重慶郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 編 號： 審定成績： 重慶郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)學(xué) 院 名 稱 ：自動(dòng)化學(xué) 生 姓 名 ：孫啟家專 業(yè) ：自動(dòng)化班 級 ：0811101學(xué) 號 ：2011212721指 導(dǎo) 教 師 ：陳 勇答辯組 負(fù)責(zé)人 ：虞繼敏填表時(shí)間： 2015 年 5 月重慶郵電大學(xué)教務(wù)處制專心-專注-專業(yè)誠信承諾書本人慎重承諾和聲明：本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成，沒有剽竊和抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果，未篡改研究數(shù)據(jù)，若有違規(guī)行為的發(fā)生，我愿接受學(xué)校處理，并承擔(dān)一切法律責(zé)任。 論文

2、作者簽名：年 月 日摘 要隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，城市的交通日趨完善，出租車計(jì)價(jià)器的應(yīng)用也越來越廣泛。雖然私家車的擁有量在大幅度地提高，但是出租車還是在我國的交通運(yùn)輸中承擔(dān)著重要的角色。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)出租車營運(yùn)收費(fèi)的專用智能化儀表。用戶不僅要求計(jì)價(jià)器性能穩(wěn)定、計(jì)價(jià)準(zhǔn)確，而且對它的要求也越來越高。本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)為中央處理器，采用有A44E霍爾傳感器芯片為核心的測距電路對出租車所轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對行駛里程的測量；同時(shí)，采用24C02存儲芯片對計(jì)價(jià)器數(shù)據(jù)進(jìn)行掉電保護(hù)；計(jì)價(jià)顯示采用LCD1602液晶顯示屏對測量數(shù)據(jù)、單價(jià)、

3、總價(jià)、等待時(shí)間進(jìn)行顯示。為了能對計(jì)價(jià)場景和單價(jià)進(jìn)行調(diào)整，本設(shè)計(jì)還增加了一組鍵盤來滿足系統(tǒng)對各種可能情況進(jìn)行控制的要求，實(shí)現(xiàn)了對白天、夜晚起步價(jià)以及單價(jià)調(diào)整等情況的處理。系統(tǒng)通過軟件和硬件兩部分的調(diào)試，在功能上滿足了設(shè)計(jì)的要求，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。同時(shí)，本設(shè)計(jì)最大程度的傾向于簡潔、低成本，側(cè)重于實(shí)用性，以期符合市場的需求?！娟P(guān)鍵詞】出租車計(jì)價(jià)器 STC89C52 A44E霍爾傳感器 LCD1602 單片機(jī)ABSTRACTWith the rapid development of Chinese economy, peoples living standards has a remarkable i

4、mprovement, access to the citys maturing,and taxi meter applications are increasingly widespread.Although private car ownership in greatly improved, but the taxi still bear a significant role in the countrys transportation.Taxi taxi meter is an indispensable instrument, it is responsible for the ope

5、ration and costs of special intelligence taxi meter. Users not only requires meter stable, accurate pricing, and its requirements are also increasing.The research use STC89C52 micro-controller processor as CPU, there A44E Hall sensor chip as the core of the ranging circuit for the taxi to count the

6、number of turns, realize the measurement of the mileage; at the same time, the use of memory chip 24C02 meter data brownout protection; and use LCD1602 to display the measurement data of unit price, total price, the waiting time.In order to be able to adjust pricing scenarios and unit price, the des

7、ign also adds a set of keyboard system to meet a variety of possible situations control requirements, the realization of the day, night, etc. starting price and unit price adjustment process. System through the debugging software and hardware parts, in function to meet the design requirements, to ac

8、hieve the desired objectives. At the same time, the design tends to the greatest degree of simplicity, low cost, focusing on practical, in order to meet the needs of the market.【Key words】 Taxi meter STC89C52 A44E Hall sensor SCM目 錄 前 言出租車行業(yè)在我國是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè)，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，出租汽車已成為城市公共交通的重要組成部分。出租汽車計(jì)

9、價(jià)器是一種能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行計(jì)價(jià)，并直接顯示車費(fèi)值的計(jì)量器具。計(jì)價(jià)器是出租汽車的經(jīng)營者和乘坐出租汽車的消費(fèi)者之間用于公平貿(mào)易結(jié)算的工具，因而計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到經(jīng)營者和消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益。依據(jù)國家有關(guān)法律、法規(guī)，出租汽車計(jì)價(jià)器是列入國家首批強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具之一，也是近年來國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)化管理的六類重點(diǎn)計(jì)量器具之一。最早的計(jì)價(jià)器全部采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡單的計(jì)程功能，可以說早期的計(jì)價(jià)器就是一個(gè)里程表。隨著科學(xué)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。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可以完成計(jì)價(jià)的工作

10、。大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善.當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后，現(xiàn)代出租車計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了，它可以完成計(jì)程，計(jì)價(jià)，顯示等基本工作。同時(shí)，單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。目前市場上有很多種款式的計(jì)價(jià)器，功能齊全，品種豐富，但是價(jià)格一直高居不下，而這種情況與科技發(fā)展帶來的優(yōu)點(diǎn)背道而馳了，因此一款低成本的計(jì)價(jià)器不僅是科技發(fā)展的趨勢，同時(shí)也是市場的迫切需求。要設(shè)計(jì)一個(gè)合理的出租車計(jì)價(jià)器，就要同時(shí)兼顧消費(fèi)者和司機(jī)兩方面。消費(fèi)者關(guān)心計(jì)價(jià)的精確性，司機(jī)關(guān)心的是計(jì)價(jià)器的成本、實(shí)用特性。因此本設(shè)計(jì)STC89C52為核心，設(shè)計(jì)一款能

11、實(shí)時(shí)顯示消費(fèi)金額、單價(jià)、里程、等待時(shí)間等功能的出租車計(jì)價(jià)器，并且具有簡單、易操作、低成本等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)就是在滿足消費(fèi)者和司機(jī)的要求的基礎(chǔ)上，力求低成本、易操作。在后面的章節(jié)中將具體講解本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路、方案選擇、設(shè)計(jì)原理、軟硬件設(shè)計(jì)和軟硬件調(diào)試等。 第一章 出租車計(jì)價(jià)器概述第一節(jié) 出租車計(jì)價(jià)器的發(fā)展歷史及趨勢出租車作為公共交通工具的一員，在經(jīng)歷了公交車、三輪車繁盛的時(shí)代后，在八十年代初登上了我國交通工具的舞臺。而重慶起重機(jī)廠是當(dāng)時(shí)我國首個(gè)生產(chǎn)應(yīng)用于出租車的計(jì)價(jià)器的公司，在當(dāng)時(shí)令很多人耳目一新，這一突出成績也預(yù)示著出租車這一行業(yè)的興起。早期的出租車計(jì)價(jià)器是基于我國的機(jī)械技術(shù)制作的，能夠?qū)囕v行使

