《出租车计价系统设计-出租车计费系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《出租车计价系统设计-出租车计费系统设计（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单片机与嵌入式系统应用课程作业出租车计价器设计 伍龙军 05075 机械设计及理论2010年7月4日摘要：本文介绍了利用单片机AT89C52进行出租车计价器的设计的过程，简要介绍了DS1302涓流充电时钟保持芯片的原理与应用，并用Proteus软件仿真。关键词：出租车计价器，单片机，DS13021 引言随着生活水平的不断提高，越来越多的人在短距离出行时选择乘坐出租车，因此设计一个性能稳定、计费准确、功能强大、使用方便的计价器就成为了人们关心的问题。本文对出租车计价器进行了初步的设计，现有功能基本能满足当前的需求。2 基本要求 （1）计价功能，在白天与夜间收费标准不同；（2）时间显示及修改功能。
2、假设：轮胎每转一圈为0.5m，价格为：白天起价1公里5元，单价每公里1.4元；夜间起价1公里6元，单价每公里1.8元。夜间为22：00次日06：00前。3 硬件电路设计3.1计价器总体硬件结构计价器总体组成框图如图1所示。3.2基本外围电路基本外围电路包括晶振电路和复位电路。晶振采用12MHz，方便计时。由于在Proteus中找不到专用复位芯片，所以采用基本的上电与按钮复位电路。如附录1中所示。3.3各部分电路下面介绍各部分电路的设计。3.3.1计费电路在实际应用中，常常使用霍尔传感器测距，轮胎每转一圈即发送一个方波。为方便模拟，这里加入一个信号发生器代替霍尔传感器，用来产生汽车行驶产生的方波
3、。而且信号发生器产生的方波信号可以改变频率，就相当于改变了汽车的行驶速度。再加入示波器后，非常便于观察。采用单片机的T0计数器计数。并将其设置为门控方式，当外部中断0的值为1时打开中断。如电路图中所示，当计价开关闭合后，相当于将“空车”牌按下，从而打开T0计数器中断，从而当方波进入T0后即计数，使金额和里程增加。当计价开关打开后，外部中断0接口的值变为0，又会引发外部中断0，此时调用清零程序，可将金额、里程等值复位。3.3.2时钟及金额、里程显示电路该设计采用两片6位8段LED显示器。一片显示当前时间，格式为HH:MM:SS。一片显示金额和里程，分别显示三位：金额显示十元、元和角，里程显示十公
4、里、公里、十分之一公里。当未计费时不显示金额和里程。考虑到实际情况，金额和里程均不会达到100，因此采用6位LED显示已足够。整个显示过程采用轮流显示每一位的方式，由T1计时器计时，每4ms显示一位。显示内容由P0口输出。用2片24译码器74LS139，可将P2口低4位送出的内容译码为16个地址，这里采用其中的12个，代表12位LED的显示地址。3.3.3按键电路这里使用了3个按键，分别为：设置按键、键、键。当未计费时即可使用这三个键设置时间。按一下设置按键为设置小时，两下设置分钟，三下设置秒钟，第四下保存设置。设置过程中设置指示灯点亮。若在设置过程中开始计费，则设置不会被保存，且指示灯熄灭。
5、按键分别接入P2口的高3位，由外部中断1响应。当按下按键后即触发外部中断1。由于按键时间相对于单片机响应时间来说非常长，所以此时可根据P2口的高3位判断是哪个按键按下，再在中断程序中做出相应操作。3.3.4 DS1302芯片接口电路DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：（1）
6、RES复位，（2）I/O（数据线），（3）SCLK（串行时钟）。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。DS1302是由DS1202改进而来，增加了以下的特性：双电源管脚用于主电源和备份电源供应，Vcc1为可编程涓流充电电源，附加七个字节存储器。它广泛应用于电话、传真、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。下面将主要的性能指标作一综合：实时时钟具有能计算2100 年之前的秒、分、时、日、日期、星期、月、年的能力，还有闰年调整的能力u 318位暂存数据存储RAMu 串行I/O 口方式使得管脚数量最少
