基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文題 目 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)學(xué) 院 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 畢業(yè)屆別 2015屆 姓 名 董勝斌 指導(dǎo)教師 王 鈞 職 稱 講 師 目 錄摘要3關(guān)鍵字3Abstract4Keyword41.緒論51.1研究背景：51.2研究意義51.3研究?jī)?nèi)容61.3.1 系統(tǒng)的主要功能61.3.2 方案論證與比較62.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)82.1硬件設(shè)計(jì)82.2軟件設(shè)計(jì)83.硬件設(shè)計(jì)93.1 STC89C52單片機(jī)介紹93.2 單片機(jī)各引腳功能說(shuō)明93.3 振蕩電路設(shè)計(jì)113.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)123.5 鍵盤接口電路設(shè)計(jì)123.6 顯示電路設(shè)計(jì)133.6.1 1602LCD的基

2、本參數(shù)及引腳功能133.6.2 顯示模塊采用1602液晶顯示接口電路154.軟件設(shè)計(jì)164.1 單片機(jī)資源使用164.2 單片機(jī)軟件模塊設(shè)計(jì)164.2.1 中斷子函數(shù)164.2.2 判鍵子函數(shù)164.2.3 顯示子程序174.3 總程序流程框圖184.4. 使用軟件proteus的介紹195.系統(tǒng)測(cè)試215.1 計(jì)價(jià)器模式測(cè)試215.2 計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)參數(shù)測(cè)試225.3 計(jì)價(jià)器穩(wěn)定性測(cè)試226.總結(jié)23參考文獻(xiàn)24致謝25附錄1 元件清單26附錄2 原理圖27附錄3 單片機(jī)程序28基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)董勝斌（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院電子信息工程董勝斌 甘肅-蘭州 730070）摘要：

3、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及城市的發(fā)展，帶動(dòng)了出租車行業(yè)的快速發(fā)展，使出租車成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚慕煌üぞ?，了解和研究出租車上?yīng)用的計(jì)費(fèi)原理及計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钜灿袔椭?。而使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)，是學(xué)習(xí)和深化單片機(jī)應(yīng)用的較好途徑。本系統(tǒng)將會(huì)提高我們用C語(yǔ)言編寫程序的能力、對(duì)C語(yǔ)言的實(shí)際應(yīng)用有更深的了解，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合能力的訓(xùn)練、培養(yǎng)我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。對(duì)我們以后的工作招聘以及參加工作均有一定的幫助。本設(shè)計(jì)的是一個(gè)基于單片機(jī)STC89C52的出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)設(shè)計(jì),附有復(fù)位電路,時(shí)鐘電路,鍵盤電路等。復(fù)位電路是單片機(jī)的初始化操作,除了正常的初始化外,為擺脫困境,通過(guò)復(fù)位電

4、路可以重新開(kāi)始。時(shí)鐘電路采用12MHz的晶振,作為系統(tǒng)的時(shí)鐘源,具有較高的準(zhǔn)確性。在上電時(shí)字符型液晶1602顯示最初的起步價(jià)，里程收費(fèi)，等待時(shí)間收費(fèi)三種收費(fèi)，通過(guò)按鍵可以調(diào)整起步價(jià)，里程收費(fèi)，等待時(shí)間收費(fèi)。通過(guò)按鍵模擬出租車的運(yùn)行，暫停，停止。在1602液晶上可以顯示運(yùn)行的時(shí)間，運(yùn)行時(shí)暫停的時(shí)間，通過(guò)計(jì)算可以得出總共的費(fèi)用和總的路程。在這里主要是以STC89C52單片機(jī)為核心控制器，P1口接1602液晶顯示模塊。關(guān)鍵字：STC89C52；1602液晶；出租車計(jì)費(fèi)器。The taxi meter design based on single chip microcomputerShengbin

5、Dong（Major in ectronic Information Engineering in the College of Science and technology of Gansu Agriculture University，Gansu Lanzhou，730070 ）Abstract:Now With economic development, promotes rapid development of the auto

6、motive industry, the taxi increasingly common understanding in a taxi on the application of the accounting system, on our daily lives also helped. MCU and the use of the system, deepen the SCM application is a good way.Comparison of a true simulation of empty taxis, passenger departure and arrival o

7、f the situation and the rate calculation, the statistics show, and voice broadcast capabilities. The system improve the students use the C programming language capability, microcontroller integrated application system design capacity of training, training students to analyze issues and problem-solvi

