【正文】 圖12方案二方案三：采用MCU技術，通過單片機作為主控器，利用1602字符液晶作為顯示電路，采用外部晶振作為時鐘脈沖，通過按鍵可以方便調(diào)節(jié)，以下是方案三的系統(tǒng)流程圖。方案三解讀：出租車計價器在有乘客上車，司機啟動計價器，出租車司機開始可以手動調(diào)節(jié)運營模式，系統(tǒng)通過按鍵識別當前運營模式，分辨白天\晚上，調(diào)節(jié)起步價及單價，計價器開始計價，顯示時間、里程、金額等信息。當達到目的地，顯示計程計費和計時計費的總價。在硬件設計過程中，首先要弄清楚各部件的功能，各個引腳的作用，以及如何將各硬件連接組合到一起。在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、出租車起價和單價的初始化、中斷向量的設計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。然后，主程序將根據(jù)各標志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動、清除、計程、計時和計價等不同的操作啟動計價，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計算和判斷出行駛路程是否已超過起價公里數(shù)。當?shù)竭_目的地的時候，由于霍爾開關沒有送來脈沖信號，停止計價，顯示當前所應該付的金額和對應的單價，到下次啟動計價時，系統(tǒng)自動對顯示清零，并重新進行初始化過程。STC89C52使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。 單片機各引腳功能說明圖32 STC89C52引腳圖下面對STC89C52各引腳的功能進行較為詳細的介紹：1)電源引腳 VCC(40腳)：電源端為+5V GND(20腳)：接地端。在單片機內(nèi)部它是振蕩電路反向放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。要檢查89C52的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號輸出。在片內(nèi)，它是振蕩電路反向放大器的輸入端。 3)控制信號腳 RST ALE PSEN 和EA。在此輸入端保持兩個機器周期(24個時鐘振蕩周期)的高電平時，就可以完成復位操作。當STC89C52上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號。在CPU訪問片外數(shù)據(jù)存儲時，每取值一次（一個機器周期）會丟失一個脈沖。如果你想看一下STC89C52芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有脈沖信號輸出，如有脈沖信號輸出，則STC89C52基本上是好的。 PSEN（29腳）；程序存儲允許輸出信號引腳，在訪問片外程序存儲器時，此端定時輸出負脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。PSEN端有效，即允許讀出ERROM/ROM中的指令碼。不過，在訪問片外RAM時，要少產(chǎn)生兩次PSEN負脈沖信號。如有，說明基本上工作正常。當EA引腳接高電平時，CPU只訪問片內(nèi)ERROM/ROM并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。當出入信號EA引腳接低電平（接地）時，CPU只訪問外部ERROM/ROM并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲器。如果使用有片內(nèi)ROM的STC89C52，外擴ERROM也是可以的，但也要使EA接地。P1口：8位準雙向I/O端口。P3口：雙功能口，即可以做普通I/O口用（此時為準向口，也可以按每位定義實現(xiàn)第二功能操作）。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取20pF）。 振蕩電路脈沖經(jīng)過二分頻后作為系統(tǒng)的時鐘信號，再在二分頻的基礎上三分頻產(chǎn)生ALE信號，此時得到的信號時機器周期信號。按鍵復位具有上電復位功能外，若要復位，只要按圖中的RESET鍵，電源VCC經(jīng)電阻RR2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個復位高電平。上電瞬間RESET引腳獲得高電平，隨著電容的充電，RERST引腳的高電平將逐漸下降。按鍵復位電路圖如圖34所示。I/O口通過按鍵與地相連，I/O口有上拉電阻，無鍵按下時，引腳端為高電平，有鍵按下時，引腳電平被拉低。鍵盤接口電路如圖35所示：圖35鍵盤接口電路 顯示電路設計 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如圖361所示。容量:162個字符芯片工作電壓:—工作電流:()模塊最佳工作電壓:字符尺寸:(WH)mm引腳功能說明：1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表1所示：表1引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極第1腳：VSS為地電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第15腳：背光源正極。 顯示模塊采用1602液晶顯示接口電路圖362顯示電路4. 軟件設計 單片機資源使用在本次設計中電路鍵盤用到了P2口，入，顯示電路用到了P1和P3口，P1口為液晶的數(shù)據(jù)口。以下是中斷子函數(shù)的流程圖如圖421所示：圖421中斷子程序流程圖 判鍵子函數(shù) 對于獨立式鍵盤判鍵，首先看有鍵按下不，如果有鍵按下則延時一會兒，在判斷是否真的有鍵按下，如果確實有鍵按下，再判鍵釋放，最后執(zhí)行鍵功能程序。液晶顯示程序流程圖如圖423所示： 圖423顯示子程序流首先是LCD的初始化，初始化完成后對LCD進行寫命令，如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)LCD忙，則繼續(xù)進行判斷是否忙，如果系統(tǒng)不忙，則寫入命令，如果命令未寫完成則繼續(xù)寫命令，寫命令完成后進行字符設置，然后寫入數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的寫入之后再判斷LCD是否處于忙的狀態(tài)，如果判斷未忙的狀態(tài)后繼續(xù)進行判斷，如果不忙，則寫入數(shù)據(jù)響應成功后進行顯示。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被《電子世界》在其對PCB設計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品—“The Route to PCB CAD”。用戶甚至可以實時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態(tài)外設模型來對設計進行交互仿真。PROSPICE 仿真器的一個擴展PROTEUS VSM:便于包括所有相關的器件的基于微處理器設計的協(xié)同仿真。支持許多通用的微控制器,如PIC，AVR，HC11以及8051。交互的裝置模型包括：LED和LCD顯示，RS232終端，通用鍵盤，I2C，SPI器件。IAR CSPY 和Keil uVision2等開發(fā)工具的源層調(diào)試。 5. 系統(tǒng)測試 計價器模式測試 完成設計之后，上電，按系統(tǒng)電源啟動按鍵，設備顯示屏顯示初始化狀態(tài)，屏幕 上顯示運行里程，等待時間（00:00:00），出租車起步價（），超過起步里程數(shù)（3公里）后的每公里單價（）。進行測試，計價器可以準確的顯示計價金額及里程數(shù)等相應信息。 計價器計價參數(shù)測試啟動設備進入系統(tǒng)后，分別選擇白天和夜晚模式后進行基本參數(shù)的設定測試，例如白天參數(shù)設定為蘭州出租車現(xiàn)在執(zhí)行標準，起步價3公里10元，夜晚參數(shù)設定為起步價3公里10元。測試完畢后我們會看到系統(tǒng)可以準確的顯示計價金額及里程數(shù)等相應信息。 計價器穩(wěn)定性測試啟動設備進入系統(tǒng)，長時間運行設備，設備運行情況良好，再不停的進行按鍵壓力測試，設備運行情況良好。但有些方面還可以進一步擴展，以后會進行進一步的改進，使其更加完美。本款出租車計價器包括單價輸出、單價調(diào)整、以及白天和晚上運營模式之分。幾個月來，經(jīng)過自己努力和老師同學的幫助，基本上完成了設計要求的內(nèi)容，在系統(tǒng)可行性分析、原理圖設計等方面都作了許多實際工作，取得了一些成績，同時也遇到了一些問題，存在一些不足。這次設計很好的把以前學到的理論知識應用于實踐，使我認識到理論知識與實踐之間有一定的差距，只有通過不斷