12、的里程進(jìn)行測量，僅僅相當(dāng)于一個(gè)里程表。隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出租車計(jì)價(jià)器經(jīng)過時(shí)間的洗滌，在功能上也不斷完善，擺脫了以前的粗笨、繁瑣。隨著單片機(jī)的出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后，極大地推動(dòng)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展，現(xiàn)代出租車計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了，外觀小巧、靈活，操作方便。它不僅可以完成計(jì)程、計(jì)價(jià)、顯示等基本工作，同時(shí)也為以后的各種外圍芯片相關(guān)的技術(shù)融合奠定了基礎(chǔ)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、人民生活水平的提高以及環(huán)保意識的增強(qiáng)，人們在外出工具選擇上更加具有時(shí)代特征。上世紀(jì)由于國民并不是很富裕，很多人外出選擇公交車，但是比較擁擠，環(huán)境又不好。到20世紀(jì)前后時(shí)間，大家都有了自己的交通工具，不管是自行車、機(jī)動(dòng)

13、車等，夠多的是燃油車輛，因此有了更多的選擇。但是伴隨著車輛燃油對空氣的污染，現(xiàn)在的人們更加注重環(huán)保，都更加傾向于公共交通工具，這時(shí)出租車的優(yōu)點(diǎn)就逐漸顯現(xiàn)出來，在隨后的這些年出租車已經(jīng)成為城市公共交通的重要組成部分。因此出租車計(jì)價(jià)器的重要性也就不言而喻了。在出租車逐步成為城市交通的重要組成部分的同時(shí)，行業(yè)健康和發(fā)展也獲得越來越多的關(guān)注。因此，一款讓消費(fèi)者放心、司機(jī)們省心的計(jì)價(jià)器在計(jì)價(jià)器發(fā)展的幾十年間一直困擾著無數(shù)設(shè)計(jì)人員。從出租車計(jì)價(jià)器的發(fā)展史我們不難看出，科技不停進(jìn)步，計(jì)價(jià)器也是不斷發(fā)展，但是全電子化的計(jì)價(jià)器已是當(dāng)下發(fā)展的趨勢，基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器以其操作簡單、成本低，更加贏得了市場的青睞

14、。 第二節(jié) 出租車計(jì)價(jià)器現(xiàn)狀現(xiàn)在的出租車計(jì)價(jià)器處在一個(gè)新的水平，即以單片機(jī)為核心的計(jì)價(jià)器。隨著單片機(jī)技術(shù)不斷成熟及普及，同時(shí)單片機(jī)性能不斷提高而價(jià)格卻不斷下降，使得單片機(jī)控制技術(shù)廣泛的應(yīng)用于出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)當(dāng)中。目前市場上流行的單片機(jī)很多，比如51系列的89C51、89C52、89C53芯片等等，內(nèi)部存儲空間達(dá)到了4KB、8KB以及12KB的等，這些很容易滿足較為復(fù)雜設(shè)計(jì)。當(dāng)然還有其他種類的單片機(jī)，根據(jù)不同公司，種類繁多，比如AT、Philips、Intel、STC等等1，可供設(shè)計(jì)人員隨意選擇。伴隨著單片機(jī)的發(fā)展，其外圍芯片技術(shù)也不斷發(fā)展，使得計(jì)價(jià)器的功能進(jìn)一步增強(qiáng)，產(chǎn)生了許多附加功能。比如

15、：LCD顯示器的應(yīng)用：液晶顯示器的應(yīng)用，使得消費(fèi)信息，如單價(jià)、里程、消費(fèi)金額、等待時(shí)間等同時(shí)顯示在了液晶顯示器上，使乘客一目了然。語音芯片的應(yīng)用：在計(jì)價(jià)器工作過程中，能實(shí)現(xiàn)簡單的人機(jī)交流，更加具有人性化。掉電保護(hù)芯片的應(yīng)用：就像是一個(gè)“黑匣子”，使得計(jì)價(jià)器在遇到電源問題時(shí)能夠及時(shí)的把當(dāng)前的工作信息存儲起來，等電源恢復(fù)正常工作后系統(tǒng)能提取之前保存的信息，使得系統(tǒng)正常工作。使得計(jì)價(jià)器的系統(tǒng)更加完備。還有就是時(shí)鐘芯片的應(yīng)用：做成萬年歷的形式，給乘客和司機(jī)提供時(shí)間。這些附加功能的使用，大大的豐富了計(jì)價(jià)器的形式，使得計(jì)價(jià)器更加人性化、多樣化。21世紀(jì)以來，我國車輛的大規(guī)模增加，也在一定程度上增加環(huán)境污染

16、的程度，與此同時(shí)交通更加擁堵。而作為公共交通工具一員的出租車也變的愈發(fā)重要，能在一定程度上為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)，值得推廣。各種各樣的計(jì)價(jià)器也隨著科技水平的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此設(shè)計(jì)一款在出租車行業(yè)得到大家認(rèn)可的計(jì)價(jià)器有著重要的意義。第三節(jié) 本章小結(jié)本章主要是對出租車計(jì)價(jià)器的發(fā)展歷史的回顧和現(xiàn)階段發(fā)展的狀況進(jìn)行了一個(gè)簡單的敘述。這樣能夠在研究本課題之前對它有一個(gè)大體的了解。最后通過對本課題設(shè)計(jì)題目的分析以及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了大體的分析，確定了各個(gè)主要模塊，對本設(shè)計(jì)進(jìn)行了總體的概括，厘清了設(shè)計(jì)思路，為后面計(jì)價(jià)器的方案選擇、軟硬件部分的設(shè)計(jì)做好了鋪墊。第二章 設(shè)計(jì)方案論證第一節(jié) 設(shè)計(jì)要求出租車計(jì)價(jià)器已經(jīng)在我

