【正文】 并給出仿真結(jié)果。 湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 8 第二章 硬件電路的設(shè)計 硬件電路分為 255 計數(shù)器的硬件電路、 50000 計數(shù)器的硬件電路和出租車計費系統(tǒng)的硬件電路三部分組成，而三個部分的硬件電路有重疊的地方，都是以單片機為控制核心的，即主控制電路是一樣的，電源電路也是一樣的， 255 與 50000 計數(shù)器的顯示電路也是一樣的等等，現(xiàn)將各部分電路的工作原理分析如下 單片機的最小系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 單片機的最小系統(tǒng)由單片機和時鐘電路、復(fù)位電路以及電源電路組成，單片機的 I/O 接相應(yīng)的處理電路，其原理圖如下所示： 圖 單片機的最小系統(tǒng) 主機選用 INTEL 公司的 MCS51 系列單片機 89C51 來實現(xiàn)，利用單片機軟件編程靈活、自由度大的特點，可擦除下載，力求用軟件完善各種控制算法和邏輯控制。其內(nèi)部具有 128 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 RAM，還可以通過地址、數(shù)據(jù)線進行外圍擴展。 具有五個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級，兩個外部中斷、兩個定時中斷還用一個通信中斷 2.. 單片機 AT89S52 的介紹 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機 一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 圖 STC89S52 的管腳圖 功能管腳描述 VCC : 電源 GND: 地 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。對 P0 端口寫 “1”時，引腳用作高阻抗輸入。在 flash 編程時， P0 口也用接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在 flash編程和校驗時 P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。對 P2 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如 執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。晶振工作時， RST 腳持續(xù) 2 個機器周期高電平將使單片機復(fù)位。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲 器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用作為外部定時器或時鐘使用。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “1”， ALE 操作將無效。否則， ALE 將被微弱拉高。 PSEN:外部程序存儲器選通信號（ PSEN）是外部程序存儲器選通信號。 EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接VCC。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端 復(fù)位電路 復(fù)位使單片機處于起始狀態(tài)，并從該起始狀態(tài)開始運行。內(nèi)部復(fù)位電路在每一個機器周期的 S5P2 期間采樣斯密特觸發(fā)器的輸出端，該觸發(fā)器可抑制 RST 引腳的噪聲干擾，并在復(fù)位期間不 產(chǎn)生 ALE 信號， 圖 復(fù)位電路 內(nèi)部 RAM 處于不斷電狀態(tài)。外部復(fù)位有上電復(fù)位和按鍵電湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 12 平復(fù)位。為了便于本設(shè)計運行調(diào)試，復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位方式。 MCS51 單片機允許的時鐘頻率是因型號而異的，其典型值為 12MHZ。該反向放大器可配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 51 系列單片機還可使用外部時鐘。時鐘電路如下圖所示： 圖 時鐘電路 顯示硬件電路的設(shè)計 顯示電路有數(shù)碼管顯示電路和液晶顯示電路，計數(shù)器采用的是數(shù)碼管顯示電路，出租車計費系統(tǒng)采用的是液晶顯示電路。前者價廉，配置靈活，與單片機接口方便；后者可進行圖形顯示，但接口復(fù)雜，成本較高。 單片機中使用 7 段 LED 構(gòu)成字形“ 8”，另外，還與一個小數(shù)點發(fā)光二極管用以顯示數(shù)字、符號及小數(shù)點。