【正文】 算票價(jià)，用電子屏給司機(jī)和乘客顯示“票價(jià)表”，司機(jī)及熟悉線路的乘客在1至3秒內(nèi)即可獲知應(yīng)付票價(jià)。群眾對(duì)這兩種“分段計(jì)費(fèi)”的缺點(diǎn)意見(jiàn)較大，致使大量長(zhǎng)線公交車放棄無(wú)人售票，仍在沿用人工售票。 第1章 緒論 公交車計(jì)價(jià)器簡(jiǎn)介 發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)線無(wú)人售票公交車“分段計(jì)費(fèi)”主要有兩種方法：第一種是按某些站為界固定分段計(jì)費(fèi)，如青島市321路以市政府站為界，過(guò)此站交2元否則交1元，若在市政府附近上車，即使乘坐距離很短也要交2元，顯然不合理。 (5)功能強(qiáng)、效率高的指令系統(tǒng)SPCE061A的指令系統(tǒng),指令格式緊湊，執(zhí)行迅速。另外，凌陽(yáng)科技CPU的指令系統(tǒng)提供出具有較高運(yùn)算速度的16位16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，使得SPCE061A運(yùn)用在復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理方面既很便利，又比專用的DSP芯片廉價(jià)。這對(duì)于其在野外作業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的意義。 (2)低功耗、低電壓SPCE061A采用CMOS制造工藝，同時(shí)增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，極大地降低了其功耗。SPCE061A具有以下幾個(gè)特點(diǎn) (1)體積小、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展在SPCE061A把各功能部件模塊化地集成在1個(gè)芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因而減少了各功能部件之間的連線，提高了其可靠性和抗干擾能力。與SPCE500A不同的是，在存儲(chǔ)器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的內(nèi)存(FLASH)以及較高的處理速度，這些使u’nSPTM能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)。圍繞u’nSPTM所形成的16位u’nSPTM系列單片機(jī)（以下簡(jiǎn)稱u’nSPTM家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以u(píng)’nSPTM內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的ROM、RAM、和功能豐富的各種外設(shè)接口部件。凌陽(yáng)的16位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目：基于單片機(jī)的公交車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)學(xué) 院： 自動(dòng)化工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí)： 2006級(jí)1班 姓 名： 指導(dǎo)教師： 2010年 6 月 8 日青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于單片機(jī)的公交車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)The Design of The Bus Meters Based on MCU摘 要針對(duì)于現(xiàn)在長(zhǎng)線公交車計(jì)價(jià)器中分段計(jì)費(fèi)所存在的種種問(wèn)題，本課題對(duì)公交車計(jì)價(jià)器進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，新的設(shè)計(jì)理念是使公交車在行進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)GPS或司機(jī)手動(dòng)按鍵來(lái)對(duì)公交車進(jìn)行定位，使公交車每經(jīng)過(guò)一個(gè)站點(diǎn)，定位系統(tǒng)便將一個(gè)新的位置信號(hào)傳遞給與之連接的SPCE061A單片機(jī)中，通過(guò)單片機(jī)的程序控制，計(jì)價(jià)器將給出一個(gè)新的更合理的計(jì)價(jià)表，并且通過(guò)液晶顯示屏顯示出來(lái)，供乘客和司機(jī)參考。