【正文】 計(jì) 任 務(wù) 書 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) —— 硬件 部分 專 業(yè)： 電子 工程 系 班級(jí)學(xué)號(hào)： 姓 名 : 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)期限： 2021 年 3 月 1 日開始 2021 年 4 月 1 日結(jié)束 院 、 系 ： 遼寧工程職業(yè)學(xué)院 2021 年 4 月 1 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 I 一、 設(shè)計(jì) 目的 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)；了解和掌握 C 語言的程序設(shè)計(jì)同硬件電路的結(jié)合； 熟練運(yùn)用 proteus， keilC 等軟件的操作； 了解和掌握單片機(jī)硬件電路的焊接和調(diào)試； 了解和掌握掉電存儲(chǔ)芯片 AT24C0霍爾傳感器 A44E、數(shù)碼管 、 驅(qū)動(dòng)芯片 74LS245等外部接口芯片 器件 的應(yīng)用。 二、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 實(shí)現(xiàn)出租車行駛里程 和 總金額 的顯示， 預(yù)設(shè)起步價(jià)和起步公里數(shù)；實(shí)現(xiàn)清零、復(fù)位 和掉電保護(hù) 功能； 實(shí)現(xiàn)對(duì)單價(jià)的調(diào)整 。 （ 2）按模擬傳感器信 號(hào)的按鍵， 顯示 行駛 里程與總金額。 （ 4） 在軟件中實(shí)現(xiàn)起步價(jià)，單價(jià)。 (2)用按鍵控制清零、復(fù)位、掉電保護(hù)、調(diào)整預(yù)設(shè)單價(jià)。用數(shù)碼管顯示行駛里 程和總金額。 1驅(qū)動(dòng)芯片的選用 ： 設(shè)計(jì)中我們采用 74LS245 作為數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)芯片， 用來 提高數(shù)碼管顯示的亮 度。 3 顯示器件的選用： 本次設(shè)計(jì)采用 8 段 集成 數(shù)碼管作為顯示電路， 以 便于連線，使電路簡明易懂。 4 掉電保護(hù)芯片的選用 ： 選用存儲(chǔ)器芯片 AT24C02 組成掉電保護(hù)電路。 40 條引腳如下： 主電 源引腳 Vss 和 Vcc 外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST/VPD， ALE/ PROG ， PSEN 和 EA /Vpp 輸入 /輸出引腳 ， ， ， 。 總線驅(qū)動(dòng)器 74LS245 經(jīng)常用作三 態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器， 它也 是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 本設(shè)計(jì)中采用按鍵替代。 五、顯示電路： 顯示電路采用的是三位一體共陰數(shù)碼管顯 示。單片機(jī)斷電后，數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)不 丟失。而部分小城市尚未普及，但隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，計(jì)價(jià)器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計(jì)價(jià)器的市場還是 十分有潛力的 。 我在本次設(shè)計(jì)中主要負(fù)責(zé)硬件工作。 模擬出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)：進(jìn)行里程顯示，預(yù)設(shè)起步價(jià)和起步公里數(shù)；行程按全程收費(fèi)，有復(fù)位功能和啟動(dòng)功能，啟動(dòng)后，開始計(jì)價(jià) 。 關(guān)鍵字： 出租車計(jì)價(jià)器 AT89S51 單片機(jī) A44E 霍爾傳感器 斷電保存 8 段數(shù)碼顯示管 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 I 目 錄 摘 要 ...................................................................... I 第 1章 緒 論 ................................................................ 1 課題背景 ............................................................ 1 設(shè)計(jì)目的與要求 ...................................................... 1 設(shè)計(jì)目的 ....................................................... 1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求 ......................................... 1 方案論證與比較 ...................................................... 1 第 2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ......................................................... 3 硬件設(shè)計(jì)說明 ......................................................... 3 AT89S51 單片機(jī)簡介 ................................................... 3 硬件電路設(shè)計(jì) ........................................................ 4 硬件組成 ............................................................ 5 驅(qū)動(dòng)電路 ....................................................... 5 顯示電路 ....................................................... 6 復(fù)位電路 ....................................................... 7 掉電保護(hù)電路 ................................................... 8 時(shí)鐘電路 ....................................................... 9 按鍵電路 ....................................................... 9 第 3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................ 10 軟件總體設(shè)計(jì) ....................................................... 10 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ....................................................... 10 第 4章 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................ 