17、國發(fā)展了幾十年，各方面技術(shù)也已經(jīng)相當(dāng)成熟。在對本次設(shè)計(jì)講解前，需要對本次設(shè)計(jì)的各種要求理解到位，從而避免偏題、跑題。本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)和任務(wù)以指導(dǎo)老師公布的任務(wù)書為準(zhǔn)，即根據(jù)乘客乘坐距離和等候時(shí)間進(jìn)行計(jì)價(jià)，并在行駛中同步顯示消費(fèi)的費(fèi)用，進(jìn)而設(shè)計(jì)一款能合理計(jì)費(fèi)的計(jì)價(jià)器。通過對本設(shè)計(jì)要求的理解，本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的都是計(jì)價(jià)器的最基本的功能。主要是對里程計(jì)價(jià)和等待時(shí)間計(jì)價(jià)兩個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，其他情況便可通過鍵盤處理模塊來補(bǔ)充。具體講解會在下面幾節(jié)具體講解。第二節(jié) 基本功能從設(shè)計(jì)要求來看，此次課題設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器的主要功能有：里程計(jì)價(jià)、等待計(jì)價(jià)、計(jì)價(jià)暫停、單價(jià)調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)復(fù)位、路程顯示、單價(jià)顯示、消費(fèi)顯示、等待時(shí)間

18、顯示等等。系統(tǒng)大體運(yùn)行過程是當(dāng)按下開始和確定按鍵后，測距傳感器即A44E霍爾傳感器會開始采集車輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)，然后把數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理，進(jìn)行里程計(jì)價(jià)。若車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，單片機(jī)會進(jìn)行延時(shí)檢測，當(dāng)確認(rèn)車輪靜止后，等到一段時(shí)間，進(jìn)行記錄等待時(shí)間，等待計(jì)價(jià)。等待計(jì)價(jià)是利用系統(tǒng)自帶的計(jì)時(shí)器T0進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)滿足等待計(jì)價(jià)要求時(shí)，系統(tǒng)會在消費(fèi)金額上加上等待計(jì)價(jià)的部分，同時(shí)把等待時(shí)間、消費(fèi)總金額、單價(jià)、里程等信息實(shí)時(shí)顯示在液晶顯示屏上，進(jìn)行人機(jī)交流。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，現(xiàn)把主要功能列述如下：一、計(jì)費(fèi)功能費(fèi)用的計(jì)算按照里程和等待時(shí)間進(jìn)行收費(fèi)。出租車白天起步價(jià)統(tǒng)一按照8.00元收費(fèi)，晚上按照10.00元進(jìn)行收

19、費(fèi)，并且還可以根據(jù)不同情況可進(jìn)行單價(jià)調(diào)整。當(dāng)里程3Km時(shí)，按白天或夜晚的單價(jià)（白天2元，夜晚3元）收費(fèi)，并且本設(shè)計(jì)的單價(jià)可通過鍵盤進(jìn)行調(diào)節(jié)；等待累計(jì)時(shí)間5min時(shí)，以0.6元/min收費(fèi)。當(dāng)?shù)却龝r(shí)間在5min之內(nèi)時(shí)不進(jìn)行計(jì)費(fèi)。二、顯示功能采用LCD1602作為顯示裝置，LCD1602體積小，畫面清晰3，對整個(gè)系統(tǒng)的外觀有很好的加分作用。LCD的選擇在后面的方案論證上會確定。顯示行駛里程：顯示方式為“S：000.0KM”，測量范圍為0-999Km，精確到0.1Km。顯示單價(jià)：顯示方式為“P：2.5”，單位為元，計(jì)價(jià)范圍為0-9.9元，精確到0.1元；顯示等候時(shí)間：顯示方式為“W：000”；單位為

20、min，計(jì)時(shí)范圍為0-999min，精確到1min；顯示總費(fèi)用：顯示方式為“P：0006.00y”,單位為y即元。計(jì)價(jià)范圍為0-9999元，精確到0.01元。三、鍵盤調(diào)節(jié)功能鍵盤部分負(fù)責(zé)對系統(tǒng)進(jìn)行不同的控制，同時(shí)對一些額外功能的補(bǔ)充。能夠?qū)崿F(xiàn)對計(jì)價(jià)器的運(yùn)行暫?？刂?，這樣不僅能夠完成計(jì)價(jià)器的基礎(chǔ)功能，同時(shí)暫停作用用來乘客結(jié)賬時(shí)，用來查驗(yàn)，符合乘客要求。能夠?qū)τ?jì)價(jià)器的里程單價(jià)進(jìn)行調(diào)整，這樣可以方便司機(jī)在白天和夜晚進(jìn)行單價(jià)轉(zhuǎn)換，同時(shí)遇特殊情況進(jìn)行單價(jià)調(diào)整。能夠?qū)崿F(xiàn)對白天、夜晚起步價(jià)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)中應(yīng)該通過實(shí)時(shí)時(shí)鐘對其進(jìn)行控制。第三節(jié) 方案論證及比較通過對本設(shè)計(jì)的了解以及所學(xué)知識的水平，在本設(shè)計(jì)

21、的方案論證上，提出了兩種符合當(dāng)前計(jì)價(jià)器發(fā)展趨勢的方案，即采用數(shù)字電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，每一種都有其他點(diǎn)，現(xiàn)詳述如下。方案一：鑒于對數(shù)字電路的知識的了解，可以采用數(shù)字電子技術(shù)來設(shè)計(jì)一款簡易計(jì)價(jià)器，該方案的流程框圖如圖2-3-1所示。里程信號檢測器行程里程計(jì)數(shù)器等待時(shí)間計(jì)數(shù)器起步價(jià)里程單價(jià)計(jì)數(shù)器10min單價(jià)計(jì)數(shù)器 譯 碼 顯 示 器 求 和 總 費(fèi) 計(jì) 數(shù) 器 數(shù) 據(jù) 鎖 存 器圖 2-3-1 基于數(shù)電技術(shù)的計(jì)價(jià)器結(jié)構(gòu)圖這種方法是利用數(shù)字電路技術(shù)中的555定時(shí)芯片結(jié)構(gòu)或外圍的晶振電路作為整個(gè)電路的時(shí)鐘脈沖信號，然后采用能夠計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)芯片對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，最后通過譯碼器組成的譯碼電路對數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，

