基于S51單片機(jī)的計(jì)費(fèi)器設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、本科生畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文基于at89s51的計(jì)費(fèi)器設(shè)計(jì) 摘要單片機(jī)具體的專(zhuān)業(yè)名詞又稱(chēng)為微控制器。于70年代中期創(chuàng)建出來(lái)的一種體積小，價(jià)格低廉，功能又很強(qiáng)大的大規(guī)模集成電路器件。計(jì)價(jià)器的出現(xiàn)可以隨時(shí)計(jì)算人們?cè)摯涡谐虘?yīng)該支付的費(fèi)用并以直觀的方式通過(guò)液晶顯示屏顯示出來(lái)，得到解決司機(jī)和乘客都認(rèn)可的車(chē)費(fèi)支付問(wèn)題的方案。在很多的國(guó)家，單片機(jī)技術(shù)無(wú)聲無(wú)息的進(jìn)入了每個(gè)人的生活中。尤其是在我國(guó)，各種工業(yè)控制、航空技術(shù)、儀表、家用電器等等都裝有著單片機(jī)。所以單片機(jī)無(wú)疑是所有先進(jìn)科技和人們生活中必不可少的一份子。本課題主要研究出租車(chē)計(jì)費(fèi)器的軟、硬件設(shè)計(jì)，選擇at89s51單片機(jī)為核心，選擇a44e霍爾傳感器將車(chē)輛行駛

2、距離轉(zhuǎn)換成信號(hào)輸入單片機(jī)，采用1602作為結(jié)果顯示部件，顯示當(dāng)前時(shí)間、行車(chē)?yán)锍?、等待時(shí)間、應(yīng)支付金額等信息。關(guān)鍵字：at89s51單片機(jī)；a44e霍爾傳感器；1602abstract scm specific terminology known as micro-controller.founded in the mid 70 out of a small size, low cost, functional and powerful lsi devices.monolithic integrated circuit by the presence of many high-tech and

3、industrial control saves a lot of resources, has become essential for their devices.in many countries, silent entered the single-chip microcomputer in everyones life.especially in our country, industrial control, aerospace technology, instruments, household appliances, and so on are equipped with a

4、microcontroller.all mcu is undoubtedly the advanced technology and an essential part of peoples lives. the main research topics are the taximeter internal hardware design.to at89s51 within the meters single-chip, in addition to a44e hall sensor measuring distance.1602 lcd display the total amount, s

5、uch as travel time, waiting time.in many countries, silent entered the single-chip microcomputer in everyones life.key words: at89s51 single-chip;a44e hall sensors；1602 lcd.目 錄第一章 緒論11.1 選題的依據(jù)及意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)21.3 本課題研究方法21.4 方案論證與比較31.5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與思想4第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)及其硬件組成2.1 電路總框圖112.2 系統(tǒng)硬件的選擇112.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

6、122.4 里程測(cè)試122.5 掉電存儲(chǔ)芯片at24c02的概述和設(shè)計(jì)132.6 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)142.7 晶振系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)182.8 時(shí)鐘電路模塊 192.9 顯示電路模塊 20第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序設(shè)計(jì)223.2 計(jì)數(shù)里程的中斷服務(wù)程序243.3 途中等待的中斷服務(wù)程序24第四章 結(jié)論4.1 結(jié)論26 參考文獻(xiàn)27附錄 28致謝29第一章 緒 論1.1 選題的依據(jù)及意義我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越快，城市的交通也慢慢的完善，人民生活水平的也越來(lái)越好，出租車(chē)計(jì)價(jià)器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。雖然很多人都擁有了私家車(chē)，但是出租車(chē)在我國(guó)的交通運(yùn)輸中還是承擔(dān)著非常重要的角色，為此，國(guó)家特別設(shè)計(jì)出了

7、出租車(chē)計(jì)價(jià)器，它是負(fù)責(zé)出租車(chē)營(yíng)運(yùn)收費(fèi)的專(zhuān)用智能化儀表。我國(guó)出租汽車(chē)行業(yè)因而迅猛發(fā)展，出租汽車(chē)已經(jīng)成為我國(guó)城市公共交通的重要組成部分和現(xiàn)代化城市必備的基礎(chǔ)設(shè)施，成為人們工作、生活中不可缺少的交通工具。出租汽車(chē)必須安裝出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器才能投入營(yíng)運(yùn)，因此出租汽車(chē)服務(wù)行 業(yè)和出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器緊密相關(guān)，出租車(chē)計(jì)價(jià)器也就隨著出租車(chē)行業(yè)的發(fā)展而 日益完善。 出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器是一種能為乘客專(zhuān)門(mén)制作出來(lái)，可以直接顯示車(chē)費(fèi)值的計(jì)量器具。計(jì)價(jià)器是乘坐出租車(chē)的消費(fèi)者和出租車(chē)司機(jī)之間用于公平交易的工具，所以計(jì)價(jià)器的計(jì)價(jià)是否精確，就直接關(guān)系到消費(fèi)者和出租車(chē)司機(jī)之間的經(jīng)濟(jì)利益。為了保護(hù)出租車(chē)司機(jī)和乘坐出租車(chē)的消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益,世