關(guān)鍵詞 計(jì)價(jià)器 GPS SPCE061A單片機(jī) 液晶顯示屏 AbstractTo deal with the problems of the segment charging in the busmeter system ,a refined bus meter is designed in order to locate the bus in processing through GPS or drivermanualbuttons. After the bus passes each station ,the position system will send a new location signal to the SPCE061A connected. Through the program control of the MCU , the bus meter will figure out a more reasonable pricing, and display for passengers and drivers for reference through LCD.Keywords meter GPS SPCE061A of MCU LCD 4目 錄前 言 1第1章 緒論 2 公交車計(jì)價(jià)器簡(jiǎn)介 2 發(fā)展現(xiàn)狀 2 新方案的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 2 發(fā)展前景 2 公交車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)流程 3 多費(fèi)率收費(fèi)機(jī) 3 公交車計(jì)價(jià)器 3第2章 計(jì)價(jià)器中的硬件設(shè)計(jì) 5 SPCE061A單片機(jī) 5 總述 5 管腳介紹 5 SPCE061A的主要結(jié)構(gòu) 7 I/O接口設(shè)備 8 全球定位系統(tǒng)GPS 11 GPS組成 11 GPS定位原理 12 鍵盤接口 14 矩陣式鍵盤按鍵的識(shí)別 14 鍵盤的工作方式 15 液晶顯示屏 16 液晶顯示器簡(jiǎn)介 16 液晶顯示模塊 17第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 20 程序總體設(shè)計(jì) 20 計(jì)價(jià)器的軟件設(shè)計(jì)概述 21 GPS工作過(guò)程 21 公交車計(jì)價(jià)器的原理簡(jiǎn)述 22第4章 測(cè)試方法及調(diào)試 25 GPS定位及計(jì)價(jià)器測(cè)試 26結(jié)束語(yǔ) 28謝 辭 29參考文獻(xiàn) 30附 錄 31前 言隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理（DSP，Digital Signal Procccssing）等領(lǐng)域。它的CPU內(nèi)核采用凌陽(yáng)最新推出的u’nSP(Microcontroller and Signal Proccssing)16位微處理器芯片（以下簡(jiǎn)稱u’nSPTM）。SPCE061A是繼u’nSPTM系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽(yáng)科技推出的又一個(gè)16位結(jié)構(gòu)的微控制器。因此，與SPCE500A相比，以u(píng)’nSPTM為核心的SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語(yǔ)言識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種經(jīng)濟(jì)的選擇。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系列擴(kuò)展，以適應(yīng)不同用戶的需求。另外，SPCE061A的工作電壓范圍大（ ～ V），能在低電壓時(shí)正常工作，且能用電池供電。 (3)高性能價(jià)格比SPCE061A片內(nèi)帶有高尋址能力的ROM、靜態(tài)RAM和多功能的I/O口。 (4)具有較強(qiáng)的中斷處理能力SPCE061A中斷系統(tǒng)支持10個(gè)中斷向量及10余個(gè)中斷源，適合實(shí)時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域。為縮短開(kāi)發(fā)產(chǎn)品商品化的時(shí)間，指令結(jié)構(gòu)提供出對(duì)高級(jí)語(yǔ)言的良好支持。第二種方法上下車各刷一次卡，不僅不方便，高峰期人太擠乘客無(wú)法到下車刷卡處刷卡，忘記下車刷卡就會(huì)在下次刷卡時(shí)多扣很多錢，乘客會(huì)蒙受較大損失；該計(jì)費(fèi)方式只能刷卡不能投幣，忘帶卡或外地人無(wú)卡就不能乘車；對(duì)一家人由一人刷卡這種常見(jiàn)情況也無(wú)法處理。 新方案的設(shè)計(jì)特點(diǎn)本課題設(shè)計(jì)了一種長(zhǎng)線公交車 “動(dòng)態(tài)分段計(jì)費(fèi)”收費(fèi)系統(tǒng)，其特色是收費(fèi)合理，使用方便。