单片机课程设计出租车计价器_

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1、河南理工大学大学课程设计说明书 河南理工大学河南理工大学河南理工大学 单片机应用与仿真训练单片机应用与仿真训练设计报告设计报告 基于单片机的出租车计价器的设计基于单片机的出租车计价器的设计 姓 名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 所在学院： 电气工程与自动化 2011 年 7 月 1 日 基于基于 51 单片机原理出租车计价器的设计单片机原理出租车计价器的设计 河南理工大学大学课程设计说明书 摘要摘要 本设计的是一个基于单片机 AT89S52 的出租车自动计费设计,附有复位电路, 时钟电路,键盘电路等。复位电路是单片机的初始化操作,除了正常的初始化外, 为摆脱困境,通过复位电路可以重新开始

2、。时钟电路采用 12MHz 的晶振,作为系 统的时钟源,具有较高的准确性。 在上电时四位共阴极 5461AS 数码管显示最初的起步价，里程收费，等待时 间收费三种收费，通过按键可以调整起步价，里程收费，等待时间收费。通过 按键模拟出租车的运行，暂停，停止。在 5461AS 液晶上可以显示运行的时间， 运行时暂停的时间，通过计算可以得出总共的费用和总的路程。在这里主要是 以 AT89S52 单片机为核心控制器，P0 口接 5461AS 液晶显示模块，P1 口接按键 的，通过按键输入。 关键词关键词：单片机 AT89C51； AT89S52；5461AS 液晶；出租车计费器； 河南理工大学大学课程

3、设计说明书 - 0 - 目目 录录 前前 言言- 2 - 第一章第一章 出租车计价系统的设计要求与设计方案出租车计价系统的设计要求与设计方案 - 3 - 1.1出租车计价器设计要求- 3 - 1.2系统主要功能- 3 - 1.3方案论证与比较- 3 - 第二章第二章 出租车计价系统的硬件设计出租车计价系统的硬件设计.- 5 - 2.1振荡电路 .- 5 - 2.2复位电路设计- 5 - 2.3键盘接口电路- 6 - 2.4显示电路 .- 7 - 2.5路程测量部分- 7 - 2.6单片机各引脚功能说明- 8 - 2.75461AS 液晶的简介 - 9 - 第三章第三章 出租车计价系统出租车计价

4、系统的软件设计的软件设计.- 12 - 3.1单片机资源使用- 12 - 3.2中断子函数- 12 - 3.3判键子函数- 13 - 3.4显示子程序- 13 - 3.5总程序流程框图- 15 - 第四章第四章 PROTEUS 的简介的简介- 16 - 4.1PROTEUS介绍- 16 - 第五章第五章 设计体会与小结设计体会与小结- 17 - 参考文献参考文献- 18 - 附附 录录- 19 - 一源程序- 19 - 二设计总图- 25 - 河南理工大学大学课程设计说明书 - 1 - 前前 言言 出租车计价器是出租车营运收费的专用智能化仪表,随着电子技术的发展,出 租车计价器技术也在不断进步

5、和提高。国内出租车计价器已经经历了4 个阶段 的发展。从传统的全部由机械元器件组成的机械式,到半电子式即用电子线路代 替部分机械元器件的出租车计价器;再从集成电路式到目前的单片机系统设计的 出租车计价器。出租车计价器计费是否准确、出租车司机是否作弊才是乘客最 关心的问题,而计价器营运数据的管理是否方便才是出租车司机最关注的。因此 怎样设计出一种既能有效防止司机作弊又能方便司机的计价器尤为重要。因此, 本文以单片机A T89S52 为核心设计一款多功能出租车计价器,该计价器能实现 按时间和里程综合计算车价，能显示时间、里程、单价、总车价等相关信息显 示。它比市场上的一些计价器使用更方便,功能更全

6、,还具有有效防止司机作弊 和系统稳定性好的优点。 河南理工大学大学课程设计说明书 - 2 - 第一章第一章 出租车计价系统的设计要求与设计方案出租车计价系统的设计要求与设计方案 1.1 出租车计价器出租车计价器设计要求设计要求 设计一个出租车自动计费器，计费包括起步价、行车里程计费、二部分， 用 5461AS 液晶 显示总金额，运行时间，暂停时间，最大值为 99.9 元，起步价 为 5.0 元，3Km 之内起步价计费，超过 3Km，增加 2.0 元（即 1KM 增加 2.0 元）， 用液晶显示总里程，同时用液晶显示等待时间和运行花费时间。 、计费功能 费用的计算是按行驶里程收费。设起步价为 5

7、.00 元。 1、当里程3km 时，每公里按 2.0 元计费 、显示功能 1、显示行驶里程：用四位数字显示，显示方式为“XXXX”,单位为 km。 计程范围 0-99km，精确到 1km。 2、显示等候时间：用两位数字显示，显示方式为“XX”,单位为 min。计 时范围 0-59min，精确到 1min。 3、显示总费用：用四位数字显示，显示方式为“XXX.X”,单位为元。计 价范围 0-999.9 元，精确到 0.1 元。 1.2 系统主要功能系统主要功能 本出租车自动计费，上电后显示最初的起步价，里程计费单价，等待时间 计费单价，通过按键可以调节起步价，里程计费单价，等待时间计费单价。同