發(fā)光二極管的陽極連在一起稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓是，該段筆劃即點亮；不加電壓則該段二極管不亮。這種顯示器有共陰極和共陽極兩種，如圖 所示。一位顯示器由 八個發(fā)光二極管組成，其中， 7 個發(fā)光二極管構(gòu)成字形“ 8”的各個筆劃（段） ag,另一個小數(shù)點為 dp 發(fā)光二極管。為了保護各段 LED 不被損壞，需要外加限流電阻 . 如果要顯示某個字形，則應(yīng)使此字形的相應(yīng)段點亮，也即送一個不同的電平組合代表的數(shù)據(jù)來控制 LED 的顯示字形，此數(shù)據(jù)稱為字符的段碼。 數(shù)碼電路的設(shè)計 外部脈沖通過計數(shù)，單片機處理，顯示到數(shù)碼管上，數(shù)碼管顯示一般用動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示，本 設(shè)計采用的都是動態(tài)顯示，能節(jié)省 I/O端口資源，是 8段的共陰極數(shù)碼管。 液晶顯示電路 液晶顯示電路主要用于出租的經(jīng)費系統(tǒng)的顯示，將出租車的路程以及價格顯示出來。 ②、 液晶 1602 接口信號寫操作時序 通過 RS 確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。 湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 15 將數(shù)據(jù)或命令送達數(shù)據(jù)線上，給 E 一個高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。而 RS、 RW、E 分別接單片機的 、 、 口，控制液晶的讀寫操作。其原理圖如下所示： 圖 液晶顯示硬件電路 鍵盤硬件電路的設(shè)計 如圖所示按鍵 KEY KEY11 分別與 （ INTO）、 （ INT1）相連，采用外部中斷方式。 圖 鍵盤電路 串行通信接口電路 目前，廣泛使用的串行數(shù)據(jù)接口標準有一，一與一三種。串行通信接口的基本任務(wù)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化。具體任務(wù)是： 并轉(zhuǎn)換； ； ； TTL 與 EIA 電平轉(zhuǎn)換； 。電平轉(zhuǎn)換器有 232 電平轉(zhuǎn)換和 485 電平轉(zhuǎn)換，本設(shè)計采用 232 電平轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)設(shè)計采用公司的一接口芯，這是一種標準的一接口芯片。該芯片集成有兩路收發(fā)器，可將單片機輸入的電平轉(zhuǎn)換為電平發(fā)送給從機 ，或?qū)臋C接收的電平轉(zhuǎn)換為電平發(fā)送給單片機。系統(tǒng)串口通信電路如下圖所示。設(shè)計中選用了雙 12V 的電源電壓變壓器和四個三端集成穩(wěn)壓器，分別提供 +5V、 +8V和一 5V、 8V 直流電壓，輸出電流均為 1A。變壓器將的市電降壓后再通過整流橋整流 之后采用了大容量的電解電容進行濾波，以減小輸出電壓紋波。給各器件提供電源，使其更好的工作。 圖 電源電路 255 計數(shù) 器的硬件的電路設(shè)計 255 計數(shù)器電路主要有電源電路，顯示電路、控制電路和顯示驅(qū)動電路以及湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 19 傳感器檢測電路等組成，主要實現(xiàn) 0~255 的計數(shù)功能。 50000 計數(shù)器的硬件電路的設(shè)計 50000 計數(shù)器電路主要有電源電路，顯示電路、控制電路和顯示驅(qū)動電路等湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 20 組成，主要實現(xiàn) 0~50000 的計數(shù)功能。 圖 出租車計費系統(tǒng)電路 湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 22 第三章 軟件設(shè)計 在微機測控系統(tǒng)中，軟件與硬件同樣重要。為了滿足系統(tǒng)的要求，編制軟件時一般要符合以下基本要求： （ 1）易理解性、易維護性 在軟件的設(shè)計方法中，結(jié) 構(gòu)化設(shè)計是最好的一種設(shè)計方法，這種設(shè)計方法是由整體到局部，然后再由局部到細節(jié)，先考慮整個系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，確定整體目標，然后把這個目標分成一個個的任務(wù)，任務(wù)中可以分成若干個子任務(wù)，這樣逐層細分，逐個實現(xiàn)； （ 2）實時性 實時性是電子測量系統(tǒng)的普遍要求 即要求系統(tǒng)及時響應(yīng)外部事件的發(fā)生，并及時給出處理結(jié)果。 （ 4）可靠性 可靠性是系統(tǒng)軟件最重要的指標之一，作為能夠穩(wěn)定運行的系統(tǒng)，抗干擾技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的，最起碼的要求是在軟件受到干擾出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)還能恢復(fù)正常工作。 系統(tǒng)的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現(xiàn)模塊和運算控制模塊。當(dāng)有脈沖輸入時，下降沿觸發(fā)中，使計數(shù)加 1，來一個脈沖進行一次加 255時，使清零。當(dāng)有脈沖輸 入時，下降沿觸發(fā)中，使計數(shù)加 1，來一個脈沖進行一次加 255時，使清零。焊接要特別小心，要仔細的對照電路圖，既不能使電路短路也不能是電路開路，保持電路的暢通，并在相應(yīng)的位置裝上發(fā)光二級管提示 電路通電，可以減輕硬件電路的調(diào)試困難，還有芯片的焊接要根據(jù)芯片資料了解管腳的功能去焊接，不然很容易燒壞芯片，如過芯片的工作不正常先觀察芯片管腳有無接觸，或者芯片的使能是不是根據(jù)相應(yīng)的要求接的，在用萬用表去測試電源管腳是否通電，通電后在去測相應(yīng)的管腳是否輸出相應(yīng)的電平，如果沒有就是芯片有問題，如果相應(yīng)位置的二極管沒有點亮，先觀察二級管有沒接反，如果沒接反就用萬用表去測看是否有電壓，如果沒有電壓說明沒通電，如果有電壓說明二極管壞了，當(dāng)然也要根據(jù)軟件結(jié)合，測試數(shù)碼管給以程序， 8 段數(shù)碼管一段一段的觀察，看是否管腳接錯，如果斷碼接錯了等顯示數(shù)據(jù)就會錯亂。 255 計數(shù)器的仿真 啟動計數(shù)開始，其仿真圖如下： 湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 27 圖 255 計數(shù)器仿真圖 50000 計數(shù)器的仿真 啟動計數(shù)開始，其仿真圖如下： 圖 50000 計數(shù)器仿真圖 湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 28 圖 50000 計數(shù)器仿真圖 50000 計數(shù)器的仿真 啟動計費器開始計費，其仿真圖如下： 圖 出租車計費器仿真圖 湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 29 圖 出租車計費器仿真圖 第五章 總結(jié) 社會是不斷變化的、發(fā)展的，眼下社會發(fā)展迅速，對人才的要求越來越高，要用發(fā)展的眼光看社會，要學(xué)會習(xí)，學(xué)會創(chuàng)新，學(xué)會適應(yīng)社會的發(fā)展需要。畢業(yè)設(shè)計工作中，在老師的熏陶和教誨下，使我懂得了更多的設(shè)計思想，有了一定的創(chuàng)新精神和專研精神。本文設(shè) 計的出租車計費系統(tǒng)具有硬件簡單，容易實現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低，壽命長等特點。 二、本文給出了系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計方案，硬件結(jié)構(gòu)電路圖，設(shè)計中采用的編程軟件的介紹，電路圖模塊分析等方面。 通過本次設(shè)計我對單片機有了一定的認識，這是我對專業(yè)知識一次實際性檢驗和鞏固。 理論與實際相結(jié)合，不僅包括課堂上學(xué)習(xí)的有關(guān)知識要與技能訓(xùn)練相結(jié)合，還要包括了解可接觸社會實際的能容。在設(shè)計過程中，可以將所學(xué)習(xí)得理論知識運用到實踐中，不僅能加深自己對專業(yè)知識的理解，而且能豐富和發(fā)展書本上的理論知識，使之轉(zhuǎn)化成更高層次的經(jīng)驗、技能和技巧。 湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 30 第六章 附錄一 程序源代碼 255 計數(shù)器源代碼 include //51 的頭文件 define CONUT 255 //計數(shù)的最大值 255 用宏定義 unsigned char stop_startflag=0。 unsigned long int something_count = 0。//數(shù)碼管的動態(tài)顯示數(shù)據(jù) unsigned char shumaguan_bit[8] = {0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}。 while(ms_count) { for(i=0。i++)。 //開總中斷 EX1=1。 //允許外部中斷 0 中斷 湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院單片機課程設(shè)計 基于單片機出租車計費系統(tǒng) 31 IT0=1。 PX1=1。 //加 1 計數(shù) if(something_count CONUT) //計數(shù)計滿 255，使之清零 { something_count=0。