8、ng abilities, the students of recruitment and participation in the work are helpingThe design is based on a monolithic integrated circuit STC89C52 taxi billing design, with reset circuit, clocking circuit, keyboard circuit. Reset circuit is initialized, besides the normal operation of the initial di

9、lemma, as a foreigner, through the reset circuit can start again. 12MHz adopts the clock circuit, as a system of crystal oscillator, higher clock source.The characters in the crystal that the initial 1602, charges, fees mileage waiting time, three buttons can be adjusted by charging fees, just waiti

10、ng time, mileage. Through the simulation of the taxi, buttons, stop. Suspension In the liquid crystal display can run 1602, operation time, when suspension can be obtained by the computation of the total cost.here is mainly for the core controller, STC89C52 SCM P0 mouth after 1602 LCD module, P1 mou

11、th after the keys, through the keystroke.Keyword： STC89C52；1602 LCD；Taxi devices1. 緒論1.1研究背景： 出租車行業(yè)在我國(guó)是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)各大城市都發(fā)展很快，現(xiàn)在出租車殺過(guò)使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能?，F(xiàn)在我國(guó)生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有很多家，主要是集中在北京，上海，廣州等發(fā)達(dá)地方。我國(guó)的第一家生產(chǎn)計(jì)價(jià)器企業(yè)是重慶市起重機(jī)廠，最早的計(jì)價(jià)器全部采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)早期的計(jì)價(jià)器就是一個(gè)簡(jiǎn)單的里程表。只會(huì)顯示出租車行駛了多長(zhǎng)的距離，而無(wú)法準(zhǔn)確或者人性化的顯示更多的其他

12、信息。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。它采用了手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化。使它在計(jì)程的同時(shí)還可以完成計(jì)價(jià)的工作。后來(lái)，大規(guī)模集成電路的發(fā)展又催生了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于出租車計(jì)價(jià)器后，現(xiàn)代出租車計(jì)價(jià)器的模型也就初步形成了，它可以實(shí)現(xiàn)計(jì)程，計(jì)價(jià)，顯示，語(yǔ)音播報(bào)等基本功能。 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，城市的交通日趨完善，出租汽車已成為城市公共交通的不可分割的重要組成部分，出租車計(jì)價(jià)器是出租車上必不可少的重要儀器，它是負(fù)責(zé)出租車營(yíng)運(yùn)收費(fèi)的專用智能化儀表，能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行

13、計(jì)價(jià)，并直接顯示車費(fèi)值的重要器具。1.2研究意義采用單片機(jī)芯片做的出租車計(jì)價(jià)器，相對(duì)來(lái)說(shuō)功能較強(qiáng)大，用較少的硬件和靈活的軟件編程相互配合就能容易的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以使用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的附加功能，本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)，附加按鍵，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的多功能的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，輸出采用1602 LCD液晶顯示屏，此設(shè)計(jì)不僅能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)功能，而且還可以根據(jù)里程手動(dòng)修改單價(jià)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)白天和晚上計(jì)價(jià)之分，車輛行駛里程通過(guò)按鍵來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)。要將出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)產(chǎn)品化，應(yīng)該根據(jù)不同的需求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，為了使其對(duì)我們生活帶來(lái)更多的方便，因此研究基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器是有很現(xiàn)實(shí)的意義。1.3

14、研究?jī)?nèi)容 1.3.1 系統(tǒng)的主要功能本出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)，上電后顯示最初的起步價(jià)，里程計(jì)費(fèi)單價(jià)，等待時(shí)間，通過(guò)按鍵可以調(diào)節(jié)起步價(jià)，里程計(jì)費(fèi)單價(jià)，等待時(shí)間計(jì)費(fèi)單價(jià)。同時(shí)具有運(yùn)行，暫停，停止等狀態(tài)，可以顯示運(yùn)行里程，同時(shí)可以顯示等待的時(shí)間，具有累加功能，暫停和運(yùn)行時(shí)間在暫停和運(yùn)行前一次的狀態(tài)上計(jì)時(shí)。出租車停止后能夠顯示行駛的總費(fèi)用。 方案論證與比較方案一：采用數(shù)字電子技術(shù)，利用555定時(shí)芯片構(gòu)成多諧振蕩器，或采用外圍的晶振電路作為時(shí)鐘脈沖信號(hào)，采用計(jì)數(shù)芯片對(duì)脈沖盡心脈沖的計(jì)數(shù)和分頻，最后通過(guò)譯碼電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，將譯碼所得的數(shù)據(jù)送給數(shù)碼管顯示，以下是該方案的流程框圖，方案一如圖1-1所示：時(shí)鐘脈沖等

