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1、 . . . 毕业设计论文基于STC89C52单片机出租车计价器设计摘 要随着城市建设日益加快，象征着城市面貌的出租车行业也将加速发展。现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器，所以计价器技术的发展有很好的前景。尽管小城市尚未普及，但计价器的普及也是毫无疑问的，所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的。出租车计价器是单片机的一种典型应用。基于单片机的计价器是由单片机和外部电路组成。包括检测模块，控制模块，人机模块。里程检测模块由A44E构成，控制模块包括STC89C52单片机和AT24C02，人机模块包括独立键盘和LED动态显示。系统性能指标1.设定价格；2.显示当前单价、行驶里程和总金额；
2、3.里程精确到0.1公里。通过多次调试系统性能达到设计要求。关键词：STC89C52，霍尔传感器A44E ，I2C总线，动态显示Design of Taximeter Based on STC89C52ABSTRACTWith the rapid development of city constriction, the taxi industry which symbolizes the cityscape also has an accelerated progress. Nowadays the automatic taximeter has been widely used in ta
3、xi industry in many cites. Therefore, the development of automatic taximeter is doomed. Although automatic taximeter is not spread in some towns, there is no doubt that it would be popularized. Thus, in future the business of automatic taximeter is still potential. One typical application of single
4、chip computer is automatic taximeter. The hardware of this design is composed of single chip computer and peripheral circuits which consist of Detection Unit, Processing Unit and Human Computer Interaction Unit. The Detection Unit is based on Hall-effect sensor. The Processing Unit contains STC89C52
5、 and AT24C02. Human Computer Interaction Unit is composed of keyboard and LED.The function of this system includes as follows:1. Set the unit price;2. Display the unit price, total amount and mileage.3. Accuracy: 0.1km. After repeatedly debugging, the performance of this system is reached the design
6、 requirements. KEY WORDS: STC89C52, Hall-effect sensor, A44E, I2C Bus, Dynamic display . . . . 目录前言1第1章 系统工作原理31.1功能要求31.2基本原理3第2章 硬件设计52.1 单片机最小系统单元52.2 霍尔传感器单元62.3 掉电存储单元82.4 键盘调整单元92.5 显示单元10第3章 软件设计143.1 系统主程序143.2 里程计数中断程序153.3 中途等待中断程序153.4 计算程序173.5 显示程序183.6 键盘程序18第4章 调试改进过程及运行结果分析214.1 动态扫描
7、的调试和分析214.2 AT24C02的编程与调试214.3 按键查询功能的实现214.4 计算程序的分析与设计224.5 结果分析与性能改进234.6 计价器系统的仿真23结论26 辞27参考文献28附 录A 系统原理图30附 录B 仿真图PCB板31附 录C 系统源程序33外文资料翻译55前言单片机是一种可通过编程控制的微处理器，虽其自身不能单独用在某项工程或产品上，但当其与外围数字器件和模拟器件结合时便可发挥强大的功能，现在单片机已广泛应用于众多领域。举例如下：1. 工业自动化。如数据采集、测控技术。2. 智能仪器仪表。如数字示波器、数字信号源、感应电流表等。3. 消费类电子产品。如空调