由于每到一站“票價(jià)表”都會(huì)重新計(jì)算生成，可以有效解決固定分段產(chǎn)生的收費(fèi)不合理的問(wèn)題。為解決分段收費(fèi)的快速繳費(fèi)，設(shè)計(jì)了一種“多費(fèi)率收費(fèi)機(jī)”，具有幾個(gè)不同扣費(fèi)率的刷卡區(qū)，各種票價(jià)只需上車時(shí)在相應(yīng)刷卡區(qū)一次刷卡完成。目前一票制無(wú)人售票公交線路較短，有的乘客到達(dá)目的地要轉(zhuǎn)幾次車，解決分段計(jì)費(fèi)問(wèn)題后有關(guān)部門就可以考慮延長(zhǎng)線路， 方便乘客，節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用。除公交車，這種計(jì)價(jià)器也可應(yīng)用于其他需要分段收費(fèi)的領(lǐng)域，項(xiàng)目的實(shí)施可產(chǎn)生明顯的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。顯示器GPS公交車計(jì)價(jià)器多費(fèi)率收費(fèi)機(jī) 公交車動(dòng)態(tài)分段系統(tǒng) 多費(fèi)率收費(fèi)機(jī)多費(fèi)率收費(fèi)機(jī)的其特點(diǎn)是：設(shè)置了多個(gè)刷卡區(qū)，每個(gè)區(qū)用數(shù)碼管顯示該區(qū)扣費(fèi)率，用多費(fèi)率讀卡模塊實(shí)現(xiàn)多費(fèi)率扣費(fèi)。設(shè)置了上位機(jī)接口將扣費(fèi)數(shù)據(jù)上傳。SPCE061AGPS鍵盤司機(jī)液晶顯示器乘客液晶顯示器 公交車計(jì)價(jià)器實(shí)現(xiàn)框圖 本課題主要是對(duì)公交車計(jì)價(jià)器進(jìn)行分析，多費(fèi)率收費(fèi)機(jī)這里將不再做說(shuō)明，由上圖的公交車原理圖我們可以了解這次設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器主要由SPCE61A單片機(jī)、GPS、鍵盤及液晶顯示器構(gòu)成，在下面的章節(jié)里將會(huì)一一對(duì)他們進(jìn)行解析。與SPCE500A不同的是，在存儲(chǔ)器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的內(nèi)存(FLAH)。不僅如此，SPCE061A更有以下優(yōu)點(diǎn)：1）它整合了多個(gè)常用的功能模塊，讓我們?cè)谶M(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)候不用外加過(guò)多的硬件就可方面的完成一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這就是人們常說(shuō)的SoC技術(shù)。3）可方便的用來(lái)實(shí)現(xiàn)錄制、播放，Midi音樂(lè)合成和語(yǔ)音識(shí)別，相比別的單片機(jī)比較有特色。5）芯片里具備在線仿真調(diào)試電路，使調(diào)試和程序下載更加方便，也把仿真器和燒錄器的成本節(jié)省下來(lái)了。 管腳介紹SPCE061A有PLCC84和QFP80兩種封裝。QFP80封裝的在引腳方面只是比PLCC84封裝的少了4個(gè)空腳。在石英晶振模式下，是石英元件的一個(gè)輸入腳OSCO振蕩器輸出。若這個(gè)腳輸入低電平，會(huì)使得控制器被重置復(fù)位ICE_ENICE使能端，接在線調(diào)試器PROBE的使能腳ICE_ENICE_SCKICE時(shí)鐘腳，接在線調(diào)試器PROBE的時(shí)鐘腳ICE_SCKICE_SDAICE數(shù)據(jù)腳，接在線調(diào)試器PROBE的數(shù)據(jù)腳ICE_SDAPVIN程序保密設(shè)定腳PFUSE程序保密設(shè)定腳DAC1音頻輸出通道１DAC2音頻輸出通道２AGC２Ｖ參考電壓輸出腳OPI音頻輸入自動(dòng)增益控制引腳MICOUTMicrophone第二運(yùn)放輸入腳MIINMicrophone第一運(yùn)放輸出腳MICPMicrophone的負(fù)向輸入腳VRTA/D轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入腳。則A/VCMADC參考電壓輸出腳VMICMicrophone電源SLEEP睡眠狀態(tài)指示腳當(dāng)CPU進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，該腳輸出一個(gè)高電平VCP鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入XROMT、PVPP、XTEST出廠測(cè)試管腳，懸空即可VDDHI/O電平參考。此外，SPCE061A有3個(gè)FIQ中斷和14個(gè)IRQ中斷，1個(gè)由指令控制的軟中斷。對(duì)閃存設(shè)置保密設(shè)定后，其內(nèi)容將不能再通過(guò)ICE被讀寫，從而將程序保密。 MHz。