15、待信號(hào)公里脈沖計(jì)費(fèi)脈沖計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)譯碼數(shù)碼管顯示圖1-1方案一方案二：采用EDA技術(shù)，根據(jù)層次化設(shè)計(jì)理論，該設(shè)計(jì)問(wèn)題自頂向下可分為分頻模塊，控制模塊 計(jì)量模塊、譯碼和動(dòng)態(tài)掃描顯示模塊，其系統(tǒng)框圖如圖1-2所示：時(shí)鐘信號(hào)等待信號(hào)公里脈沖計(jì)費(fèi)/復(fù)位分頻器控制器計(jì)費(fèi)計(jì)時(shí)計(jì)程譯碼顯示圖1-2方案二方案三：采用MCU技術(shù)，通過(guò)單片機(jī)作為主控器，利用1602字符液晶作為顯示電路，采用外部晶振作為時(shí)鐘脈沖，通過(guò)按鍵可以方便調(diào)節(jié)，以下是方案三的系統(tǒng)流程圖。方案圖如圖1-3所示：STC89C521602液晶LED燈電源電路按鍵電路復(fù)位電路圖1-3方案三方案總結(jié)：通過(guò)各個(gè)方案的比較，本次采用方案三，不但控制簡(jiǎn)單，而且

16、成本低廉，設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單。方案三解讀：出租車計(jì)價(jià)器在有乘客上車，司機(jī)啟動(dòng)計(jì)價(jià)器，出租車司機(jī)開(kāi)始可以手動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)營(yíng)模式，系統(tǒng)通過(guò)按鍵識(shí)別當(dāng)前運(yùn)營(yíng)模式，分辨白天晚上，調(diào)節(jié)起步價(jià)及單價(jià)，計(jì)價(jià)器開(kāi)始計(jì)價(jià)，顯示時(shí)間、里程、金額等信息。另外，在遇到交通堵塞或等候紅等低速行駛時(shí)，實(shí)行等候計(jì)時(shí)收費(fèi)。當(dāng)達(dá)到目的地，顯示計(jì)程計(jì)費(fèi)和計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)的總價(jià)。2. 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1硬件設(shè)計(jì)硬件由以下五個(gè)部件組成硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)STC89C52、存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì)、振蕩電路、復(fù)位電路、顯示電路、按鍵電路以及供電電路等。在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要弄清楚各部件的功能，各個(gè)引腳的作用，以及如何將各硬件連接組合到一起。充分利用各部件的功能

17、，實(shí)現(xiàn)多功能的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)。2.2軟件設(shè)計(jì)在主程序模塊中，需要完成對(duì)各接口芯片的初始化、出租車起價(jià)和單價(jià)的初始化、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開(kāi)中斷、循環(huán)等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動(dòng)/清除標(biāo)志寄存器、路程寄存器和價(jià)格寄存器，并對(duì)它們進(jìn)行初始化。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程、計(jì)時(shí)和計(jì)價(jià)等不同的操作啟動(dòng)計(jì)價(jià)，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛路程是否已超過(guò)起價(jià)公里數(shù)。若已超過(guò)，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來(lái)計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并將結(jié)果存于價(jià)格寄存器中，然后將時(shí)間和當(dāng)前累計(jì)價(jià)格送顯示電路顯示出來(lái)。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開(kāi)關(guān)沒(méi)有送來(lái)脈

18、沖信號(hào)，停止計(jì)價(jià)，顯示當(dāng)前所應(yīng)該付的金額和對(duì)應(yīng)的單價(jià)，到下次啟動(dòng)計(jì)價(jià)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)顯示清零，并重新進(jìn)行初始化過(guò)程。3. 硬件設(shè)計(jì)3.1 STC89C52單片機(jī)介紹STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52有更加優(yōu)越的性能。3.2 單片機(jī)各引腳功能說(shuō)明圖3-2 STC89C52引腳圖下面對(duì)STC89C52各引腳的功能進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹：1)電源

19、引腳 VCC(40腳)：電源端為+5V GND(20腳)：接地端。 2)時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL2(18腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的一端。在單片機(jī)內(nèi)部它是振蕩電路反向放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。若需采用外部時(shí)針電路時(shí)，該引腳輸入外時(shí)鐘脈沖。要檢查89C52的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號(hào)輸出。XTAL1(19腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在片內(nèi)，它是振蕩電路反向放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。 3)控制信號(hào)腳 RST ALE PSEN 和EA。 RST(9腳)：RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。在此