8、机、微波炉、IC卡、汽车电子设备等。4. 通信方面。如调制解调器、程控交换技术等。5. 武器装备。如飞机、军舰、导弹、鱼雷制导、智能武器等。作为与自动化技术和电子密切相关的理工科学生，掌握单片机是最简单也最基础的要求。为了进一步丰富和巩固单片机知识，也为了能更好的联系实际应用，本次毕业设计选择了基于单片机STC89C52控制的出租车计价器，并力求能做出实物。鉴于电子技术、计算机技术以及各种更先进的仿真软件的出现，使用高级语言如C代替汇编语言进行编程和控制已成为现实，也成为一种发展趋势。单片机C语言编程相对于MC51汇编语言编程有如下优点：1. 对单片机的指令系统不需要有很深的理解就可以编程操作
9、单片机。2. 寄存器分配、不同存储器的寻址及数据类型等细节完全由编辑器自动处理。3. 程序有规的结构，可分为不同的函数，可使程序结构化。4. 库中包括许多标准子程序，具有较强的处理能力，使用方便。5. 具有方便的模块化编程技术，使已编好的程序便于移植，可极大缩短开发时间，增加程序的可读性和可维护性。事实上，当今许多硬件的开发都已开始用C语言编程，如各种单片机、DSP、ARM等，用C语言进行工业控制也已成为一种趋势，为了更好的适应当今社会形势，为了更好的面对挑战、把握机遇，此次毕业设计决定尝试用C语言编程完成。也希望能在进一步熟悉单片机控制的同时，对数字电子技术、模拟电子技术、计算控制技术以及常
10、用外围芯片有更深层次的了解，提高自己的综合能力。综上：基于单片机STC89C52设计的出租车计价器不仅可方便的用软件代替硬件，降低成本，具备一般计价器的计算里程和显示总金额的功能，还具备了掉电保持，白天、夜晚单价切换，并且还可很方便的扩展为速度测试仪，具有很好市场前景。功能要求1. 设计一个出租车计价器，并利用霍尔传感器和单片机集成的计数器测试出出租车运行里程。2. 要求单价可调，里程精确到0.1公里，并要求对等待时间进行计时。3. 利用I2C总线通过EEPROM对存储空间进行扩展，使其具备掉电存储功能。4. 有完整的软件仿真结果和硬件电路，并用Protel设计系统原理图。 第1章 系统工作原
11、理1.1 功能要求出租车计价器是根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价的,并在行驶中同步显示本次消费、运行里程、运行单价以及等待时间等信息。从起步开始，当汽车行驶里程未满3公里时，均按起步价计算。超过3公里后,实现每1公里单价收费，中间遇到暂停时，计程数不再增加，开始计时收费，计程收费和计时收费的和便构成了一位乘客的车费。同时，白天和夜晚价格不同，可以进行切换。白天单价、夜晚单价、等待单价和起步价格都可通过独立键盘进行调节。（默认起步价为5元/3公里，里程单价白天为2.5元/公里，夜晚为3.5元/公里，等待计时单价为1元/1分钟）为提高计时、计价精度，确保乘客对自己消费的知情权，出租
12、车计价器应做到里程数精确到0.1公里，同时为减少司机朋友来回调整单价以及停车后需重设单价的麻烦，计价器应具有掉电保持功能，即当重新启动后维持原有数值（包括总金额、等待时间、行驶里程、单价）不变，直至强制按下清零键，计价器显示起步价（刚起步时对应总金额）、运行单价，为下一次计价做准备。1.2 基本原理 计价器系统主要由五部分组成：分别为基于霍尔传感器A44E的里程检测单元、STC89C52单片机、外扩串行EEPROM-AT24C02、独立键盘和LED显示。霍尔传感器主要用于检测汽车行使的里程数，出租车车轮每旋转一周，霍尔传感器A44E便产生一相应的脉冲输出，并把该脉冲交由单片机进行处理，单片机则
13、根据程序设定，通过计算脉冲个数换算出已行驶里程（里程=脉冲个数*出租车车轮周长），然后再根据从EEPROM-AT24C02中读取的单价等相关数据进行总的消费金额的计算：当里程小于3公里时，总金额=起步价+等待时间*等待单价；当里程大于3公里时，总金额=起步价+（里程-3）*运行单价+等待时间*等待单价；计算好的金额、等待时间、里程和单价等数据信息都可实时地显示在数码管上。其中，等待时间可根据霍尔传感器A44E是否有脉冲输出加以判断，如可设定等待时基为5s,即假如A44E在5s后仍无脉冲输出便认为进入等待时间，并由单片机STC89C52部计时器对其进行计时。独立键盘可以调整单价等相关数据，当按下
14、某按键，会给单片机相应端口一低电平信号，单片机会通过循环扫描检测到此信号，并根据预先设置好的程序做出相应的处理；调整好的数据存储到EEPROM中，掉电后可以使该数据不丢失，下次得电后直接从EEPROM-AT24C02中读到单片机，并通过数码管实时显示。系统结构图如图1-1所示。图1-1系统结构图 第2章 硬件设计2.1 单片机最小系统单元主控机系统采用STC公司生产的 STC89C52单片机，它含有512 字节数据存储器RAM，置8K 的电可擦除FLASH ROM，可重复编程，大小满足主控机软件系统设计，所以不必再扩展程序存储器。芯片外围电路最高可接入40MHZ的晶振（AT单片机数值一般为24
15、）。复位电路和晶振电路，以及P0口接入的10K的上拉电阻便构成了STC89C52 单片机工作所需的最简外围电路。单片机最小系统电路图如图2-1所示。 图2-1 单片机最小系统STC89C52单片机的复位端接74LS14，它是一个史密特触发输入的芯片，高电平有效，具有稳定波形的作用。RST端若由低电平上升到高电平并持续2个周期，系统将实现一次复位操作；在该复位电路中，按一下复位开关，利用电容冲放电的所产生的延时，就会在RST端产生一段时间的高电平，进而进行复位操作。外接12M的晶振和两个30pF 电容组成系统的部时钟电路，其中电容主要起到滤波、微调以及利用其充放电过程帮助单片机晶振启振的作用 1 。对于单片机的P0口，可以作为地址/数据总线使用，也可以作为一般的I/O口使用。但当其作为I/O使用时，由于输出属于开漏电路，无
