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1、电电气工程学院气工程学院微机原理与接口技术 课课程程设计设计设计题目：设计题目： 出租车计价器系统设计 学学 号：号： 11291092 姓姓 名：名： 杨艳丽杨艳丽 同同 组组 人：人： 无 指导教师：指导教师： 徐建军徐建军 设计时间：设计时间： 2014.3.15-3.25 设计地点：设计地点： 电气学院实验中心 2微机原理 课程设计成绩评定表姓 名 杨艳丽学 号11291092 课程设计题目： 出租车计价器系统设计 课程设计答辩或提问记录：成绩评定依据： 课程设计预习报告及方案设计情况（20）：课程设计考勤情况（5）：电路焊接情况（15%）课程设计调试情况（40）：课程设计总结报告与答
2、辩情况（20）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日 3微机原理与接口技术 课程设计任务书课程设计任务书学生姓名：学生姓名： 杨艳丽杨艳丽 指导教师：指导教师： 徐建军徐建军 一、课程设计题目：一、课程设计题目： 出租车计价器系统设计出租车计价器系统设计 二、课程设计要求二、课程设计要求1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真；3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果；4. 进实验
3、室进行电路调试，边调试边修正方案；5. 撰写课程设计报告最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。三、进度安排三、进度安排1时间安排序 号内 容学时安排（天）1方案论证和系统设计3.14-3.152完成电路仿真，写预习报告3.16-3.173电路调试3.18-3.254写设计总结报告与答辩3.26-3.27合 计13 天设计调试地点：电气楼 4102执行要求 微机原理与接口技术课程成绩 80 分以上的同学可以自拟题目，其余的同学都是指定题目。 ，每组不得超过 2 人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算 和器件选型） 。严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。4摘要摘要
4、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已成定局。 而部分小城市尚未普及，但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，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。 出租车计价器是根据客户用车情况来自动显示车费的数字仪表，根据用车起步价、行车里 程计费求得客户用车的总费用，并通过数码管显示相应的里程及金额。 本电路以 AT89C51 单片机为中心，附加 A44E 霍尔传感器测距（本电路中用模拟开关替 代） ，实现对出租车计价，采用 AT24C02 实现在系统掉电的时候保存单价，输出采用 8 段 数码显示管，显示行驶总里程和总
5、金额。 模拟出租车计价器设计：进行里程显示，预设起步价和起步公里数；行程按全程收费， 有复位功能和启动功能，启动后，开始计价。我们采用单片机进行设计，可以用较少的硬 件和适当的软件相互配合来实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的 附加功能,应用前景广阔。关键词：出租车计价器 AT89C51 单片机 A44E 霍尔传感器 断电保存 8 段数码显示管AbstractThe AT89C51 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcontroller with 4K bytes of In-System Programmabl
6、e Flash memory. The device is manufactured using Atmels high-density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry-standard 80C51 instruction set and pinout. The on-chip Flash allows the program memory to be reprogrammed in-system or by a conventional nonvolatile memory programme
7、r. By combining a versatile 8-bit CPU with In-System Programmable Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89S51 is a powerful microcontroller which provides a highly-flexible and cost- effective solution to many embedded control applications.Key words: taximeter AT89C51 hall element nixie tube5目录目录