22、將譯碼所得的數(shù)據(jù)送給數(shù)碼管進(jìn)行顯示3。這種方法原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)。但是處理數(shù)據(jù)的能力有限，顯示部分之也只能簡單地顯示一些簡單的數(shù)字。本設(shè)計(jì)需要顯示30個(gè)字符，而每個(gè)數(shù)碼管只能顯示一個(gè)字符，若全部顯示出設(shè)計(jì)要求的字符，則整個(gè)設(shè)計(jì)的硬件電路的體積會大了很多，雖然每個(gè)數(shù)碼管的成本比較低，但30個(gè)數(shù)碼管便不利于節(jié)約成本了。同時(shí)本系統(tǒng)還要額外添加555定時(shí)芯片的成本，另一方面利用555定時(shí)芯片產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號的精度牽涉到外設(shè)電容及環(huán)境溫度的影響，容易產(chǎn)生誤差，不容易掌控，需要時(shí)間去驗(yàn)證，太過麻煩。方案二：采用單片機(jī)技術(shù)，方案圖如圖2-3-2所示。鑒于當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及技術(shù)的逐漸成熟，采用單片機(jī)作為

23、核心處理器，STC89C52單片機(jī)擁有8KB的內(nèi)部程序存儲器，能夠滿足本設(shè)計(jì)的要求。利用LCD1602液晶顯示器作為顯示裝置，體積小，外觀清晰。電源電路采用LM78L05芯片設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路，實(shí)現(xiàn)12V到5V的轉(zhuǎn)換4，并且此芯片成本比較低?；魻杺鞲衅鳒y距部分是利用A44E霍爾傳感器設(shè)計(jì)傳感器模塊，簡單，方便。同時(shí)采用外部晶振作為時(shí)鐘脈沖觸發(fā)設(shè)備，通過對按鍵部分的設(shè)計(jì)。達(dá)到方便控制計(jì)價(jià)器的目的。鍵盤控制里程傳感器掉電保護(hù)啟動(dòng)開關(guān)AT89C52單片機(jī) LCD1602總價(jià)&里程顯示圖 2-3-2 基于單片機(jī)的計(jì)價(jià)器結(jié)構(gòu)圖通過對以上兩種方案的比較，方案二的設(shè)計(jì)比較符合設(shè)計(jì)要求，具有性價(jià)比高，控制簡單的特點(diǎn)

24、，因此選擇以方案二即以單片機(jī)為核心方案進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。第四節(jié) 本章小結(jié)本章主要講述了設(shè)計(jì)方案的選擇問題。通過對題目及要求的分析，知道本設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)的計(jì)費(fèi)功能、顯示功能、鍵盤控制等，結(jié)合現(xiàn)階段計(jì)價(jià)器發(fā)展趨勢，提出了兩種不同的設(shè)計(jì)方案。通過對性價(jià)比、操作簡單性以及可行性等因素的分析，進(jìn)而確定適合本設(shè)計(jì)的方案即是以單片機(jī)為核心的第二種方案。第三章 硬件設(shè)計(jì)第一節(jié) 單片機(jī)的介紹硬件的設(shè)計(jì)核心部分是單片機(jī)型號的選擇。目前市場上廣泛應(yīng)用的STC89C52芯片有雙列直插式（DIP）、貼片式兩種封裝方式。這款新片具有8KB的內(nèi)部程序存儲空間5，能充分滿足應(yīng)本設(shè)計(jì)的要求，并且我們選用DIP封裝的。同時(shí)這款單片機(jī)與

25、其他很多公司生產(chǎn)的很多芯片在引腳及功能上兼容，并且在平時(shí)購買的開發(fā)板上都會自帶，便于軟件部分的設(shè)計(jì)以及后續(xù)的軟件仿真。STC89C52引腳圖如圖3-1-1所示。圖3-1-1 STC89C52引腳圖在這里會列述STC89C52芯片中一些基本的引腳功能，其他的引腳功能及其應(yīng)用會在后面電路設(shè)計(jì)的章節(jié)中詳述，部分引腳功能如表3-1-1所示。表3-1-1中詳細(xì)列述了本設(shè)計(jì)應(yīng)用到的部分引腳的介紹。表3-1-1 STC89C52部分引腳簡介引腳簡介VCC(Pin40)電源輸入引腳，接+5VGND(Pin20)接地引腳EA/VPP(Pin31)本設(shè)計(jì)把此引腳接高電平，只讀內(nèi)部程序存儲器指令P0口（Pin32-

26、Pin39）8位雙向三態(tài)（高電平、低電平、高阻態(tài)） I/O 口線，因此和LCD連接時(shí)加上拉電阻， 引腳名稱為 P0.0-P0.7P1口（Pin1-Pin8）8位準(zhǔn)雙向I/0口線，引腳名稱為P1.0-P1.7，和按鍵模塊連接P2口（Pin21-Pin28）8位準(zhǔn)雙向I/0口線，引腳名稱為P2.0-P2.7，只負(fù)責(zé)與LCD的D0-D7引腳相連P3口（Pin10-Pin17）8位準(zhǔn)雙向I/0口線，引腳名稱為P3.0-P3.7，只用到了P3.2引腳本次設(shè)計(jì)還要用到幾個(gè)P3口引腳的第二功能，如表3.2為此次設(shè)計(jì)用到的功能。表3-1-2 部分P3口引腳第二功能端口引腳第二功能P3.2INT0（外部中斷0）

27、P3.4T0（定時(shí)器0的外部輸入端）第二節(jié) 52單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)主要包括電源穩(wěn)壓電路，系統(tǒng)時(shí)鐘電路（11.0592M、12M、6M），復(fù)位電路6，鍵盤掃描電路等。各部分詳解如下：電源穩(wěn)壓電路：此部分需要實(shí)現(xiàn)將出租車上的12V電瓶穩(wěn)壓到能夠被單片機(jī)接受的5V電源，因此選擇LM7805穩(wěn)壓芯片。系統(tǒng)時(shí)鐘電路：為了在應(yīng)用片內(nèi)計(jì)時(shí)器能夠得到精確的數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)采用11.0592MHz的晶振。復(fù)位電路：復(fù)位電路部分按照第一章中的方案論證的設(shè)計(jì)，采用按鍵式復(fù)位。鍵盤電路：本設(shè)計(jì)利用P1.0-P1.5I/O口，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立鍵盤控制系統(tǒng)的功能?，F(xiàn)將各部分電路詳細(xì)講解如下。1、 電源穩(wěn)壓電路由于出租車

