【正文】 有性能可靠、電路簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。出租車計(jì)價(jià)器通過傳感器與行駛車輛連接。目前市場(chǎng)上出租車計(jì)價(jià)器功能主要有具有數(shù)據(jù)的復(fù)位功能、白天/晚上轉(zhuǎn)換功能、數(shù)據(jù)輸出功能、計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)功能等等，但能夠進(jìn)行語音播報(bào)數(shù)據(jù)信息的出租車計(jì)價(jià)器還是比較少見的，針對(duì)這一點(diǎn)我們來設(shè)計(jì)一款多功能出租車計(jì)價(jià)器，在原有功能的基礎(chǔ)上增加單價(jià)輸出、單價(jià)調(diào)整、路程輸出、顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間、語音播報(bào)數(shù)據(jù)信息等功能。 設(shè)計(jì)要求(1) 不同情況具有不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。(3) 具有數(shù)據(jù)的復(fù)位功能。l 距離檢測(cè)使用霍爾開關(guān)A44El 白天/晚上收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換開關(guān)l 數(shù)據(jù)的清零開關(guān)l 單價(jià)的調(diào)整（最好使用＋和－按鍵）(5) 數(shù)據(jù)輸出（采用LCM103）。l 啟動(dòng)計(jì)時(shí)開關(guān)l 數(shù)據(jù)復(fù)位（清零）l 白天/晚上轉(zhuǎn)換(1) 能夠在掉電的情況下存儲(chǔ)單價(jià)等數(shù)據(jù)。(3) 語音播報(bào)數(shù)據(jù)信息。輸出采用8 段數(shù)碼顯示管。第2節(jié) 計(jì)價(jià)器硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)AT89S5數(shù)據(jù)顯示部件、A44E霍爾傳感器電路、AT24C02 掉電存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì)、里程計(jì)算及計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能計(jì)價(jià)器的單片機(jī)控制方案圖如圖1所示。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)格調(diào)節(jié)、時(shí)鐘顯示功能。具體電路參見“多功能出租車計(jì)價(jià)器總體電路圖”。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8位微處理器于單片芯片中，具有高性價(jià)比。圖2 AT89S51引腳配置AT89S51芯片的40個(gè)引腳功能為：VCC 電源電壓。RST 復(fù)位輸入。WDT溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRTO位（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功能。XTAL1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。P0口 一組8位漏極開路型雙向I/O口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。表1 P1口特殊功能P1口引腳特殊功能MOSI（用于ISP編程）MOSI（用于ISP編程）SCK（用于ISP編程）P2口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2亦接收低8位地址。P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。作輸入端口使用時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)期間的控制信號(hào)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒有兩次有效的PSEN/信號(hào)。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器，EA端必須保持低電平，需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。 AT24C02引腳圖及其引腳功能AT24C02芯片引腳配置如圖3所示。AT24C02 是ATMEL公司的2KB 字節(jié)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，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。圖 4 掉電存儲(chǔ)電路原理圖圖中RR10 是上拉電阻，其作用是減少AT24C02 的靜態(tài)功耗，由于AT24C02 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（移位脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。 里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì) 里程計(jì)算是通過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,送給顯示單元的。圖 5 傳感器測(cè)距示意圖由于A44E 屬于開關(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。在輸入端輸入電壓CC V ，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍耳效應(yīng)原理，當(dāng)霍耳片處在磁場(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上將會(huì)產(chǎn)生霍耳電勢(shì)差H V 輸出，該H V 信號(hào)經(jīng)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?釋放點(diǎn)?(即rP B )時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使OC 門輸出高電壓，這種狀態(tài)為?關(guān)?。 