系統(tǒng)時(shí)鐘頻率（Fosc）和CPU時(shí)鐘頻率（CPUCLK）可通過(guò)編程來(lái)控制。 (3)實(shí)時(shí)時(shí)鐘32 768 Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘通常用于鐘表、實(shí)時(shí)時(shí)鐘延時(shí)以及其他與時(shí)間相關(guān)類產(chǎn)品。 低電壓監(jiān)測(cè)功能可以提供系統(tǒng)內(nèi)電源電壓的使用情況?？赏ㄟ^(guò)編程來(lái)控制， V。如果系統(tǒng)設(shè)置了低電壓復(fù)位（LVR）功能。 SPCE061A具有2種中斷方式：快速中斷請(qǐng)求FIQ中斷和中斷請(qǐng)求IRQ中斷。 （I/O） I/O是系統(tǒng)與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口。A口既是具有可編程喚醒功能的普通I/O口，又可與ADC的多路LINE IN輸入共用，B口除了具有普通I/O口的功能外，在特定的管腳上還可以完成一些特殊的功能。TimerA為通用計(jì)數(shù)器；TimerB為多功能計(jì)數(shù)器。 時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，簡(jiǎn)稱時(shí)基信號(hào)，來(lái)自于32 768 Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘，通過(guò)頻率選擇組合而成。此外，時(shí)基信號(hào)發(fā)生器還可以直接生成2 Hz，4 Hz，1 024 Hz，2 048 Hz以及4 096 Hz的時(shí)基信號(hào)，為中斷系統(tǒng)提供各種實(shí)時(shí)中斷源（IRQ4和IRQ5）信號(hào)。另外有一個(gè)通道只作為語(yǔ)音輸入通道，通過(guò)內(nèi)置有自動(dòng)增益控制放大器的麥克風(fēng)通道（MIC IN）輸入。 SPCE061A為音頻輸出提供了2個(gè)10位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，即DAC1和DAC2。 串行輸入輸出端口SIO提供了1個(gè)1位的串行接口，用于與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。下圖為凌陽(yáng)單片機(jī)SPCE061A的總體結(jié)構(gòu)圖： SPCE061A結(jié)構(gòu)圖在公交車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)原理中，主要用到了SPCE061A單片機(jī)中的I/O接口設(shè)備，在編程中，也是用到了I/O接口中的相關(guān)寄存器，所以著重介紹一下SPCE061A中的I/O接口。輸入端口負(fù)責(zé)從外界接受檢測(cè)信號(hào)、鍵盤信號(hào)燈個(gè)匯總開(kāi)關(guān)信號(hào)。SPCE061A有兩個(gè)16位通用的并行I/O接口：A口和B口。SPCE061A的并行I/O口的每一位均可以單獨(dú)編程定義成握手型號(hào)哦啊的輸入或輸出端口。一個(gè)是方向向量位，控制著I/O口位的輸入/輸出方向；第二個(gè)是屬性向量位，控制著I/O口采用什么樣的方式進(jìn)行輸入和輸出；最后一個(gè)則是數(shù)據(jù)向量位，它一方面用來(lái)進(jìn)行口位數(shù)據(jù)的輸入或輸出，另一方面與屬性向量位結(jié)合在一起可對(duì)口位進(jìn)行復(fù)合功能的設(shè)置。B口的某些位除了可以作為普通并行I/O口用以外，還可以有其他一些特殊功能。同樣，向P_IOB_Data單元里寫入數(shù)據(jù)的作用與向P_IOB_Buffer單元里寫入功能一樣。表 并行I/O口的配置A口配置配置單元讀寫屬性存儲(chǔ)單元配置單元功能說(shuō)明P_IOA_Data讀/寫7000HA口的數(shù)據(jù)口。P_IOA_Buffer讀/寫7001HA口的數(shù)據(jù)向量口。當(dāng)A口為輸出口時(shí)寫入輸出數(shù)據(jù)到A口的數(shù)據(jù)寄存器。寫入A口的方向向量到A口的方向向量寄存器里，或者從A口的方向向量寄存器里讀出A口的方向向量。寫入A口的屬性向量到A口的屬性向量寄存器里，或者從A口的屬性向量寄存器里讀出A口的額屬性向量。B口配置配置單元讀寫屬性存儲(chǔ)單元配置單元功能說(shuō)明P_IOB_Data讀/寫7005HB口的數(shù)據(jù)口。當(dāng)B口為輸出口時(shí)，寫入輸出數(shù)據(jù)到B口的數(shù)據(jù)寄存器里。當(dāng)B口為輸入口時(shí)，寫入是將B口的數(shù)據(jù)向量寫到B口的數(shù)據(jù)寄存器里；讀出則是從B口數(shù)據(jù)寄存器里讀其數(shù)值。P_IOB_Dir寫7007HB口的方向向量口。P_IO_Attr讀/寫7008HB口的屬性向量口。P_FeedBack寫7009HB口的應(yīng)用方式控制向量。I/O口的組合控制如下表所示： I/O端口的組合控制設(shè)置Directi