28、上的電源由12V直流電壓電瓶提供，因此，這里采用具有能使12V電壓穩(wěn)壓到5V的穩(wěn)壓芯片來設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電源部分。經(jīng)過查閱資料，了解到LM78L05具有能使12V電壓穩(wěn)壓到5V的功能，能夠滿足設(shè)計(jì)需求，并且簡單、經(jīng)濟(jì)。鑒于出租車行駛在不同路段，環(huán)境差別很大，因此要求穩(wěn)壓模塊具有抗振及抗電磁干擾的功能7。最終電源部分具體工作電路設(shè)計(jì)如圖3-2-1所示。J2為插槽，是出租車上電平和計(jì)價(jià)器的電源接口，C5和C6具有濾波功能，能夠使穩(wěn)壓模塊具有抗干擾能力，D1為電源指示燈，當(dāng)通電后會被點(diǎn)亮，同時(shí)可以根據(jù)明亮程度來檢測電量。圖3-2-1 穩(wěn)壓模塊原理圖2、 系統(tǒng)時(shí)鐘電路在當(dāng)前的單片機(jī)發(fā)展階段，單片機(jī)的正常工作

29、，都是在時(shí)鐘信號控制下進(jìn)行的。單片機(jī)的時(shí)鐘有兩種方式，一種是采用外部的時(shí)鐘接入方式，即將XTAL2管腳懸空，外接時(shí)鐘信號（外部振蕩器提供的信號）從XTAL1腳輸入。另一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需要在管腳XTAL1和XTAL2外界石英晶振（2MHZ24MHZ）和振蕩電容，電容C1和C2對頻率有微調(diào)作用，電容容量選擇范圍為5pF30pF。原理圖詳見圖3-2-2和圖3-2-3。XTAL2XTAL1GND外部時(shí)鐘源XTAL2XTAL1GND 圖3-2-2 內(nèi)部時(shí)鐘電路連接圖 圖3-2-3 外部時(shí)鐘電路連接圖本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式電路圖如圖3-2-4。在制作硬件電路時(shí)，電容、晶振應(yīng)盡可能地靠近單片機(jī)的時(shí)

30、鐘信號引腳端。C1和C2對頻率具有微調(diào)作用，大小都選擇30pF。晶振值的大小選擇11.0592MHZ。圖3-2-4 系統(tǒng)時(shí)鐘電路原理圖3、 復(fù)位電路復(fù)位電路與單片機(jī)第九個(gè)引腳相連，其功能是使系統(tǒng)在遇到故障或需要重啟時(shí)，按下復(fù)位按鍵，使單片機(jī)擺脫不正常的動(dòng)作狀態(tài)重新開始工作。本設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)在不斷電的情況下，多次運(yùn)行計(jì)價(jià)器，采用按鍵式復(fù)位電路。除了按鍵式，我們平時(shí)還見到上電復(fù)位形式的，這種就是不加按鍵的形式。復(fù)位電路如圖3-2-5所示。如圖當(dāng)電源接通時(shí),電容C3充電，RESET引腳處于高電平狀態(tài)，且時(shí)間遠(yuǎn)超于1ms（24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期），可以確保單片機(jī)正常復(fù)位。當(dāng)電容充電完成，引腳處的電平被電阻R

31、2拉低，復(fù)位動(dòng)作結(jié)束，單片機(jī)進(jìn)行正常工作。當(dāng)加上按鍵S0后，使單片機(jī)在通電過程中可以通過按鍵來隨時(shí)進(jìn)行復(fù)位，更加方便。本設(shè)計(jì)便采用按鍵復(fù)位的形式，可以方便操作人員對一些突發(fā)問題進(jìn)行處理。圖3-2-5 復(fù)位電路原理圖4、 鍵盤電路鍵盤實(shí)際上就是一組按鍵，在單片機(jī)外圍電路中，通常用到的按鍵都是機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，線路導(dǎo)通；開關(guān)斷開時(shí)，線路斷開。本系統(tǒng)利用P1口的P1.0-P1.5設(shè)置了6個(gè)獨(dú)立按鍵S1S6，如圖3-2-5所示，當(dāng)鍵按下時(shí)，P1口相應(yīng)的引腳置為低電平。程序一旦檢測到I/O口變?yōu)榈碗娖絼t說明按鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的指令。圖3-2-5 鍵盤電路原理圖對于按鍵部分，編寫程序時(shí)，因

32、為理想波形與世紀(jì)博星之間是有區(qū)別的，因此要加入去抖延時(shí)。各獨(dú)立按鍵功能詳述如下：S1按鍵：S1按鍵與P1.0口連接，為開始按鍵。開始階段此按鍵和S2按鍵聯(lián)合使用，當(dāng)出租車載上乘客后按下此按鍵，計(jì)價(jià)器才能開始正常工作，當(dāng)再按下S2按鍵后，計(jì)價(jià)器便可正常計(jì)價(jià)。S2按鍵：S2按鍵與P1.1口相連，為確定按鍵。當(dāng)其他按鍵如開始按鍵、調(diào)價(jià)按鍵、白天夜晚起步價(jià)按鍵等按下后，按下S2確定按鍵，計(jì)價(jià)器就會按照操作者意愿工作。S3按鍵：S3按鍵與P1.2口相連，為白天起步價(jià)按鍵。當(dāng)按下此鍵后，計(jì)價(jià)器起步價(jià)就會變成白天起步價(jià)8.00元。S4按鍵：S4按鍵與P1.3口相連，為夜晚起步價(jià)按鍵。當(dāng)按下此鍵后，計(jì)價(jià)器起步

33、價(jià)就會變成夜晚起步價(jià)10.00元。S5按鍵：S5按鍵與P1.4口相連，是單價(jià)調(diào)整鍵，每按下一次單價(jià)的十分位就會加一，同時(shí)這個(gè)操作會在液晶顯示器上實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)按下確定鍵后計(jì)價(jià)器就會按照修改后的單價(jià)進(jìn)行計(jì)價(jià)。S6按鍵：S6按鍵與單片機(jī)的P1.5口相連，也是單價(jià)調(diào)整鍵，只是每按下一次單價(jià)的十分位就會減一，同時(shí)在液晶顯示器上實(shí)時(shí)顯示，并且按下確定鍵后計(jì)價(jià)器就會按照修改后的單價(jià)進(jìn)行計(jì)價(jià)。第三節(jié) 里程計(jì)算的設(shè)計(jì)出租車的里程信號的采集方法有很多，本設(shè)計(jì)采用的是對車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)的方法?；魻杺鞲衅鞑杉鲎廛囓囕嗈D(zhuǎn)的圈數(shù)，把信號發(fā)送給單片機(jī)外部中斷端口，進(jìn)行中斷處理，從而得出里程、金額等信息。通過所學(xué)知識和了解

34、得知，A44E霍爾傳感器成本低、簡潔，非常適合。1、 霍爾傳感器介紹霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)。 霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回跳、位置重復(fù)精度高（可達(dá)um級）。取用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)55150。 按照霍爾器件的功能可將它們分為:霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件。前者輸出模擬

