【正文】 第 頁(yè) 9 時(shí)鐘電路 MCS51 單片機(jī)的各功能部件都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，內(nèi)部電路在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作，單片機(jī)本身如同一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證其各個(gè)部分同步工作，電路要在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格地按照時(shí)序進(jìn)行工作。 TEST（引腳 7）：測(cè)試引腳。 SDA（引腳 5）：數(shù)據(jù)總線引腳。 A2（引腳 3）：器件地址的 A2 位。 引腳功能介紹如下： A0（引腳 1）：器件地址的 A0 位，是器件地址的最低位，器件地址排列是 A6 A5 A4 A3A2 A1 A0 R/W。 AT24C02 是一個(gè) CMOS 標(biāo)準(zhǔn)的 EEPROM 存儲(chǔ)器，是 AT24CXX 系列（ AT24C01/02/04/08/16）成員之一，這些 EEPROM 存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是功耗小、成本低、電源范圍寬，靜態(tài)電源電流約30uA～ 110uA，具有標(biāo)準(zhǔn)的 I2C總線接口，是應(yīng)用廣泛的小容量存儲(chǔ)器之一。 單片機(jī)的復(fù)位速度比外圍 I/O 接口電路快 為 能夠 保證系統(tǒng)可靠 的 復(fù)位，在初始化程序中應(yīng)安排一定的復(fù)位延遲時(shí)間。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。上電 自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 共陰極數(shù)碼管，陰極接 地，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，對(duì)應(yīng)的段就 顯示。 在本設(shè)計(jì)仿真中 使用的是 6個(gè)一組的共陰 8 段數(shù)碼管（ 圖 ） 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁(yè) 7 圖 LED數(shù)碼 管 圖 集成數(shù)碼管 LED 數(shù)碼有共陽(yáng)和共陰兩種，把這些 LED 發(fā)光二極管的正極接到一塊（一般是拼成一個(gè) 8字加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）而作為一個(gè)引腳，就叫共陽(yáng)的，相反的，就叫共陰的，那么應(yīng)用時(shí)這個(gè)腳就分別的接 VCC 和 GND。利用動(dòng)態(tài)顯示的方法，由于 LED 顯示器的余輝和人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，只要每位顯示 的時(shí)間間隔足夠短，就 仍能感覺(jué) 到 所有的數(shù)碼管都在顯示。靜態(tài)顯示雖然亮度較高，接口編程容易，但是每位的段碼線分別與一個(gè) 8 位的鎖存器輸出相連。 顯示電路 多數(shù)的應(yīng)用系統(tǒng) ,都要配輸入和輸出外設(shè) ,LED顯示器和 LCD顯示器 ,雖然 LCD顯示效果比較好 ,已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢(shì) ,但為了節(jié)約成本 ,我們選用了 LED 顯示器 （ 圖 ） 。 圖 驅(qū)動(dòng)芯片管腳圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁(yè) 6 74LS245 主要電器特性的典型值如下 : 引出端符號(hào) : A A 總線端 B B 總線端 /G 三態(tài)允許端 (低電平有效 ) DIR 方向控制端 功能表： 表 功能 表 利用 74LS245 來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，單片機(jī)的 到 分別接 A0 到 A5 管腳，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，其中 AB/BA 接高電平，控制數(shù)據(jù)從 A 到 B 進(jìn)行傳送， B0 到 B5分別接數(shù)碼管的位選端，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管依次顯示。 總線驅(qū)動(dòng)器 74LS244 和74LS245 經(jīng)常用作三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器， 74LS244 為單向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器，而 74LS245 為雙向 三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器。下圖是通過(guò)在 Keil C 中編譯通過(guò)，并生成 Hex文件，在 PROTEUS畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁(yè) 5 中仿 真通過(guò)的整體硬件原理圖： 圖 硬件原理圖 硬件組成 硬件 組成 主要包括：驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路、復(fù)位電路、 掉電保護(hù)電路、 時(shí)鐘電路、 按鍵電 路。 硬件 電路設(shè)計(jì) 按下計(jì)價(jià)按鍵時(shí)，顯示起步價(jià)和 起步里程范圍，這些在程序中設(shè)置；當(dāng)?shù)扔诨虺^(guò)兩公里后， 按計(jì)算總價(jià)的公式為：總價(jià) =起步價(jià) +單價(jià) *（總里程 起步里程） +1進(jìn)行計(jì)價(jià)。 (T0):接模擬開(kāi)關(guān)按鍵， 替代了出租車計(jì)價(jià)器中的霍爾傳感器。 :接清零鍵。 :接啟動(dòng) /停止按鍵，控制計(jì)價(jià)。 RST:復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。 時(shí)鐘引腳： XTAL1 和 XTAL2 兩端接晶振和 30PF 的電容，構(gòu)成時(shí)鐘電路。 圖 AT89S51 引腳 圖 圖 AT89S51 封裝圖 設(shè)計(jì)中用到的單片機(jī)各管腳 (圖 )功能介紹如下： VCC:接 +5V 電 源。 