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷0（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（我們?cè)O(shè)車輪的周長(zhǎng)是1 米），霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到1000 次時(shí)，也就是1 公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)的加增加，其計(jì)算公式：當(dāng)前單價(jià)公里數(shù)=金額。在出租車不走的時(shí)候，按下S1，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分屏顯示；車在行走的時(shí)候只有總金額和單價(jià)顯示屏在顯示，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，客戶要求查看總的里程的時(shí)候，就可以按下S1 切換到里程和單價(jià)顯示屏，供客戶查詢。圖 7 S1切換顯示屏圖 8 顯示器原理圖從單片機(jī)串口輸出的信號(hào)先送到左邊的移位寄存器（74HC164）,由于移位脈沖的作用，使數(shù)據(jù)向右移，達(dá)到顯示的目的。電路中的三個(gè)整流管D1~D3 的作用是降低數(shù)碼管的工作電壓，增加其使用壽命。下面對(duì)各部分模塊作介紹。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動(dòng)/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器和價(jià)格寄存器，并對(duì)它們進(jìn)行初始化。主程序流程圖如圖9 所示。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并將結(jié)果存于價(jià)格寄存器中，然后將時(shí)間和當(dāng)前累計(jì)價(jià)格送顯示電路顯示出來。 定時(shí)中斷服務(wù)程序在定時(shí)中斷服務(wù)程序中，每100ms 產(chǎn)生一次中斷，當(dāng)產(chǎn)生10 次中斷的時(shí)候，也就到了一秒，送數(shù)據(jù)到相應(yīng)的顯示緩沖單元，并調(diào)用顯示子程序?qū)崟r(shí)顯示。 里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)就使單片機(jī)中斷一次，當(dāng)里程計(jì)數(shù)器對(duì)里程脈沖計(jì)滿1000 次時(shí)，使微機(jī)進(jìn)入里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序中。 中途等待中斷服務(wù)程序當(dāng)在計(jì)數(shù)狀態(tài)下霍爾開關(guān)沒有輸出信號(hào)，片內(nèi)的T1 定時(shí)器便被啟動(dòng)，每當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)10分鐘，就對(duì)當(dāng)前金額加上中途等待的單價(jià)，以后每十分鐘都自動(dòng)加上中途等待的單價(jià)。 顯示子程序服務(wù)程序由于是分屏顯示數(shù)據(jù)，所以就要用到4 個(gè)顯示子程序，分別是：時(shí)分秒顯示子程序（HMS_DIS）、金額單價(jià)顯示子程序（CP_DIS）、路程單價(jià)顯示子程序(DP_DIS)、單價(jià)調(diào)節(jié)子程序(PA_DIS)。開始初始化數(shù)據(jù)否S1按下？是是S4按下？否設(shè)定晚上單價(jià)設(shè)定默認(rèn) 單價(jià)（白天）否按下S4？是啟動(dòng)計(jì)價(jià)器設(shè)定中途等待單價(jià)圖9 主程序流程圖否是到一公里？是否否是顯示金額及單價(jià)S3按下？顯示路程和單價(jià)S3按下？總路程加1總金額加1是里程中斷？停止計(jì)價(jià)和里程計(jì)數(shù)是否S4按下？返回時(shí)間顯示是否傳感有信號(hào)？  開始保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)重置計(jì)數(shù)初值否中斷10次？是數(shù)據(jù)送顯示緩沖單元調(diào)用顯示子程序恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并中斷返回 圖10 定時(shí)中斷服務(wù)程序第4節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。 使用的儀器儀表 數(shù)字萬用表　　　　　　　　DT9203單片機(jī)仿真器　　　　　　　WAVE6000燒寫器 GF2100雙蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源　　　　　DH1718E5數(shù)字示波器　　　　　 TDS1002 系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。結(jié) 束 語本款出租車計(jì)價(jià)器比目前市場(chǎng)現(xiàn)在的增加了不少功能，其中包括單價(jià)輸出、單價(jià)調(diào)整、路程輸出、顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間、語音播報(bào)數(shù)據(jù)信息等功能。通過本次課程設(shè)計(jì)，又使我學(xué)到了許多書本上無法學(xué)到的知識(shí),也使也深該體會(huì)到單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛，不僅使我對(duì)學(xué)過的單片機(jī)知識(shí)有了很多的鞏固，同時(shí)也對(duì)單片機(jī)這一門課程產(chǎn)生了更大的興趣。由于平時(shí)很少進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，所以對(duì)于課程設(shè)計(jì)報(bào)告的格式也是近期才接觸到，經(jīng)過這兩次的設(shè)計(jì)，為我們以后畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作也奠定了一定的基礎(chǔ)。2. 總體設(shè)計(jì)電路圖多功能出租車計(jì)價(jià)器總體電路圖 3．計(jì)價(jià)表使用說明（2）S2按鍵的功能 在按下S1按鍵之后，若接著按下S2鍵則進(jìn)行單價(jià)調(diào)整（默認(rèn)為調(diào)整白天單價(jià)），當(dāng)接著按下S1時(shí)，則進(jìn)行晚上單價(jià)調(diào)，再次按下S1可進(jìn)行中途等待單價(jià)調(diào)整。當(dāng)時(shí)調(diào)整完成后，若接著按下S2則又可進(jìn)行單價(jià)調(diào)整。（4）S4按鍵的功能在按下S1按鍵之后，若接著按下S4按鍵，則進(jìn)行設(shè)定默認(rèn)晚上單價(jià)，并啟動(dòng)計(jì)價(jià)器，若沒有按下S4則可設(shè)定默