35、量，后者輸出數(shù)字量。 本設(shè)計(jì)采用的是A44E霍爾傳感器，屬于霍爾開關(guān)器件，如圖3-3-2。A44E霍爾傳感器和其他傳感器一樣，都是基于霍爾原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的。A44E霍爾傳感器有3個(gè)端口即VCC、GND、OUT三個(gè)端口8，如圖3-3-1。VCC端口接出租車電瓶上的12V電壓，OUT端口輸出即為本設(shè)計(jì)所需的5V電源端口。GND端口即為普通的接地端。VCCGNDOUT 圖3-3-1（a） A44E霍爾傳感器外形示意圖 圖3-3-1（b） A44E霍爾傳感器實(shí)物圖 A44E霍爾傳感器由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢發(fā)生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五個(gè)基本部分組成，如圖3-3-2所示

36、。1、2、3代表集成霍耳開關(guān)的三個(gè)引出端點(diǎn)。 VCCOUTGNDAA44E集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢發(fā)生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五個(gè)基本部分組成，如圖5-8-1(a)所示。(1)、(2)、(3)代表集成霍耳開關(guān)的三個(gè)引出端點(diǎn)。BCDE圖3-3-2 A44E電路內(nèi)部框圖A44E霍爾傳感器電路連接較簡單，如圖3-3-3所示。圖3-3-3 A44E電路連接原理圖2、 里程測量及計(jì)價(jià)部分的設(shè)計(jì) 單片機(jī)電 機(jī) 小磁鐵 車 輪A44E將霍爾傳感器應(yīng)用到里程測量上的案例很多，本設(shè)計(jì)也是按照傳統(tǒng)的思路，將磁鐵固定在車輪上，通過固定在車底板上的霍爾傳感器檢測隨車輪來回

37、轉(zhuǎn)圈的磁鐵，然后將信號傳遞給單片機(jī)的P3.2引腳，由STC89C52單片機(jī)進(jìn)行處理，對車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后換算成車輛行駛里程。原理圖如圖3-3-4所示。圖3-3-4 A44E霍爾傳感器與單片機(jī)聯(lián)合工作示意圖A44E霍爾傳感器工作電壓為直流5V，和單片機(jī)電壓相同，可以直接和單片機(jī)的I/O口相連。這里我們選用P3.2口作為信號的輸入端，也即是采用外部中斷0進(jìn)行中斷編程。車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器就會輸出一次低電平，使得單片機(jī)中斷一次，單片機(jī)就會對中斷次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)把中斷次數(shù)轉(zhuǎn)換為行駛里程，當(dāng)中斷次數(shù)達(dá)到我們設(shè)定的要求時(shí)，單片機(jī)就會將消費(fèi)金額增加，實(shí)時(shí)顯示在LCD1602上。第四節(jié) 顯示模塊

38、的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是液晶顯示器中的LCD1602型號的顯示器，該顯示器相對于其他的液晶顯示屏比如12864、12232來說，其成本低，并且顯示效果完全滿足本設(shè)計(jì)的要求。為了方便消費(fèi)者和司機(jī)，本設(shè)計(jì)需要顯示行駛里程、單價(jià)、消費(fèi)金額、等待時(shí)間等。本設(shè)計(jì)需要顯示字符共計(jì)30個(gè)字符，LCD1602可以顯示兩行，每行顯示16個(gè)字符。共計(jì)32個(gè)字符，正好可以滿足需求。選擇數(shù)碼管的話，需要的數(shù)碼管數(shù)量較多，占據(jù)PCB板面空間較大，不利于節(jié)約成本，且影響美觀。因此在卯足顯示要求下，本設(shè)計(jì)選擇LCD1602作為系統(tǒng)顯示裝置。LCD1602主要技術(shù)參數(shù)如表3-4-1所示。表3-4-1 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)簡

39、介顯示字符容量162個(gè)字符芯片工作電壓4.5-5.5V（本設(shè)計(jì)提供的是標(biāo)準(zhǔn)5V，也是LCD1602的最佳工作電壓）工作電流2.0mA(在5.0V電壓下即可)LCD1602接口介紹及在本設(shè)計(jì)中的硬件連接說明如表3-4-2所示。表3-4-2 LCD1602接口介紹及用法符號引腳說明符號引腳說明Vs電源地D2數(shù)據(jù)口與P0.2相連Vd電源正極接+5VD3數(shù)據(jù)口與P0.3相連Vo液晶輝度調(diào)節(jié)端外接滑動(dòng)變阻器D4數(shù)據(jù)口與P0.4相連Rs數(shù)據(jù)/命令選擇端D5數(shù)據(jù)口與P0.5相連R/W讀寫選擇端（H/L）D6數(shù)據(jù)口與P0.6相連E使能信號D7數(shù)據(jù)口與P0.7相連D0數(shù)據(jù)口與P0.0相連BLA背光電源正極接+5

40、V電源D1數(shù)據(jù)口與P0.1相連BLK背光電源負(fù)極通過對LCD1602的學(xué)習(xí)了解，現(xiàn)把顯示電路設(shè)計(jì)如圖3.10所示：由于設(shè)計(jì)時(shí)考慮到只對LCD1602寫命令和數(shù)據(jù)，因此把R/W引腳硬件接地，免去了編程時(shí)的繁瑣。其他引腳接法都是常規(guī)接法。因?yàn)镻0口高阻態(tài)，因此需加上拉電阻。圖3-4-1 LCD1602電路連接原理圖第五節(jié) 本章小結(jié)本章通過對題目及要求的深度分析確定了本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)工作。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選定好所需芯片，然后進(jìn)行各個(gè)模塊分析，按照電氣規(guī)則連接電路，使得電路在原理上正確無誤。本章在硬件電路上確定，完成了設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)部分，使得設(shè)計(jì)思路更加清晰。經(jīng)過硬件模塊的設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識到了自己在硬件部分知識