12 軟件調(diào)試 ........................................................... 12 編程工具 — C51語言 ............................................ 12 程序調(diào)試工具 — KEIL ............................................ 12 單片機(jī)仿真軟件在線調(diào)試 — PROTEUS ............................... 13 硬件電路 ........................................................... 13 電路元件檢測 .................................................. 13 元件的焊接方法 ................................................ 14 硬件檢測 ........................................................... 15 總 結(jié) ..................................................................... 17 致 謝 ..................................................................... 18 參考文獻(xiàn) ................................................................... 19 附錄 I參考文獻(xiàn)及譯文 ....................................................... 20 英文資料 ............................................................... 20 中文翻譯 ............................................................... 27 附錄Ⅱ程序源代碼 ........................................................... 31 附錄 III 電路仿真圖 ......................................................... 38 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 1 第 1 章 緒 論 課題背景 隨著出租車行業(yè)的發(fā)展， 出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分，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(duì)出租車司機(jī)和乘客來說都是很必要的。 當(dāng)乘客到站時(shí)，按下停止按鍵，計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示總里程和總金額，它可以很直 觀的反映用戶使用情況。同時(shí)還培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力和解決實(shí)際問題能力，進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練 , 進(jìn)一步熟練 proteus， keilC 等軟件的操作。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求 利用 AT89S51 單片機(jī)， 設(shè)計(jì)簡單的 出租車計(jì)價(jià)器 。 其中主要的外圍功能電路有：驅(qū)動(dòng)電路，按鍵控制電路，掉電保護(hù)電路， 時(shí)鐘部分，數(shù)碼管顯示電路 等。 方案論證與比較 方案一 ： 采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的 計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試。 考慮到這種電路設(shè)計(jì)過于復(fù)雜， 對(duì)于模式的切換 需要用到機(jī)械開關(guān)，機(jī)械開關(guān)時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，功能不易實(shí)現(xiàn) ； 性能不夠穩(wěn)定，電畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 2 路 也不 實(shí)用。 設(shè)計(jì)采用 AT89S51 單片機(jī)為主控器，以 A44E 霍爾傳感器測距 （按 鍵替代） ，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的 基本 的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，并采用 AT24C02 實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)等信息，輸出采用 8 段數(shù)碼顯示管。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 通 過比較以上兩種方案，我們采用 方案二 實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià) 器 的功能。 AT89S51 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 設(shè)計(jì)電路提供了很好的選擇 。在這次設(shè)計(jì)中，我們用到 P0口和 P2口 ,P0 口為 8位三態(tài) I/O 口 ,此口為地址總線及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用 ； P2 口為 8 位準(zhǔn)雙向口 ,與地址總線高八位復(fù)用 ； P0 口和 P2口都有一定的驅(qū)動(dòng)能力 ,P0 口的驅(qū)動(dòng)能力較 強(qiáng)。在本次硬件設(shè)計(jì)中，我們 考慮 采用芯片 74LS245 來 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。模擬開關(guān)一端接在 口， 另一端接地，通過來回高低電平的變化，每按兩次，對(duì)應(yīng)的里程數(shù)加一。 在顯示方面，可以用液晶顯示，也可以用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。這樣既節(jié)約了成本，又可以達(dá)到顯示的目的。為了焊接方便，我們選用了集成在一起的數(shù)碼管。 AT89S51 單片機(jī)簡介 AT89S51 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的 I/O 使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。 P2 口有兩個(gè)功能： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 4 擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用 。 P3 口有兩個(gè)功能：除了作為 I/O 使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置 。 VSS:接地。 它可以使單片機(jī)穩(wěn) 定可靠的運(yùn)行。當(dāng)在此引腳加兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。 :接功能鍵。 P0 口接數(shù)碼管段選端， P2 口接驅(qū)動(dòng)芯片。 、 口接掉電保護(hù)電路。 本設(shè)計(jì)中 ，起步價(jià)為 4元，起步里程為 2公里，