20、輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期)的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。ALE/PROG（30引腳）：地址鎖存允許信號(hào)端。當(dāng)STC89C52上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)。此頻率為振蕩器頻率fosc的1/6，當(dāng)CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE輸出信號(hào)作為鎖存低8位地址的控制信號(hào)。在CPU訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，每取值一次（一個(gè)機(jī)器周期）會(huì)丟失一個(gè)脈沖。平時(shí)不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)時(shí)，ALE端也以1/6的振蕩頻率固定輸出正脈沖，因而ALE信號(hào)可以用作對(duì)外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)。如果你想看一下STC89C52芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有脈沖信號(hào)輸出，如有脈沖信號(hào)輸出，則STC89C5

21、2基本上是好的。ALE的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力為8個(gè)LS型TTL（低功耗高速TTL）。 PSEN（29腳）；程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)引腳，在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引腳接ERROM的OE端。PSEN端有效，即允許讀出ERROM/ROM中的指令碼。CPU在從外部ERROM/ROM取指令期間，每個(gè)周期PSEN兩次有效。不過(guò)，在訪問(wèn)片外RAM時(shí)，要少產(chǎn)生兩次PSEN負(fù)脈沖信號(hào)。要檢查一個(gè)STC89C52小系統(tǒng)上電后CPU能否正常到ERROM/ROM中讀取指令碼，也可用于示波器看PSEN端有無(wú)脈沖輸出。如有，說(shuō)明基本上工作正常。EA/VPP（31腳）：外部程序存儲(chǔ)器地址

22、允許輸入端/固化編程電壓輸入端。當(dāng)EA引腳接高電平時(shí)，CPU只訪問(wèn)片內(nèi)ERROM/ROM并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。但在PC（程序計(jì)數(shù)器）的值超過(guò)OFFFH（對(duì)8751/8051為4k）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)出入信號(hào)EA引腳接低電平（接地）時(shí)，CPU只訪問(wèn)外部ERROM/ROM并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。對(duì)于無(wú)芯片內(nèi)的ROM的8031或8032，須外擴(kuò)ERROM，此時(shí)必須將EA引腳接地。如果使用有片內(nèi)ROM的STC89C52，外擴(kuò)ERROM也是可以的，但也要使EA接地。4)I/O（輸入/輸出端口，P0，P1，P2，P3）P0口：P0口是一個(gè)漏極開(kāi)

23、路的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。P1口：8位準(zhǔn)雙向I/O端口。P2口：即可以做地址總線輸出地址高8位，也可以做普通I/O用，（此時(shí)為準(zhǔn)雙向口）。P3口：雙功能口，即可以做普通I/O口用（此時(shí)為準(zhǔn)向口，也可以按每位定義實(shí)現(xiàn)第二功能操作）。見(jiàn)表1表1 P3口的第二功能表引腳第二功能P3.0RXD （串行輸入口）P3.1TXD （串行輸出口）P3.2INT0（外部中斷0）P3.3INT1（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0外部中斷）P3.5T1（定時(shí)器1外部中斷）P3.6WR（外部存儲(chǔ)器寫選通）P3.7RD（外部存儲(chǔ)器讀寫通）3.3 振蕩電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳XT

24、AL1，其輸出端為引腳XTAL2。通過(guò)這兩個(gè)引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取20pF）。這樣就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 振蕩電路脈沖經(jīng)過(guò)二分頻后作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，再在二分頻的基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生ALE信號(hào)，此時(shí)得到的信號(hào)時(shí)機(jī)器周期信號(hào)。振蕩電路如圖3-3所示：圖3-3振蕩電路3.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只要按圖中的RESET鍵，電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后，通過(guò)外部電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位操作。上電瞬間RESET引腳獲

25、得高電平，隨著電容的充電，RERST引腳的高電平將逐漸下降。RERST引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。按鍵復(fù)位電路圖如圖3-4所示。圖3-4復(fù)位電路3.5 鍵盤接口電路設(shè)計(jì)(1) 獨(dú)立式鍵盤：獨(dú)立式鍵盤中，每個(gè)按鍵占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵電路相對(duì)獨(dú)立。I/O口通過(guò)按鍵與地相連，I/O口有上拉電阻，無(wú)鍵按下時(shí)，引腳端為高電平，有鍵按下時(shí)，引腳電平被拉低。I/O口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外部可不接上拉電阻。鍵盤接口電路如圖3-5所示：圖3-5鍵盤接口電路3.6 顯示電路設(shè)計(jì)3.6.1 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種