41、的欠缺，比如復(fù)位電路上的電容是極性電容，由于之前記憶不深，已經(jīng)忘記，在電路軟件仿真的時(shí)候總會出現(xiàn)錯(cuò)誤，最后翻閱了很多資料，才發(fā)現(xiàn)原因所在。第四章 軟件設(shè)計(jì)第一節(jié) 程序模塊分類軟件程序是整個(gè)設(shè)計(jì)中的核心部分，考慮到對編程熟練程度，本設(shè)計(jì)程序采用較為簡單的C語言進(jìn)行編寫。軟件設(shè)計(jì)要充分考慮到本課題的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行編程9。整個(gè)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖4-1-1所示。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行具體細(xì)分如下：主程序：整個(gè)系統(tǒng)的骨架，負(fù)責(zé)調(diào)用需要的相關(guān)函數(shù)。里程計(jì)數(shù)中斷程序：負(fù)責(zé)對里程中斷的計(jì)數(shù)。鍵盤服務(wù)程序：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫，包括鍵盤服務(wù)程序和中途等待服務(wù)程序。顯示服務(wù)程序：即數(shù)據(jù)的輸

42、出，負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在LCD上。各個(gè)程序部分將在下面詳細(xì)講解。系統(tǒng)主程序數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸出按鍵掃描程序LCD顯示程序里程測量程序里程、等待時(shí)間等轉(zhuǎn)化為消費(fèi)金額圖4-1-1 系統(tǒng)程序架構(gòu)圖第二節(jié) 主程序模塊主程序流程圖如圖4-2-1所示。主程序模塊即程序的主干，兼顧程序設(shè)計(jì)需求的各個(gè)方面，是整個(gè)系統(tǒng)的主函數(shù)，并且能大體勾勒出整個(gè)設(shè)計(jì)的主要功能。因此主程序的編寫需要對各子函數(shù)進(jìn)行一定的初始化，比如定時(shí)器初值設(shè)定等，以及各子函數(shù)的調(diào)用等等。此流程圖主要講述的是當(dāng)計(jì)價(jià)器啟動(dòng)之后，設(shè)定初始值，根據(jù)行駛里程判斷出出租車是否超出起步價(jià)公里數(shù)。若未超出本設(shè)計(jì)設(shè)定的3Km則繼續(xù)按起步價(jià)計(jì)價(jià)；若超出，則根

43、據(jù)里程、每公里單價(jià)2.5元（可調(diào)）和起步價(jià)（8元或10元）來計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格。若中途有等待情況，系統(tǒng)會實(shí)時(shí)對車輪運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢測，如果車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)確認(rèn)處于停車狀態(tài)后，會自動(dòng)進(jìn)入計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)環(huán)節(jié)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在等待5min以內(nèi)不計(jì)價(jià)，等超過后按照相應(yīng)的加價(jià)規(guī)則進(jìn)行計(jì)價(jià)，一共細(xì)分為四種計(jì)價(jià)方式。并將等待價(jià)格和里程價(jià)格一起存入單片機(jī)的RAM寄存器里，然后通過顯示電路和顯示命令顯示在LCD1602上9。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地后，按下S1鍵，計(jì)價(jià)器便處于暫停狀態(tài)，單片機(jī)總中斷斷開，不再計(jì)價(jià)，方便乘客查詢。最后按下復(fù)位鍵，計(jì)價(jià)器數(shù)據(jù)清零，重新按照初始數(shù)據(jù)設(shè)置，然后等待下一輪的乘客的到來。白天？3km以內(nèi)？

44、等待時(shí)間內(nèi)？等待時(shí)間內(nèi)？計(jì)價(jià)一計(jì)價(jià)二計(jì)價(jià)三計(jì)價(jià)四顯示乘客下車？開始初始化數(shù)據(jù)設(shè)置數(shù)據(jù)設(shè)置完畢設(shè)置白天起步價(jià)、單價(jià)設(shè)置夜晚起步價(jià)、單價(jià)數(shù)據(jù)存儲有乘客？YNYNNYYNNNYYYN 圖4-2-1 主程序流程圖第三節(jié) 里程計(jì)數(shù)中斷程序在里程測量中斷服務(wù)程序中，車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器就會和固定在車輪上的磁鐵所產(chǎn)生的磁場相互作用，檢測到一次信號，并把檢測到的信號傳遞給STC89C52單片機(jī)的P3.2號引腳，即外部中斷0引腳10，進(jìn)而引起單片機(jī)中斷，然后單片機(jī)對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)中斷次數(shù)達(dá)到計(jì)數(shù)要求（3000次）時(shí)，單片機(jī)就會對消費(fèi)金額進(jìn)行加減運(yùn)算，其中本設(shè)計(jì)設(shè)定的車輪周長為1m，前3Km是起步里程，也即

45、前3000次為起步里程范圍，以后每1000次消費(fèi)金額增加一次。然后送到顯示緩沖單元，并調(diào)用顯示子程序，在LCD1602上進(jìn)行顯示11。路程計(jì)數(shù)中斷程序流程圖如圖4-3-1所示。開始保護(hù)現(xiàn)場重置計(jì)數(shù)初值中斷3000次？數(shù)據(jù)送至顯示緩沖單元顯示服務(wù)子程序恢復(fù)現(xiàn)場、中斷返回NY圖4-3-1 路程計(jì)數(shù)中斷程序流程圖第四節(jié) 中途等待服務(wù)程序本設(shè)計(jì)中利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器0進(jìn)行計(jì)時(shí)。每50ms產(chǎn)生一次中斷，產(chǎn)生20次時(shí)便是1s11，然后把數(shù)據(jù)傳遞給相應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖寄存器，并調(diào)用顯示子程序進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。定時(shí)中斷服務(wù)程序流程圖如圖4-4-1所示。開始保護(hù)現(xiàn)場重置計(jì)數(shù)初值中斷3000次？數(shù)據(jù)送至顯示緩沖單元調(diào)用顯示

46、服務(wù)子程序恢復(fù)現(xiàn)場、中斷返回NY圖4-4-1 定時(shí)中斷程序流程圖其中定時(shí)器部分的需要初值設(shè)置，因?yàn)橹袛鄷r(shí)間為50ms、TMOD=0x01以及本設(shè)計(jì)的晶振頻率為11.0592MHz，所以計(jì)數(shù)初值為N=6553650*103*11.0592*106，因此程序部分?jǐn)?shù)據(jù)設(shè)置便寫成TH0=(65536-46080)/256和TL0=(65536-46080)%25612。當(dāng)出租車處在等待計(jì)價(jià)的情況下時(shí)，片內(nèi)的定時(shí)器便被啟動(dòng)進(jìn)行既是，當(dāng)時(shí)間達(dá)到5min，并且還處于等待情況，表示本出租車處于等待計(jì)價(jià)的狀態(tài)，系統(tǒng)會進(jìn)入等待計(jì)價(jià)模式。當(dāng)?shù)却Y(jié)束時(shí)，便自動(dòng)切換到正常的計(jì)價(jià)程序上13。中途等待服務(wù)程序流程圖如圖4-