8、时具有运行，暂停，停止等状态，可以显示运行的时间，同时可以显示暂停的 时间，具有累加功能，暂停和运行时间在暂停和运行前一次的状态上计时。出 租车停止后能够显示行驶的总费用。 1.3 方案论证与比较方案论证与比较 方案一：采用数字电子技术，利用 555 定时芯片构成多谐振荡器，或采用 外围的晶振电路作为时钟脉冲信号，采用计数芯片对脉冲尽心脉冲的计数和分 河南理工大学大学课程设计说明书 - 3 - 频，最后通过译码电路对数据进行译码，将译码所得的数据送给数码管显示， 一下是该方案的流程框图，方案一如图 1-1 所示： 图 1-1 方案一 案二：采用 EDA 技术，根据层次化设计理论，该设计问题自顶

9、向下可分为 分频模块，控制模块 计量模块、译码和动态扫描显示模块，其系统框图如图 1-2 所示： 图 1-2 方案二 方案三：采用 MCU 技术，通过单片机作为主控器，利用 1602 字符液晶作为 显示电路，采用外部晶振作为时钟脉冲，通过按键可以方便调节，以下是方案 三的系统流程图，本方案主要是必须对于数字电路比较熟悉，成本又不高。方 案图如图 1-3 所示： 河南理工大学大学课程设计说明书 - 4 - 图 1-3 方案三 方案总结：通过各个方案的比较，本次采用方案三，不但控制简单，而且 成本低廉，设计电路简单。 河南理工大学大学课程设计说明书 - 5 - 河南理工大学大学课程设计说明书 -

10、6 - 第二章第二章 出租车计价系统的硬件设计出租车计价系统的硬件设计 4.14.1 振荡电路振荡电路 单片机内部有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚 XTAL1，其 输出端为引脚 XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电 容（电容和一般取 33pF）。这样就构成一个稳定的自激振荡器。 振荡电路脉冲经过二分频后作为系统的时钟信号，再在二分频的基础上三分频 产生 ALE 信号，此时得到的信号时机器周期信号。振荡电路如图 2-1 所示： 图 2-1 振荡电路 4.24.2 复位电路设计复位电路设计 复位操作有两种基本形式：一种是上电复位，另一种是按键复位。按键复 位具有

11、上电复位功能外，若要复位，只要按图中的 RESET 键，电源 VCC 经电阻 R1、R2 分压，在 RESET 端产生一个复位高电平。上电复位电路要求接通电源后， 通过外部电容充电来实现单片机自动复位操作。上电瞬间 RESET 引脚获得高电 平，随着电容的充电，RERST 引脚的高电平将逐渐下降。RERST 引脚的高电平只 要能保持足够的时间（2 个机器周期） ，单片机就可以进行复位操作。按键复位 电路图如图 2-2 所示。 河南理工大学大学课程设计说明书 - 7 - 图2-2 AT89C52引脚配置 4.34.3 键盘接口电路键盘接口电路 独立式键盘：独立式键盘中，每个按键占用一根 I/O

12、口线，每个按键电路 相对独立。I/O 口通过按键与地相连，I/O 口有上拉电阻，无键按下时，引脚端 为高电平，有键按下时，引脚电平被拉低。I/O 口内部有上拉电阻时，外部可 不接上拉电阻。键盘接口电路如图 2-3 所示： 图2-3键盘接口电路 4.44.4 显示显示电路电路 对于现实电路我们可以采用数码管，也可以采用液晶显示，液晶又分字符 型和点阵型，我们使用的液晶是字符型液晶，并且带字符库的，不需要查找代 码。英文字符就可。液晶电路使用时，如果发现液晶不亮可以调节连接液晶的 点位器，改变液晶的亮度。显示电路如图 2-4 所示： 河南理工大学大学课程设计说明书 - 8 - 图 2-4 数码管封

13、装图及数据线与数码管管脚关系 4.54.5 路程测量部分路程测量部分 出租车中需要一个能准确获得车轮转动即路量信号的装置,以得到标准的脉 冲信号送入单片机的定时/ 计数器 T1 即 P3. 5 引脚,利用单片机的 T1 的计数 功能完成 100 次的计数后产生一中断来完成路程的测量。(设车轮周长为 1 m , 则霍尔传感器每产生 100 个脉冲便表示车已行程 0. 1 km ,根据际情况在程序 中进行设置) 。汽车联轴器按圆周间隔嵌入磁钢,用霍传感器集成芯片 A44E 测 并输出脉冲,其工作原理如图 4 所示,霍尔传感器集成芯片 A44E 有信号转换、 电压放大、等功能,为增加其抗干扰的能力,

14、经过 74L S14 对信号整形后再通过 光偶送入 P3. 5 引脚。 图 2-5 路程测量电路 河南理工大学大学课程设计说明书 - 9 - 4.64.6 单片机各引脚功能说明单片机各引脚功能说明 AT89S52电路图如图 2-6 所示： VCC：供电电压。GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每 脚可吸收 8TTL 门流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能 够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编 程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行 图 2-6 校验时，P0 输出原码，此时 P

15、0 外部必须被拉高。 图 2-6 AT89S52 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接 收输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低 电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘 故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位 地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双 向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部 上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入 时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这 是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序 存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在