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1、西安电子科技大学单片机电路设计报告设计题目：出租车计价器设计与实现系 部 计算机系 专 业 计算机科学与技术 班 级 030914 学生姓名 罗维、张长建、邓海霞 学 号 03091350 指导教师 田玉敏 2011年 11月 24 日1. 前言本文介绍了出租车计价器系统在实际生产生活中的重要性，介绍一种以单片机STC89C52 为核心的出租车计价器的设计,阐述硬件设计过程中关键技术的处理。在出租车是城市交通的重要组成部分，行业健康和发展也获得越来越多的关注。汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器
2、无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。 本设计采用STC89C52单片机为主控器，实现对出租车的计价设计，输出采8段数码显示管，74LS245芯片和74LS138芯片驱动。本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据白天，黑夜来调节单价，同时具有计时功能。2系统整体设计设计要求设计一款基于STC89C52单片机的出租车计价器基本功能（1）根据输入的模拟脉冲实现同步计费，起步价设为7元，每公里费用初始设为2元 （2）能够根据白天/晚上切换单价（3）具有清零功能（4）八位数码管动态显示(计费模式下4位显示路程，4位显示费用)（5
3、）具有计时功能（6）能够在计时模式和计费模式之间切换（7）按键要求：白天/晚上切换、中断输入、清零、计时模式/计费模式切换系统功能本次设计的出租车计价器的主要功能有：金额输出、里程输出、数据复位、白天/晚上单价转换、计时等。输出采用2个4位8段共阳极数码管。计费模式下前四位显示金额，后四位显示里程，计时模式下八位全用来显示时间。设计方案本设计是由硬件设计和软件设计两部分所组成。软件设计要进行程序的编写和软件仿真；硬件设计要进行原理图设计，PCB设计，制作电路板和硬件调试等硬件设计方案：本系统的硬件设计主要包括单片机STC89C52、数据显示部分、按键单元、电源部分、RS232串口部分。在硬件设
4、计过程中，充分利用各部件的功能，实现多功能出租车计价器的设计计价器的系统框图如图1所示：C51单片机按键输入数码管显示电路电源输入图1 总体方案方框图软件设计方案本设计采用C语言编写程序，使用KeilC51和Proteus 7 软件进行软件调试和仿真。其中的里程计算方案和金额计算方案如下：里程计算（1） 用按键输入来代替霍尔传感器对车轮检测的输出脉冲到单片机（2） 单片机对按键输入的信号进行计数，并进行路程计算。一个输入代表路程0.1km金额计算（1） 起步价初始设定为7元，并且2km内不加价（2） 当路程超过2km后，开始加价。白天按2元/公里，晚上按3元/公里 开始设置定时器、中断参数扫描
5、独立键盘白天/晚上按键按下？定时器1计时清零是否按下？复位结束NO 3元/公里YES 2元/公里YES计时/计费按下？NO YES 进入计时模式图2 软件流程3.硬件设计本系统的硬件设计主要包括单片机STC89C52、数据显示电路、按键单元、电源电路部分、RS232串口电路STC89C52STC89C52主要特征 与MCS-51系列单片机产品兼容 4K字节在系统可编程Flash存储器（片内具有4K字节闪速存储器） 1000次擦写周期 128Bytes的内部RAM单元 4个8位I/O口，即32位可编程I/O口线 2个16位定时器/计数器 6个中断源 可编程全双工串行口 低功耗空闲和掉电模式 掉电
6、后中断可唤醒 看门狗定时器 双数据指针 灵活的ISP在线编程功能（字或字节模式） 宽范围的工作电压，VCC的允许变化范围为了2.76.0V 可设置为待机状态和掉电状态 振荡器及时钟电路，全静态工作方式，时钟频率可为0Hz24MHz。具有全静态的工作方式，表明它不一定要求连续的工作时钟定时，在等待内部事件期间，时钟频率可降至0。 STC89C52芯片在出厂时，闪存处于可擦除状态，各地址单元内容为FFH，可随时进行编程。编程是按字节进行的。编程电压VPP有高压12V的，也有低压5V的。STC89C52的内部结构框图如图3所示：STC89C52管脚结构图及管脚说明如图4所示VCC：供电电压。 GND
7、：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门电流。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FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 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。 图4 STC89C52管脚结构图 P0.
8、0P0.7 P2.0P2.7P2驱动P0驱动RAM地址寄存器RAMP0锁存器FPEROMP2锁存器动 程序地址寄存器ACCB寄存器缓冲堆栈指针TMP1TMP2PC增加1中断、串行口和定时器ALUPCPSWPSENDPTR定时控制指令寄存器P3锁存器P1锁存器OSCP1驱动P1驱动 P3.0P3.7P1.0P1.7 + 图3 STC89C52的内部结构框图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
9、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。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如表3-1所示： P3口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TX
10、D（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。表5 STC89C52部分引脚功能表 端口引脚 复用功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（定时器0的外部输入） P3.5 T1（定时器1的外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选
11、通） P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状
12、态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现/EA/VPP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入XTAL2：来自反向振荡器的输出STC89C52的振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向
13、放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。STC89C52最小系统单片机最小系统，是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。这种系统成本低廉、结构简单，常用来构成简单的控制系统。复位电路单片机在启动运行时都需要进行复位操作，以便使CPU和系统中的其它部件都处于某一确定的初始状态，并从这个状态开始工作。AT89C52单片机有一个引脚RST，它是施密特触发器的输入端，其输出端接复位电路的输入。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡脉冲周期（即二个机器周期）以上，若使用频率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4s才能完成复位操作。复位有电复位和手动复位两种。手动复位有电平方式和脉冲方式两种。本次设计中，采用上电复位。 复位电路连接图如图6所示：图6 复位电路