26、，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別如圖3-6-1所示。圖3-6-1 LM016L結(jié)構(gòu)圖LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： 容量:16×2個(gè)字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引腳功能說(shuō)明：1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無(wú)背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表1所示：表1引腳接口說(shuō)明表編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4

27、數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為

28、高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。3.6.2 顯示模塊采用1602液晶顯示接口電路圖3-6-2顯示電路4. 軟件設(shè)計(jì)4.1 單片機(jī)資源使用在本次設(shè)計(jì)中電路鍵盤用到了P2口，其中P2.0到P2.5口作為鍵盤的輸入，顯示電路用到了P1和P3口，P1口為液晶的數(shù)據(jù)口。4.2 單片機(jī)軟件模塊設(shè)計(jì)4.2.1 中斷子函數(shù)對(duì)于中斷程序，只要定時(shí)器計(jì)數(shù)滿就會(huì)產(chǎn)生中斷50ms中斷一次，共計(jì)20次，秒鐘加1，秒鐘計(jì)滿再分鐘加，當(dāng)分鐘加到99時(shí)全部清零。以下是中斷

29、子函數(shù)的流程圖如圖4-2-1所示：圖4-2-1中斷子程序流程圖4.2.2 判鍵子函數(shù) 對(duì)于獨(dú)立式鍵盤判鍵，首先看有鍵按下不，如果有鍵按下則延時(shí)一會(huì)兒，在判斷是否真的有鍵按下，如果確實(shí)有鍵按下，再判鍵釋放，最后執(zhí)行鍵功能程序。判鍵子函數(shù)的流程框圖如圖4-2-2所示： 圖4-2-2判鍵子程序流程圖4.2.3 顯示子程序 1602液晶是字符型液晶，它的內(nèi)部自帶字符庫(kù)，它可以寫兩行的字符，同時(shí)每行可以寫40個(gè)字符，在寫顯示程序的時(shí)候，我們先寫命令，再設(shè)定字符顯示，最后寫數(shù)據(jù)，在每寫一次命令或數(shù)據(jù)都需要判斷液晶是否忙。液晶顯示程序流程圖如圖4-2-3所示： 圖4-2-3顯示子程序流首先是LCD的初始化，

30、初始化完成后對(duì)LCD進(jìn)行寫命令，如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)LCD忙，則繼續(xù)進(jìn)行判斷是否忙，如果系統(tǒng)不忙，則寫入命令，如果命令未寫完成則繼續(xù)寫命令，寫命令完成后進(jìn)行字符設(shè)置，然后寫入數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的寫入之后再判斷LCD是否處于忙的狀態(tài)，如果判斷未忙的狀態(tài)后繼續(xù)進(jìn)行判斷，如果不忙，則寫入數(shù)據(jù)響應(yīng)成功后進(jìn)行顯示。4.3 總程序流程框圖整體程序的流程框圖如圖4-3所示：圖4.3整體程序的流程框圖4.4. 使用軟件proteus的介紹 Proteus軟件是來(lái)自英國(guó)Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，它組合了高級(jí)原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)

31、系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來(lái)的持續(xù)開(kāi)發(fā),被電子世界在其對(duì)PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)的比較文章中評(píng)為最好產(chǎn)品“The Route to PCB CAD”。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù),用戶可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。其功能模塊:個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真；ARES PCB設(shè)計(jì)。PROSPICE 仿真器的一個(gè)擴(kuò)展PROTEUS VSM:便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計(jì)的協(xié)同仿真。此外，還可以結(jié)合微控制器

32、軟件使用動(dòng)態(tài)的鍵盤，開(kāi)關(guān)，按鈕，LEDs甚至LCD顯示CPU模型。支持許多通用的微控制器,如PIC，AVR，HC11以及8051。最新支持ARM。交互的裝置模型包括：LED和LCD顯示，RS232終端，通用鍵盤，I2C，SPI器件。強(qiáng)大的調(diào)試工具，包括寄存器和存儲(chǔ)器，斷點(diǎn)和單步模式。IAR C-SPY 和Keil uVision2等開(kāi)發(fā)工具的源層調(diào)試。應(yīng)用特殊模型的DLL界面-提供有關(guān)元件庫(kù)的全部文件 。 5. 系統(tǒng)測(cè)試5.1 計(jì)價(jià)器模式測(cè)試 完成設(shè)計(jì)之后，上電，按系統(tǒng)電源啟動(dòng)按鍵，設(shè)備顯示屏顯示初始化狀態(tài)，屏幕 上顯示運(yùn)行里程，等待時(shí)間（00:00:00），出租車起步價(jià)（010.0元），超過(guò)

33、起步里程數(shù)（3公里）后的每公里單價(jià)（1.4元）。 計(jì)價(jià)器分為2種模式，白天模式和夜晚模式，使用按鍵選定相應(yīng)模式后，LCD顯示屏上將顯示夜晚模式時(shí)設(shè)定的參數(shù)，使用按鍵進(jìn)行運(yùn)行里程和等待時(shí)間的模仿，等待時(shí)間按鈕每按一次等待時(shí)間增加1分鐘，里程按鍵每按一次里程數(shù)增加0.1公里。進(jìn)行測(cè)試，計(jì)價(jià)器可以準(zhǔn)確的顯示計(jì)價(jià)金額及里程數(shù)等相應(yīng)信息。系統(tǒng)初始狀態(tài)測(cè)試如圖5-1所示：圖5.1系統(tǒng)初始狀態(tài)系統(tǒng)等待時(shí)間測(cè)試如圖5-2所示：圖5.2系統(tǒng)等待時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行里程測(cè)試如圖5-3所示：圖5.3系統(tǒng)運(yùn)行里程測(cè)試可以從圖4.3看出，當(dāng)模擬出租車運(yùn)行1公里后，出租車的計(jì)價(jià)器金額變成11.4，符合我們當(dāng)初設(shè)計(jì)要求，可以精

34、確的進(jìn)行計(jì)價(jià)。5.2 計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)參數(shù)測(cè)試啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)入系統(tǒng)后，分別選擇白天和夜晚模式后進(jìn)行基本參數(shù)的設(shè)定測(cè)試，例如白天參數(shù)設(shè)定為蘭州出租車現(xiàn)在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，起步價(jià)3公里10元，超過(guò)3公里每公里1.4元，夜晚參數(shù)設(shè)定為起步價(jià)3公里10元，超過(guò)3公里每公里1.6元。對(duì)系統(tǒng)完成參數(shù)設(shè)定后，我們分別用白天模式和夜晚模式進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試完畢后我們會(huì)看到系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的顯示計(jì)價(jià)金額及里程數(shù)等相應(yīng)信息。所以次計(jì)價(jià)器的計(jì)價(jià)參數(shù)配置正確。5.3 計(jì)價(jià)器穩(wěn)定性測(cè)試啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)入系統(tǒng)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行情況良好，再不停的進(jìn)行按鍵壓力測(cè)試，設(shè)備運(yùn)行情況良好。通過(guò)以上各種測(cè)試，可以得出結(jié)論，此款基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的性能

35、穩(wěn)定，易于操作和使用。但有些方面還可以進(jìn)一步擴(kuò)展，以后會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，使其更加完美。6. 總結(jié)出租車計(jì)費(fèi)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測(cè)試已經(jīng)全部完成，能按預(yù)期的效果進(jìn)行實(shí)現(xiàn)特定功能,并能夠通過(guò)LCD顯示車費(fèi)金額。本款出租車計(jì)價(jià)器包括單價(jià)輸出、單價(jià)調(diào)整、以及白天和晚上運(yùn)營(yíng)模式之分。另外，多功能出租車計(jì)價(jià)器還具有性能可靠、電路簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，加上經(jīng)過(guò)優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。幾個(gè)月來(lái)，經(jīng)過(guò)自己努力和老師同學(xué)的幫助，基本上完成了設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容，在系統(tǒng)可行性分析、原理圖設(shè)計(jì)等方面都作了許多實(shí)際工作，取得了一些成績(jī)，同時(shí)也遇到了一些問(wèn)題，存在一些不足。經(jīng)過(guò)這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)和工作，我覺(jué)得自己不

36、論是在理論知識(shí)方面還是在動(dòng)手能力方面都有了不小的進(jìn)步，自己從中受益匪淺。這次設(shè)計(jì)很好的把以前學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，使我認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)與實(shí)踐之間有一定的差距，只有通過(guò)不斷的努力學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能很好的把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，也只有通過(guò)不斷的實(shí)踐才能對(duì)理論知識(shí)的理解。通過(guò)這次設(shè)計(jì)不僅學(xué)會(huì)了如何去查找相關(guān)資料，更重要的是通過(guò)查找資料和翻閱書籍學(xué)到了不少知識(shí)，擴(kuò)大了知識(shí)面，提高了知識(shí)水平。經(jīng)過(guò)單元設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)鞏固了以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，自己真正認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，為以后的學(xué)習(xí)和工作提供了很多有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了自己的動(dòng)腦能力和動(dòng)手能力，也提高了我思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的

37、能力，更重要的是學(xué)會(huì)用工程化的思想來(lái)解決問(wèn)題。這在以前的學(xué)習(xí)過(guò)程中是不曾學(xué)到的。在短短的三個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，在很大程度上得益于王老師的幫助。這次設(shè)計(jì)是我認(rèn)真認(rèn)識(shí)到完整、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思想是多么的重要，只有擁有了科學(xué)的態(tài)度才能設(shè)計(jì)出有用的產(chǎn)品。另外通過(guò)本次設(shè)計(jì)，是我認(rèn)識(shí)到自己理論知識(shí)的應(yīng)用能力有很大的欠缺，需要在以后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步提高。參考文獻(xiàn)1 李廣弟,朱月秀,冷祖祁.單片機(jī)基礎(chǔ)M.第3版.北京航空航天大學(xué)出版社，2007年1月2李華.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社,19963 馬忠梅，張凱，馬巖，單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，M，北京：北京航

38、空航天大學(xué)出版社，2003.11；4 胡輝，單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)21世紀(jì)高等院校規(guī)劃教材M,水利水電出版社，2005.7；5 劉守義，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)M，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1996.8；6 Jean J.Labrosse（美），著，邵貝貝等譯，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)M，UC/OS-II(第2版)7 楊寧王吳田蔚風(fēng)等高精度飛輪控制系統(tǒng)方案分析研究J航天控制，2004，22(3)：50一538 彭為，黃科，雷道仲.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講M.北京：電子工業(yè)出版社.2007年9 李學(xué)禮.基于Proteus的8051單片機(jī)實(shí)例教程M.北京：電子工業(yè)出版社，2008年10 陳伯時(shí)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制

39、系統(tǒng)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：103107。11 張毅剛彭喜元. MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)M.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2003年12 周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社，2002(11)13 徐愛(ài)鈞.單片機(jī)原理實(shí)用教程基于Proteus虛擬仿真M.北京：電子工業(yè)出版社.2009年14Texas Instruments Incorporated TMS320c54x DSPJ.BI0SUsers Guide SPRU326C,2000515劉涳主編.畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2008年致謝本論文是在王鈞導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和培養(yǎng)

40、使我在各個(gè)方面都受益非淺.在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及獨(dú)立工作的能力有了很大的提高。王老師的淵博學(xué)識(shí)和豐富經(jīng)驗(yàn)給我留下了深刻的印象。從王老師那里我學(xué)到的不僅是專業(yè)知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題科學(xué)解決的方法，更為重要的是勤奮和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神以及對(duì)學(xué)生的認(rèn)真負(fù)責(zé)，老師的諄諄教誨使我受益匪淺，在此向王老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！感謝家人給予我學(xué)業(yè)上和生活上的支持與照顧。同時(shí)感謝給予我?guī)椭母魑焕蠋?、同學(xué)以及朋友們！ 附錄1 元件清單表8-1元器件清單 名稱規(guī)格數(shù)量備注電阻2001個(gè)1K1個(gè)10K5個(gè)1002個(gè)電容20pF2個(gè)10F2個(gè)極性電容發(fā)光二極管3個(gè)按鍵7個(gè)直流電機(jī)1個(gè)晶振12MHz1個(gè)芯片STC89C5

41、21塊1602液晶1塊內(nèi)帶字符庫(kù)附錄2 原理圖附錄3 單片機(jī)程序#include <reg52.h> /調(diào)用單片機(jī)頭文件#define uchar unsigned char /無(wú)符號(hào)字符型 宏定義變量范圍0255#define uint unsigned int /無(wú)符號(hào)整型 宏定義變量范圍065535uchar miao,fen = 0,shi;uchar flag_bai_hei; /白天的晚上的標(biāo)志位uchar value;uint bai_3l_price = 100; /白天3千米內(nèi)的單價(jià) 10元uint bai_3w_price = 14; /白天3千米外的單價(jià)/千米

42、 1.4元uint bai_wait_price = 5; /白天等待時(shí)的單價(jià)/分鐘 0.5元uint wan_3l_price = 100; /晚上3千米內(nèi)的單價(jià)/千米 10元uint wan_3w_price = 22; /晚上3千米外的單價(jià)/千米 1.6元uint wan_wait_price = 10; /晚上等待時(shí)的單價(jià)/分鐘 1元uint distance = 0; /行使的距離uint zong_jia; /總的價(jià)bit flag_300ms = 0;bit flag_1s ;bit flag_time_en = 0;#include "lcd1602.h"/

43、*1ms延時(shí)函數(shù)*/void delay_1ms(uint q)uint i,j;for(i=0;i<q;i+)for(j=0;j<120;j+);#include "iic.h"void write_iic_data()write_24c02(0,flag_bai_hei);write_24c02(1,bai_3l_price % 256); /保存數(shù)據(jù)write_24c02(2,bai_3l_price / 256); /保存數(shù)據(jù)write_24c02(3,bai_3w_price % 256); /保存數(shù)據(jù) write_24c02(4,bai_3w_pri

44、ce / 256); /保存數(shù)據(jù) write_24c02(5,bai_wait_price % 256); /保存數(shù)據(jù) write_24c02(6,bai_wait_price / 256); /保存數(shù)據(jù) write_24c02(7,wan_3l_price % 256); /保存數(shù)據(jù)write_24c02(8,wan_3l_price / 256); /保存數(shù)據(jù)write_24c02(9,wan_3w_price % 256); /保存數(shù)據(jù) write_24c02(10,wan_3w_price / 256); /保存數(shù)據(jù) write_24c02(11,wan_wait_price % 25

45、6); /保存數(shù)據(jù) write_24c02(12,wan_wait_price / 256); /保存數(shù)據(jù) /*自動(dòng)初始化保存的數(shù)據(jù)*/void zidong_chushifa_iic()value = read_24c02(200);value = read_24c02(200);if(value != 0x91)/新的單片機(jī)初始單片機(jī)內(nèi)問(wèn)EEPOMvalue = 0x91;write_iic_data();write_24c02(200,value); /保存數(shù)據(jù)delay_1ms(300);/*讀出來(lái)保存的數(shù)據(jù)*/void read_iic_data()flag_bai_hei = re

46、ad_24c02(0);bai_3l_price = read_24c02(2);bai_3l_price = bai_3l_price * 256 + read_24c02(1);bai_3w_price = read_24c02(4);bai_3w_price = bai_3w_price * 256 + read_24c02(3);bai_wait_price = read_24c02(6);bai_wait_price = bai_wait_price * 256 + read_24c02(5);wan_3l_price = read_24c02(8);wan_3l_price = w

47、an_3l_price * 256 + read_24c02(7);wan_3w_price = read_24c02(10);wan_3w_price = wan_3w_price * 256 + read_24c02(9);wan_wait_price = read_24c02(12);wan_wait_price = wan_wait_price * 256 + read_24c02(11);/*獨(dú)立按鍵處理函數(shù)*/#define key_io P2uchar key_can;void key()static uchar key_new = 0,key_old = 0,key_value

48、 = 0;key_io |= 0x3f;if(key_new = 0) /按鍵松開(kāi)if(key_io & 0x3f) = 0x3f)key_value +;else key_value = 0;if(key_value >= 5) /按鍵松開(kāi)松手檢測(cè)key_value = 0;key_new = 1;/按鍵松開(kāi)后進(jìn)入等待按鍵狀態(tài)else if(key_io & 0x3f) != 0x3f) /按鍵按下key_value +;else key_value =0;if(key_value >= 5)/按鍵按下消抖key_value = 0;key_new = 0; /按

49、鍵松開(kāi)后進(jìn)入等待松開(kāi)按鍵狀態(tài)key_can = 20;if(key_new = 0) && (key_old = 1)switch(key_io & 0x3f)case 0x3e: key_can = 1; break; /得到按鍵值 case 0x3d: key_can = 2; break; /得到按鍵值 case 0x3b: key_can = 3; break; /得到按鍵值 case 0x37: key_can = 4; break; /得到按鍵值 case 0x1f: key_can = 5; break; /得到按鍵值 case 0x2f: key_can = 6; break; /得到按鍵值 /write_sfm2(2,0,key_can); /按鍵按下顯示按鍵值key_old = key_new;#include "menu.h"/*對(duì)應(yīng)菜單內(nèi)的處理函數(shù)*/void menu_dis()if(menu_1 = 0)if(key_can = 10)distance +;write_sfm4(1,0,distance); if(key_can = 5) /清零 從新計(jì)價(jià)fla