。 LCD 顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性：通電時(shí)排列變得有序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過(guò)。這兩種顯示器成本低廉，配置靈活。通過(guò)計(jì)算將脈沖增加體現(xiàn)金額和里程上。 當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)小磁鐵提供一個(gè)磁場(chǎng)，則霍爾傳感器輸出一次低電平完成一次數(shù)據(jù)采集。 工作原理圖如圖 6 所示： 圖 6 霍爾傳感器原理圖 8 圖 7 集成霍爾開(kāi)關(guān)外形及接線 霍爾傳感器 A44E 外形及接線如圖 7： 里程計(jì)算是通過(guò)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。 霍爾傳感器 A44E 工作原理：在輸入端電壓 VCC，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加載霍爾電勢(shì)發(fā)生器兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)，當(dāng)霍爾片處在磁場(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?qū)?huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差 Vh 輸出，該 Vh 信號(hào)經(jīng)過(guò)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)時(shí)，觸發(fā)器輸出高電平，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(kāi)，當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截至，此時(shí) OC 門輸出高電壓，這種狀態(tài)為關(guān)。 A44E 屬于開(kāi)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?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)?；?爾傳感器是一種磁傳感器。電源電路如圖 5所示： 圖 5 電源電路 三、信號(hào)采集電路 主要是通過(guò)傳感器對(duì)采集車軸轉(zhuǎn)數(shù)，通過(guò)主機(jī)模塊進(jìn)行計(jì)算，從而得出里程 、金額等信息。為保證穩(wěn)壓器正常工作，最小輸入輸出電壓差至少為 2~3V。選擇三端穩(wěn)壓器時(shí)，應(yīng)注意以下幾 個(gè)參數(shù)： 最大輸入電壓 最小輸入輸出電壓差 輸出電壓 最大輸出電流 輸出電阻 7 （二）電源電路 此次設(shè)計(jì)用輸出固定電壓的穩(wěn)壓電路（正電壓）。此次設(shè)計(jì)中采用三端固定輸出穩(wěn)壓器。隨著把半導(dǎo)體集成電路工藝的發(fā)展，已制成多種集成穩(wěn)壓器。在本次設(shè)計(jì)中，選取晶振頻率為 12MHz,C1 和 C2 的值均為 33uF。C C4 主要起頻率微調(diào)和穩(wěn)定作用，電容值可取 5~30pF。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路如圖 4 所示： P 1. 0 V C CP 1. 1 P 0. 0P 1. 2 P 0. 1P 1. 3 P 0. 2P 1. 4 P 0. 3P 1. 5 P 0. 4P 1. 6 P 0. 5P 1. 7 P 0. 6R E T P 0. 7P 3. 0 E A /V P PP 3. 1 A L E / P R O GP 3. 2 P S E NP 3. 3 P 2. 7P 3. 4 P 2. 6P 3. 5 P 2. 5P 3. 6 P 2. 4P 3. 7 P 2. 3X T A L 2 P 2. 2X T A L 1 P 2. 1GND P 2. 0U1A T 89 C 5 2C13 3u FC23 3u FY11 2M H z 圖 4 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才能為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。為保證 6 微分脈沖寬度足夠大， RC時(shí)間常數(shù)應(yīng)大于 2個(gè)機(jī)器周期。其復(fù)位電路如下表示： 復(fù)位電路連接圖如圖 3 所示： P 1 . 0 V C CP 1 . 1 P 0 . 0P 1 . 2 P 0 . 1P 1 . 3 P 0 . 2P 1 . 4 P 0 . 3P 1 . 5 P 0 . 4P 1 . 6 P 0 . 5P 1 . 7 P 0 . 6R E T P 0 . 7P 3 . 0 E A /V P PP 3 . 1 A L E / P R O GP 3 . 2 P S E NP 3 . 3 P 2 . 7P 3 . 4 P 2 . 6P 3 . 5 P 2 . 5P 3 . 6 P 2 . 4P 3 . 7 P 2 . 3X T A L 2 P 2 . 2X T A L 1 P 2 . 1GND P 2 . 0U1A T 8 9 C 5 2SC11 0 u FR12 0 0R21 0 k+ 5 V 圖 3 復(fù)位電路連接圖 圖為 80C51 型單片機(jī)上電手動(dòng)復(fù)位電路。手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩脈沖周期（即二個(gè)機(jī)器周期）以上，若使用頻率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò) 4μ s才能完成復(fù)位操作。 復(fù)位電路 單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要進(jìn)行復(fù)位操作，以便使 CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。 （二）單片機(jī)的最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)，是指能維持單片機(jī)運(yùn)行的最簡(jiǎn)單配置的系統(tǒng)。為此采用了單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，相對(duì)來(lái)說(shuō)功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院?容易的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，有較大的活動(dòng)空間，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能，方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和功能擴(kuò)展。 AT89C52 作為一個(gè)單片微型計(jì)算系統(tǒng)，靈活性高，其強(qiáng)大的控制處理功能和可擴(kuò)展功能為設(shè)計(jì)電路提供了很好的選擇。原理結(jié)構(gòu)如圖 2所示： 圖 2 單片機(jī)控制方案 AT89C51 單片機(jī) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及時(shí)鐘模塊 里程采集模塊 顯示模塊 存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展模塊 鍵盤模塊 打印模塊 金額顯示 單價(jià)顯示 電源電路及保護(hù)電路 里程傳感器 移位寄存器電路 5 本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不 但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天，黑夜，中途等待來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)。 以單片機(jī)為核心 ,設(shè)計(jì)上采用 89S51 單片機(jī)為主控器，以 A44E 霍爾傳感器測(cè)距，并采用 AT24C02 實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息，輸出采用 7段數(shù)碼顯示管。將傳感器輸出的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大整形作為移位寄存器的脈沖，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，但是考慮到這種電路過(guò)于簡(jiǎn)單，性能不夠 穩(wěn)定，而且不能調(diào)節(jié)單價(jià)，也不能根據(jù)天氣調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)保準(zhǔn)，電路也不夠?qū)嵱谩１倦娐吩O(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天，黑夜，中途等待來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)具體要求： 實(shí)現(xiàn)當(dāng)前車速的檢測(cè)； 實(shí)現(xiàn)運(yùn)行里程的檢測(cè)； 實(shí)現(xiàn)出租車費(fèi)用的計(jì)算并顯示信息。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有應(yīng)用價(jià)值的。 出租車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。汽車?yán)^續(xù)行駛時(shí)，停止計(jì)算 等候費(fèi)，繼續(xù)增加里程計(jì)費(fèi)。 凡乘過(guò)出租車的人都知道，只要汽車開(kāi)動(dòng)，隨著行駛里程的增加，就會(huì)看到汽車前面的計(jì)價(jià)器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大，而當(dāng)行駛到某一值時(shí)，計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示開(kāi)始從起步價(jià)增加。出租車計(jì)價(jià) 器的功能從剛開(kāi)始的只顯示路程（需要司機(jī)自己定價(jià)，計(jì)算后四舍五入），到能夠自主計(jì)費(fèi)，以及現(xiàn)在能夠打發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變價(jià)等功能。 我國(guó)在 70年代開(kāi)始出租車，但那時(shí)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)大都是國(guó)外進(jìn)口不但不夠準(zhǔn)確，價(jià)格還十分昂貴。但總存在著買賣糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展。 【關(guān)鍵詞】 AT89C52；霍爾傳感器； LED 顯示 3 第一章 緒論 言 隨著生活水平的提高，人們已不再滿足于衣食住的享受，出行的舒適已受到越來(lái)越多人的關(guān)注。 本課題主要研究出租車計(jì)價(jià)器的硬件設(shè)計(jì)。本課題是出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)器的實(shí)用性。出租汽車計(jì)價(jià)器是一種能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行計(jì)價(jià)，并直接顯示車費(fèi)值的 計(jì)量器具。 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī) 設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器 目 錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 ??????????????????? ???? ?? Ⅰ 摘 要?????????????????????????????Ⅱ 第 1 章 緒 論