做一般 I/O 口使用，其內(nèi)部有上拉電阻 。 P1 口只做 I/O 口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。 P0 口有 二 個(gè)功能： 外部擴(kuò)展 存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)做數(shù)據(jù) /地址總線 。 我們還設(shè)計(jì)了控制按鍵 ，能夠很好的對(duì)出租車計(jì)價(jià)器控制 ,如啟動(dòng) /停止按鍵，清零按鍵等。同時(shí)為了減少硬件的復(fù)雜度，我們采用了動(dòng)態(tài)顯示方 式，選用了共陰極數(shù)碼管。由于在這次設(shè) 計(jì)中只需要顯示里程和金額信息，我們采用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。通過(guò)在程序中設(shè)置的里程和金額的信息，在加上驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，就可以在數(shù)碼管上分別顯示總金額和總里程。 設(shè)計(jì)電路時(shí)，考慮到用里程（霍爾）傳感器價(jià)格昂貴，且不便于試驗(yàn)檢測(cè)，在設(shè)計(jì)中采用一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)來(lái)代 替。 設(shè)計(jì)中 ,為了能夠讓數(shù)碼管更好的正常顯示，我們采用了驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。 按 鍵 控 制 89S51 單 片 機(jī) 復(fù)位電路 掉電保護(hù) 時(shí)鐘電路 顯示模塊 顯示總里程和總金額 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁(yè) 3 第 2 章 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明 單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱，單片機(jī)以其卓越的性能，得到廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域。 本電路設(shè)計(jì) 的 計(jì)價(jià)器能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)功能，單片機(jī)計(jì)算總價(jià)的公式為：總價(jià) =起步價(jià) +單價(jià) *（總里程 起步里程） +1。 利用單片機(jī)豐富的 I/O 端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的計(jì) 價(jià)功能。 方案二 ： 采用單片機(jī)進(jìn)行的設(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嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過(guò)軟件編程來(lái) 完成更多的附加功能。 采用數(shù)字電路控制，采用傳感 器件，輸出脈沖信號(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)。通過(guò)對(duì)以上各功能的設(shè)計(jì)，制作出的出租車計(jì)價(jià)器應(yīng)具有以下功能：上電時(shí)顯示全為零，通過(guò)按下啟動(dòng)按鍵來(lái)開(kāi)始計(jì)價(jià)，數(shù)碼管開(kāi)始顯示起步價(jià)和起步金額；按下模擬開(kāi)關(guān)按鍵來(lái)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，模擬行駛的里程；數(shù)碼管開(kāi)始顯示所走里程和所應(yīng)付的金額，并逐漸增加；按下停止按鍵，停止計(jì)價(jià)，數(shù)碼管顯示所走總里程和用戶所需付總金額，按下清零按鍵，數(shù)碼管全顯示零，以備下次計(jì)價(jià)。 在出租車計(jì)價(jià)器的總體設(shè)計(jì)中，我主要負(fù)責(zé)出租車計(jì)價(jià)器 硬件設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的目的是在學(xué)習(xí) 51 系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出符合要求的電路，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的計(jì)價(jià)功能。 設(shè)計(jì) 目的 與要求 設(shè)計(jì)目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是將理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)綜合運(yùn)用教材及其他資料，使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步加深和擴(kuò)展。 我們 知 道，只要乘 坐的 出租車 啟 動(dòng)，隨著行駛里程的增加，就會(huì)看到 司機(jī)旁邊 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)（如 2KM）計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示開(kāi)始從起步價(jià)（如 4元）增加。我們采用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜蟻?lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能 ,應(yīng)用前景廣闊。 本電路以 AT89S51 單片機(jī)為中心，附加 A44E 霍爾傳感器測(cè)距（本電路中用模擬開(kāi)關(guān)替代），實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車計(jì)價(jià)， 采用 AT24C02 實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià) ， 輸出采用 8 段數(shù)碼顯示管，顯示行駛總里程和總金額。 