7、u 宽范围工作电压：2.05.5Vu 工作电流：2.0V时，小于300nAu 读/写时钟或RAM数据时，有两种传送方式：单字节传送和多字节传送（字符组方式）u 8脚DIP封装或可选的8脚SOIC封装（根据表面装配）u 简单3 线接口u 与TTL 兼容（Vcc=5V）u 可选工业级温度范围-40 度+85度u 与DS1202 兼容u 在DS1202 基础上增加的特性： 对Vcc1有可选的涓流充电能力 双电源管用于主电源和备份电源供应 备份电源管脚可由电池或大容量电容输入 附加的7 字节暂存存储器DS1302 的管脚排列及描述如下图及表所示管脚描述:X1,X2 -32.768KHz 晶振管脚GND
8、 -地RST -复位脚I/O -数据输入/输出引脚SCLK -串行时钟Vcc1,Vcc2 -电源供电管脚该电路通过从DS1302芯片接收数据获取时间。若时间为夜间（22：00次日06：00前），则点亮夜间指示灯，并改变价格。4 程序设计4.1总体程序框图如图所示为总体程序框图4.2子程序设计子程序主要包括：初始化程序INIT、读取时间程序RDTIME、写入时间程序WTTIME。两个时间程序还需调用：从DS1302读取数据的子程序RECEIVE、从DS1302发送数据的子程序SEND。初始化程序INIT主要功能是将各项数据赋初值、开中断。读取时间程序RDTIME则给控制字赋值，然后调用RECEI
9、VE程序，再将返回的值分别保存到小时、分钟、秒钟。最后根据小时对单价作出调整。写入时间程序WTTIME则给控制字赋值，然后调用SEND程序分别将小时、分钟、秒钟保存到DS1302芯片中。4.3中断程序设计中断程序在整个程序中占有最重要到地位。下面分别作介绍。4.3.1 计数器T0的中断程序计数器T0的中断程序START框图如下。在该程序中，接收到第一个脉冲后开始计算里程，将金额设置为起价5元。之后每100个脉冲（50米）对里程做一次加法运算。当脉冲数达到2000个（1公里）后开始对金额递增。4.3.2外部中断0的中断程序当计时开关断开后会触发外部中断0，从而调用中断程序CLEAR。该程序将各项
10、数据复位。4.3.3外部中断1的中断程序当没有计费且按下按键时触发外部中断1。首先判断按下哪个键。若按下设置键则改变设置类型。按一次设置键，则设置小时；按两次则设置分钟；按三次设置秒钟；按四次则调用WTTIME程序将设置好的值写入DS1302芯片中。若按下键，则判断设置类型，根据设置类型分别对小时、分钟、秒钟加一。若按下键，则根据设置类型分别对小时、分钟、秒钟减一。4.3.4定时器T1的中断程序定时器T1的中断程序即为显示程序。该程序每4ms显示一位。若没有处于设置时间状态，则每秒钟读取一次时间；否则不读取时间，只显示当前值，以便于对时间进行设置。显示程序轮流对12位LED进行显示，并在适当地
11、方加上小数点。若没有计费，则不显示金额和里程。流程图见下页。5总结该设计实现了计价器的基本功能。若要进行扩展，可在以下方面进行考虑：语音功能、打印功能、防作弊功能、IC卡的使用以及其它对系统的保护功能等。通过这次设计，我对8051系列单片机的内部结构、存储空间有了更深入细致的了解，对汇编程序的编写及中断的应用更加熟练；通过对DS1302芯片、LED显示器和按键的使用，对接口技术对应用有了初步的认识。希望今后通过努力，使自己对该课程知识及应用能达到熟练掌握直至精通的程度。附录1：电路图附录2：计价效果图（晚上时间21:09:10，公里数为8.4，价格为15.3）附录3：时间设置效果图（当前时间：
12、21:24:20，设置时间：23:37:56）附录4：源代码;*;出租车计价器程序;05075，伍龙军;2006.7.9-7.13;*;各项常量;*PRICE EQU 1FH ;保存单价地址PULSE EQU 1EH ;保存脉冲数的地址TURN EQU 1DH ;显示轮换记录器，为12时显示小时十位，为11时显示小时个位，依次类推RDTM EQU 1CH ;读取时间计数器，0.5秒钟读一次SUMYUAN EQU 1BH ;保存金额元（BCD码）地址SUMJF EQU 1AH ;保存金额角和分（BCD码）地址DISM EQU 19H ;保存路程公里数地址DISF EQU 18H ;保存路程小数地
13、址TIMEH EQU 17H ;保存时间小时地址TIMEM EQU 16H ;保存时间分钟地址TIMES EQU 15H ;保存时间秒钟地址BITCNT EQU 14H ;保存传输位的地址CMD EQU 13H ;保存命令字的地址RCV EQU 12H ;接收数据缓冲区的地址SND EQU 11H ;发送数据缓冲区的地址SETTM EQU 10H ;设置时间SPRICE EQU 09H ;保存起价地址HOUR1 EQU 0FH ;小时十位显示地址HOUR0 EQU 0EH ;小时个位显示地址MIN1 EQU 0DH ;分钟十位显示地址MIN0 EQU 0CH ;分钟个位显示地址SEC1 EQU 0BH ;秒钟十位显示地址SEC0 EQU 0AH