8、第第 1 1 章章 系统方案设计系统方案设计1 11.1 系统硬件设计1.1.1 硬件设计说明 61.1.2 AT89C51 单片机简介 61.1.3 硬件电路设计71.1.4 硬件组成81.1.5 驱动电路91.1.6 显示电路91.1.7 复位电路.101.1.8 掉电保护电路.111.1.9 时钟电路.121.1.10 按键电路121.2 系统软件设计1.2.1 软件总体设计.131.2.2 系统程序设计.13第第 2 2 章章 仿真仿真1 14 4第第 3 3 章章 调试调试1 17 73.1 焊接检测.173.2 硬件检测.183.3 软件调试.18第第 4 4 章章 结论结论1 1
9、9 9第第 5 5 章章 心得体会与建议心得体会与建议2 20 0参考文献参考文献2 21 1附录附录 1 1 元器件清单元器件清单2 22 26第第 1 1 章章 系统方案设计系统方案设计1.1 系统硬件设计1.1.11.1.1 硬件设计说明硬件设计说明单片机是单片微型计算机的简称，单片机以其卓越的性能，得到广泛的应用，已经深 入到各个领域。在这次设计中，我们用到 P0 口和 P2 口,P0 口为 8 位三态 I/O 口,此口为地 址总线及数据总线分时复用；P2 口为 8 位准双向口,与地址总线高八位复用；P0 口和 P2 口 都有一定的驱动能力,P0 口的驱动能力较强。 设计中,为了能够让
10、数码管更好的正常显示，我们采用了驱动电路来驱动。在本次硬件 设计中，我们考虑采用芯片 74LS245 来驱动数码管显示。 设计电路时，考虑到用里程（霍尔）传感器价格昂贵，且不便于试验检测，在设计中 采用一个模拟开关来代替。模拟开关一端接在 P3.4 口，另一端接地，通过来回高低电平的 变化，每按两次，对应的里程数加一。通过在程序中设置的里程和金额的信息，在加上驱 动电路的设计，就可以在数码管上分别显示总金额和总里程。 在显示方面，可以用液晶显示，也可以用数码管进行显示。由于在这次设计中只需要 显示里程和金额信息，我们采用数码管进行显示。这样既节约了成本，又可以达到显示的 目的。同时为了减少硬件
11、的复杂度，我们采用了动态显示方式，选用了共阴极数码管。为 了焊接方便，我们选用了集成在一起的数码管。 我们还设计了控制按键，能够很好的对出租车计价器控制,如启动/停止按键，清零按 键等。1.1.21.1.2 AT89C5AT89C51 1 单片机简介单片机简介AT89C51 具有如下特点：40 个引脚，4k Bytes Flash 片内程序存储器， 128 bytes 的 随机存取数据存储器（RAM） ，32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层中 断嵌套，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内 时钟振荡器。 P0 口有二个功
12、能： 1、外部扩展存储器时，当做数据/地址总线。 2、不扩展时，可做一般的 I/O 使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上 拉电阻。 P1 口只做 I/O 口使用：其内部有上拉电阻。 P2 口有两个功能： 1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用。 2、做一般 I/O 口使用，其内部有上拉电阻。 P3 口有两个功能：除了作为 I/O 使用外（其内部有上拉电阻） ，还有一些特殊功能，由特 殊寄存器来设置。7AT89C51 引脚图 AT89C51 封装图设计中用到的单片机各管脚(图 2.1)功能介绍如下：VCC:接+5V 电源。VSS:接地。时钟引脚：XTAL1 和 XTAL2 两端接
13、晶振和 30PF 的电容，构成时钟电路。它可以使单片机稳定可靠的运行。RST:复位信号输入端，高电平有效。当在此引脚加两个机器周期的高电平时，就可以完成 复位操作。P1.0:接启动/停止按键，控制计价。P1.1:接功能键。P1.3:接清零键。P0 口接数码管段选端，P2 口接驱动芯片。P3.4(T0):接模拟开关按键，替代了出租车计价器中的霍尔传感器。P3.1、P3.0 口接掉电保护电路。1.1.31.1.3 硬件硬件电路设计电路设计 按下计价按键时，显示起步价和起步里程范围，这些在程序中设置；当等于或超过两公里后，按计算总价的公式为：总价=起步价+单价*（总里程-起步里程）进行计价。本设计中
14、，起步价为 10 元，起步里程为 3 公里，当然这些数据可以在程序中改写，以满足不同时期价格调整的需要。下图是通过在 Keil C 中编译通过，并生成 Hex 文件，在 PROTEUS 中仿真通过的整体硬件原理图。 8系统结构图：电路原理图：1.1.41.1.4 硬件组成硬件组成硬件组成主要包括：驱动电路、显示电路、复位电路、掉电保护电路、时钟电路、按 键电路。91.1.51.1.5 驱动电路驱动电路74LS245 是我们常用的芯片，用来驱动 led 或者其他的设备。总线驱动器 74LS244 和 74LS245 经常用作三态数据缓冲器，74LS244 为单向三态数据缓冲器，而 74LS245
15、 为双向 三态数据缓冲器。本设计用 74LS245 作为驱动芯片，双向总线发送器/接收器(3S)。驱动芯片管脚图74LS245 主要电器特性的典型值如下: 引出端符号: A A 总线端 B B 总线端 /G 三态允许端(低电平有效) DIR 方向控制端 功能表： 功能表利用 74LS245 来驱动数码管显示，单片机的 P2.0 到 P2.5 分别接 A0 到 A5 管脚，进行 数据的传送，其中 AB/BA 接高电平，控制数据从 A 到 B 进行传送，B0 到 B5 分别接数码管 的位选端，驱动数码管依次显示。P2.0 到 P2.5 的数据通过 A 传送到 B 中的数据送到数码 管，以达到显示数据信息的目的。1.1.61.1.6 显