47、4-2。顯示開始白天？讀取白天單價(jià)、起步價(jià)讀取晚上單價(jià)、起步價(jià)等待時(shí)間內(nèi)?計(jì)價(jià)一等待時(shí)間內(nèi)?計(jì)價(jià)二計(jì)價(jià)三計(jì)價(jià)四YNYYNN 圖4-4-2 中途等待服務(wù)程序流程圖第五節(jié) 顯示服務(wù)子程序本系統(tǒng)采用LCD1602液晶顯示器作為顯示裝置。對LCD1602進(jìn)行應(yīng)用時(shí)應(yīng)該要：先初始化。本設(shè)計(jì)中因?yàn)闆]有對LCD1602進(jìn)行讀操作，因此在硬件上把RS引腳接地，程序中便不再編寫；然后寫命令。寫命令部分在LCD程序編寫時(shí)是固定格式，因此不難編寫；設(shè)置字符顯示。如本設(shè)計(jì)中程序?yàn)閡nsigned char number20 =S:000.00Km P:2.0和unsigned char number220 = P:

48、y W: ；最后寫數(shù)據(jù)。此部分也是固定格式，目的是供主函數(shù)程序調(diào)用14。顯示服務(wù)程序流程圖具體如下圖4-5-1所示。開始LCD初始化寫命令寫完？設(shè)置字符位置寫數(shù)據(jù)顯示寫完？NYNY圖4-5-1 顯示服務(wù)程序流程圖第六節(jié) 鍵盤服務(wù)程序本系統(tǒng)有6個(gè)按鍵，分別為：S1開始按鍵、S2確定按鍵、S3白天起步價(jià)按鍵、S4夜晚起步價(jià)按鍵、S5單價(jià)十分位加按鍵、S6單價(jià)十分位減按鍵。鍵盤服務(wù)程序流程圖如4-6-1所示。當(dāng)S1按下時(shí)，S2接著按下，計(jì)價(jià)器開始以事先設(shè)置好的白天情況工作，即單價(jià)2.5元/Km，起步價(jià)8元15。起步價(jià)情況：當(dāng)按下S3鍵及S2鍵，進(jìn)行白天起步價(jià)選擇；按下S4鍵和S2鍵則進(jìn)行夜晚起步價(jià)選

49、擇。其中S2鍵即為確定鍵，計(jì)價(jià)器便按照不同起步價(jià)進(jìn)行計(jì)價(jià)。單價(jià)調(diào)整：當(dāng)每按一下S5鍵，單價(jià)就會增加0.1元，最后按下S2鍵，計(jì)價(jià)器就會按照設(shè)置好的單價(jià)進(jìn)行計(jì)價(jià)；當(dāng)每按一下S6鍵，單價(jià)就會減去0.1元，最后按下S2鍵，計(jì)價(jià)器就會按照設(shè)置好的單價(jià)進(jìn)行計(jì)價(jià)。開始S1鍵按下S2鍵按下S1鍵再次按下？暫停S3鍵按下？S4鍵按下？設(shè)置白天起步價(jià)設(shè)置夜晚起步價(jià)S5鍵按下？S5鍵按下？單價(jià)十分位加一單價(jià)十分位減一結(jié)束&顯示YNYNNYYYNN圖4-6-1 鍵盤服務(wù)程序流程圖第七節(jié) 本章小結(jié)本章主要講述了本次設(shè)計(jì)的核心部分即軟件設(shè)計(jì)部分。先是通過整體分析劃分各個(gè)程序模塊，然后對各個(gè)程序模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹。軟件設(shè)計(jì)

50、當(dāng)然也是設(shè)計(jì)最難的部分，首先就是要對各個(gè)模塊要有詳細(xì)的了解，經(jīng)常查閱資料。比如在顯示模塊編程序時(shí)，由于之前自己動(dòng)手實(shí)踐比較少，因此編程序時(shí)，就連例題上的程序都看不懂，最后沒辦法，硬著頭皮抄下來，進(jìn)行仿真，通過一點(diǎn)點(diǎn)的查質(zhì)料、看視頻講解才慢慢了解。通過這個(gè)模塊的學(xué)習(xí)，真的提升了自己在程序方面的水平，當(dāng)然也認(rèn)識到了自己的動(dòng)手能力的不足，以后一定要多多動(dòng)手，彌補(bǔ)自己不足的方面。第五章 模擬汽車車輪設(shè)計(jì)第一節(jié) 電機(jī)簡介本設(shè)計(jì)為方便測試，采用步進(jìn)電機(jī)28BYJ-48。該電機(jī)步進(jìn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速；可用數(shù)字信號直接進(jìn)行開環(huán)控制，容易構(gòu)成簡單廉價(jià)但可靠的數(shù)字控制系統(tǒng)；無刷

51、，電機(jī)本體部件少，可靠性高；轉(zhuǎn)速不會過快，易于調(diào)試檢測16。1、 步進(jìn)電機(jī)工作原理簡介表5-1-1 步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)電機(jī)型號電壓V相數(shù)步距角度減速比28BYJ-48545.625/641:64步進(jìn)電機(jī)28BYJ48型四相八拍電機(jī)，電壓為DC5VDC12V。當(dāng)對步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時(shí)，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。每一個(gè)脈沖信號對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度（一個(gè)步距角）。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距17。2、 ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范

52、圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。ULN2003A電路是美國Texas Instruments公司和Sprague公司開發(fā)的高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路。ULN2003輸入回路的電阻為2.7k，ULN2003適于5v的TTL,驅(qū)動(dòng)灌入電流最大為500mA17。ULN2003電路具有以下特點(diǎn)： 1.電流增益高（大于1000）; 2.帶負(fù)載能力強(qiáng)（輸出電流大于500mA）; 3.溫度范圍寬（-4085）; 4.工作電壓高（大于50V）。圖5-1-1 ULN2003電路圖 第二節(jié) 模擬車輪實(shí)物展示 考慮到實(shí)際生活中計(jì)價(jià)器與車輪是分離的，所以本設(shè)計(jì)中將單機(jī)部分獨(dú)立出來，與計(jì)價(jià)器系統(tǒng)在軟、硬件上完全分離，互不干擾。28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)單片機(jī)最小系統(tǒng)ULN2003芯片圖5-2-1 模擬車輪實(shí)物圖1圖5-2-2 模擬車輪實(shí)物圖2第三節(jié) 本章小結(jié)本章主要講述了本次設(shè)計(jì)的模擬