出租車計(jì)價(jià)器是根據(jù)客戶用車情況來(lái)自動(dòng)顯示車費(fèi)的數(shù)字儀表，根據(jù)用車起步價(jià)、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)求得客戶用車的總費(fèi)用，并通過(guò)數(shù)碼管顯示相應(yīng)的里程及金額。 時(shí)間安排 第 12 周 學(xué)習(xí) C 語(yǔ)言和 Proteus、 Keil 軟件的應(yīng)用，做 準(zhǔn)備工作 第 34 周 與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的學(xué)習(xí)（ 課 件 、 問(wèn) 答、方案分析等） 第 56 周 查閱 相關(guān)資料，完成開(kāi) 題報(bào)告 第 78 周 設(shè)計(jì)硬件電路，方案選擇論證 第 910 周 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)與 軟件 設(shè)計(jì) 第 1112周 焊接 、調(diào)試、測(cè)試 第 13 周 撰寫、修改并打印論文 第 14 周 預(yù)答辯 第 15 周 答辯 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 簽 名： 年 月 日 備注 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁(yè) I 摘 要 現(xiàn)在各大 中城市出租車行業(yè)都已普及自動(dòng)計(jì)價(jià)器，所以計(jì)價(jià)器技術(shù)的發(fā)展已成定局。 預(yù)期的成果及形式 上電時(shí)顯示全為零， 通過(guò)按下 啟動(dòng) 按鍵來(lái)開(kāi)始計(jì)價(jià)，數(shù)碼管開(kāi)始顯示起步價(jià)和起步金額； 按下模擬開(kāi)關(guān)按鍵來(lái)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，模擬行駛的里程；計(jì)算應(yīng)付 金額 ； 按下停止按鍵，停止計(jì) 價(jià)，數(shù)碼管顯示所走總里程和用戶所需付總金額； 按下清零按鍵 ，數(shù)碼管全顯示零，以備下次計(jì)價(jià)。 四、掉電保護(hù)電路： AT24C02 是一個(gè) CMOS 標(biāo)準(zhǔn)的 EEPROM 存儲(chǔ)器， 掉電時(shí)能保存數(shù)據(jù)。 三、霍爾傳感器： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁(yè) II 霍爾傳感器安裝在車輪上，主要檢測(cè)汽車行進(jìn)的公里數(shù)，并產(chǎn)生一系列相應(yīng)的脈沖輸出，脈沖送到單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)根據(jù)程序設(shè)定通過(guò)計(jì)算脈沖數(shù)換算出行駛公里數(shù)，再根據(jù)從 EEPROM 中讀取的價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行金額的計(jì)算，計(jì)算 出 的金額、里程實(shí)時(shí)地顯示在數(shù)碼管上。 二、 74LS245 驅(qū)動(dòng)芯片： 74LS245 是我們常用的 驅(qū)動(dòng) 芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng) led 或者其他的設(shè)備 。 采取的主要技術(shù)路線或方法 一、單片機(jī)芯片： AT89S51 單片機(jī)芯片采用 40 引腳的雙列直插封裝方式。數(shù)碼管顯示的穩(wěn)定性雖不及液晶屏，但其價(jià)格比液晶屏便宜，由于本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用數(shù)碼管顯示較好。 2 按鍵替 代 霍爾傳感器的選用： 我們選用按鍵替代 傳感器，主要因?yàn)樗泳€簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，同時(shí)對(duì)它的控制也是相對(duì)容易 ，易于實(shí)現(xiàn)的。并 有 清零 ， 復(fù)位 ,掉電保護(hù)等功能。 五、設(shè)計(jì)成果要求 (1)源程序通過(guò)編譯、運(yùn)行 (2)軟件燒錄單片機(jī)硬件進(jìn)行調(diào)試， 運(yùn)行 (3)實(shí)現(xiàn)所述功能 (4)電路板焊接、檢測(cè) (5)最終提交軟 硬 件、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、外文翻譯、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等 六、其它 參考文獻(xiàn)： [1] 譚浩強(qiáng) .C 程序設(shè)計(jì)（第二版 ） .清華大學(xué)出版社 .2021 [2] 潘永雄 .新編單片機(jī)原理與應(yīng)用 .西安電子科技大學(xué)出版社 .2021 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁(yè) I 設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 2021 年 3 月 15 日 學(xué)生姓名 張 學(xué)號(hào) 專業(yè) 電子信息工程 題目名稱 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器 的設(shè)計(jì) 課題來(lái)源 自選 主 要 內(nèi) 容 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是利用 51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)器的功能。 四、主要技術(shù)指標(biāo) (1)數(shù)碼管顯示 起步 里程、單價(jià)， 總里程、總金額。 （ 3） 按鍵控制清零、復(fù)位、掉電保護(hù)、調(diào)整預(yù)設(shè)單價(jià)。 三、重點(diǎn)研究問(wèn)題 （ 1） 按下啟動(dòng)按鍵，顯示 起步 里程與 起步價(jià) 。 分類號(hào) 編 號(hào) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器 的設(shè)計(jì) —— 電子設(shè)計(jì) 系 別 電子工程系 專 業(yè) 通信技術(shù) 姓 名 學(xué) 號(hào) 2021 年 4 月 1 日 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè)