基于Proteus的單片機出租車計價器的設計

1、 基于Proteus的單片機 出租車計價器的設計課程：學院：班級：姓名： 學號：小組其他成員：指導老師： 一、 設計背景 隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，對出租車計費器的要求也越來越高。二十世紀后半期，隨著集成電路和計算機技術的飛速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展，其實現(xiàn)方法經(jīng)歷了由分立元件、SSI、MSI到LSI、VLSI以及UVLSI的過程。同時為了提高系統(tǒng)的可靠性與通用性，微處理器和專業(yè)集成電路（ASIC）逐漸取代了通用全硬件LSI電路，而單片機開發(fā)的系統(tǒng)以其體積小、重量輕、功耗低、速度快、成本低、保密性好而脫穎而出?，F(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動計費器，所以計費器技術的發(fā)展已成定局。而部分小

2、城市尚未普及，但隨著城市建設日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，計費器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計費器的市場還是十分有潛力的。二、設計方案1.設計功能：計價功能:3.5公里以內(nèi)（含3.5公里）價格為8 元, 超過3.5公里以后每0.5公里加0.8 元, 不足0.5公里按0.5公里計。2.設計過程： 分為軟件設計及硬件設計兩個主要部分。其中，軟件設計包括基于C語言的單片機源程序設計。硬件設計包括四個模塊的設計即：主控模塊，通信模塊，電源模塊，按鍵及顯示模塊。三、軟件設計1.設計流程單片機的軟件設計流程如右圖所示其中初始化模塊由硬件初始化和軟件初始化兩部分組成, 硬件初始化主

3、要是對單片機及其它相關芯片進行初始化; 而軟件初始化主要是對各種軟件標志進行初始化, 同時將斷電前保存的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)讀入單片機的RAM中。2.單片機源程序#include "at89x51.h"#include "intrins.h"#define uchar unsigned charuchar a,b=0,temp=0x01;unsigned char table= 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F, 0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0x

4、FF,0xEF ; unsigned char table1= 0xBF,0x3F,0x3F,0x3F,0x3F,0xBF,0x3F,0x3F; int m=0,n=10,ge=0,shi=0,h=0;uchar n1=0,n2=0,n3=0,n4=0,n5=0,n6=0,n7=0,n8=0; void delay (uchar t) for(t1=0;t1<10;t1+) for(t2=0;t2<t;t2+);void init () P1_3=0;P2=0xff;P0=table10;delay(10);void display () P2_0=0;P0=tablen1+10;

5、delay(1);P2_0=1; P2_1=0;if(h<3000) P0=tablen2;delay(1);P2_1=1;else P0=tablen2+n;delay(1);P2_1=1; P2_2=0;P0=tablen3;delay(10);P2_2=1; P2_3=0;P0=tablen4;delay(1);P2_3=1;P2_4=0;P0=tablen5;delay(1);P2_4=1; P2_5=0;P0=tablen6;delay(1);P2_5=1; P2_6=0;P0=tablen7;delay(1);P2_6=1; P2_7=0;P0=tablen8;delay(1

6、);P2_7=1;void display1() n7=n7+8; if(n7<10) n7=n7; else n7=n7-10; n6+; if(n6=20) / n6=10; n5+; if(n5=10) n5=0;n4+; void main() TMOD=0X01; TH0=0X00; TL0=0X00; ET0=1; TR0=1; init();while(1) if( P1_1=0 ) EA=0; init();break;if(P1_0=0 ) EA=1; else EA=0; display (); void int0() interrupt 1 TH0=0X00; TL

7、0=0X00; b+; h+; if(b=3) b=0; if(n3<10) n3+; if(n3=10) n3=0; n2+; if(n2=10)n2=0; n1+; if(n1<1) n4=n5=n7=n8=0; n6=18; / 運行到9.99 if(n1=9 && n2=9 && n3=9) n1=m-9; n2=0; n3=0; if(h>3000 && h<5700) / if( n3=0 | n3=5) display1(); if(n1=3 && n2=5 && n3=0)

8、| (n1>3 && n2=0 && n3=0) | (n1>3 && n2=5 && n3=0)display1(); 3.仿真電路圖四、硬件設計系統(tǒng)主要由一個STC89C52 單片機、74LS373、兩個4 位數(shù)碼管等組成。通用STC89C52 單片機芯片作為整個電路的核心部分、74LS373 作為LED 段選控制、開關輸入控制信號。包含主控，通信，按鍵及顯示，電源四個模塊。如右圖所示。1.主控模塊（1）STC89C52處理芯片 主要性能:與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容 、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲

9、器、 1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz33Hz 、三級加密程序存儲器 、 32個可編程I/O口線、三個16位定時器/計數(shù)器八個中斷源、全雙工UART串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時器 、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符 。功能特性描述：STC89C52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入

10、式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 STC89C52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。8 位微控制器 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 FlashP0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙

11、向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。P2 口：P

12、2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR） 時，P2 口送出高八位地址。在這種應用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙

13、向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P3.5 T1(定時/計數(shù)器1)P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)RST復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。ALE/PROG當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定

14、時目的。PSEN程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當STC89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。引腳圖：見下圖（2）74LS373功能說明：373為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器。373 的輸出端 O0 O7 可直接與

15、總線相連。當三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時，O0O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。當 OE 為高電平時，O0O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當鎖存允許端 LE 為高電平時，O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當 LE 為低電平時，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。引腳圖：見上圖DnLEOEOnHHLHLHLLXLLQ0XXH高阻態(tài)引出端符號：D0D7 數(shù)據(jù)輸入端OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效）LE 鎖存允許端O0O7 輸出端真值表：見右圖2.通信模塊右圖為通信模塊組成圖, 它主要由單片機的兩個I/ O 口、和一些電阻電容等組成。圖中電阻均為10k ,

16、 電容均為10F;單片機的P30 為串行數(shù)據(jù)接收腳、P31 為串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳, 3.按鍵及顯示模塊該模塊由一片74LS373、20 個數(shù)碼管及組成。該模塊有三個開關鍵, 分別設為A、B、C開關?？哲嚑顟B(tài)按下C開關,計費器進入載客狀態(tài); 空車狀態(tài)按下B 開關, 計費器進入計費狀態(tài); 若按下A 開關,再次進入空車狀態(tài)。4.電源模塊該模塊為穩(wěn)壓電源, 用于將輸入電源變?yōu)榉€(wěn)定的5V 電源。五、調(diào)試為檢驗設計的電路和程序, 將調(diào)試的程序固化到制作的實物電路板單片機中, 得到的實物運行實驗結果與Proteus 的仿真結果完全一致。六、總結1.作品設計總結該設計結果完成了設計方案中所要求的功能。通過出租車計

17、費系統(tǒng)的設計中, 利用Proteus 軟件極大地提高了工作效率, 這對于單片機應用系統(tǒng)、電子電路的開發(fā)等都有很大的實用價值。2.個人課程心得經(jīng)過這段時間電子技術綜合設計的學習，我更多的懂得了查找資料對電子設計的重要性。作為一個經(jīng)驗極其缺乏的學生來說，想通過老師在課堂上的講解就能精通一門課程，尤其是想自己設計一個有點創(chuàng)新和復雜性的東西來，我個人認為那是不現(xiàn)實的。畢竟在課時有限的教學中，老師也只能講解一些比較基礎的重點的內(nèi)容，所以作為一個大學生，我們要充分利用手上的工具和圖書館龐大的書籍，我們要不斷的在探索中學習。本次的實習，我們小組做的是出租車計費系統(tǒng)的設計。在課程開始之后，我們小組就去查找相關資料，經(jīng)過幾天的資料收集之后，我們開始動手嘗試。我們分工合作，每人承擔不同的任務，但又互相配合，互相幫助。我懂得了團隊合作的重要性。另外在本次實習中，我也復習了單片機原理及數(shù)字電子技術的一些相關知識，如時鐘電路的工作原理，單片機基本程序設計原理，這些課堂知識為本次的學習做了輔導，正是有了這些知識，才使得我在實習過程中能夠收獲很大。因此作為一個在校大學生，雖然實踐的機會比較少，但我