8、界上的很多國(guó)家都對(duì)作為交易的出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器進(jìn)行強(qiáng)制管理。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)生產(chǎn)的第一臺(tái)計(jì)價(jià)器是在重慶，最早的計(jì)價(jià)器是用機(jī)械齒輪制造的，只能做簡(jiǎn)單計(jì)價(jià)工作，而不能夠自動(dòng)的完成一系列的報(bào)價(jià)功能。第二代計(jì)價(jià)器也隨著時(shí)代的變遷制造出來(lái)。第二代計(jì)價(jià)器不像最初的計(jì)價(jià)器一樣，只能完全靠著機(jī)械化的方式運(yùn)作，它加入了手搖計(jì)算機(jī)的功能，成為了半機(jī)械半電子化的計(jì)價(jià)器。第二代的計(jì)價(jià)器就有了又可以計(jì)程還能進(jìn)行計(jì)價(jià)的功能。過(guò)了幾年后，國(guó)家慢慢發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模集成電路，進(jìn)而又制作出了第三代計(jì)價(jià)器，它也被稱(chēng)作是全電子化的計(jì)價(jià)器。第三代計(jì)價(jià)器的功能更強(qiáng)大也更加完善，當(dāng)國(guó)家制作出單片機(jī)后，就將單片機(jī)應(yīng)用于計(jì)價(jià)器中，

9、就出現(xiàn)了現(xiàn)在的出租車(chē)計(jì)價(jià)器，這個(gè)單片機(jī)制作的計(jì)價(jià)器它完善了之前兩代計(jì)價(jià)器都不太全面的工作。所以說(shuō)單片機(jī)的出現(xiàn)不僅實(shí)現(xiàn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展，很多電子元件都需要到單片機(jī)。出租車(chē)計(jì)價(jià)器最初的作用就是簡(jiǎn)單的計(jì)價(jià)以及它的可靠性要好。 框圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)顯示器變換電路信號(hào)源單片機(jī)單元框圖: at89s518255并行編程1602液晶顯示時(shí)鐘電路 單片機(jī)單元系統(tǒng)1.3 本課題研究方法這次的課題我們必須使用到單片機(jī)來(lái)完成設(shè)計(jì)要求。因?yàn)閱纹瑱C(jī)功能強(qiáng)大，也很方便，可以運(yùn)用到很少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜暇涂梢院苋菀椎膶?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成不同地區(qū)價(jià)格差異的調(diào)整。對(duì)于計(jì)費(fèi)模式的變換，我們可以通過(guò)軟件的

10、編程就方便我們實(shí)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。避免了其他不必要的麻煩。1.設(shè)計(jì)思想 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)主要分為兩大部分：硬件電路設(shè)計(jì)和軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 出租車(chē)計(jì)價(jià)器的硬件電路由速度傳感電路、 空車(chē)等電路、 時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)電路和電源電路等部分構(gòu)成。 1.硬件框圖 各電路主要功能： 1) 單片機(jī)電路： 檢測(cè)空車(chē)燈信號(hào)和速度傳感電路的脈沖信號(hào)，進(jìn)行里程計(jì)算等。 2) 里程傳感電路：利用霍爾傳感器送入單片機(jī)，供里程計(jì)算。 3) 時(shí)鐘電路：顯示出時(shí)間。 4) 串口顯示電路：顯示單價(jià)、路程、金額、等待時(shí)間、時(shí)鐘 。2.硬件組成 系統(tǒng)硬件組成框圖采用 at89s51單片機(jī)為核心，利用它豐富的管腳及功能，以霍爾傳感器為出租車(chē)速

11、度檢測(cè)元件，結(jié)合外圍電路，來(lái)完成出租車(chē)計(jì)價(jià)器的基本功能。 這次的課題我采用菲利普公司產(chǎn)的at89s51單片機(jī)作為主要的控制器，并采用掉電存儲(chǔ)單元來(lái)控制當(dāng)系統(tǒng)掉電的時(shí)候可以自動(dòng)保存系統(tǒng)的時(shí)間和單價(jià)，最后采用液晶1602顯示出來(lái)。1.4 方案論證與比較方案一：方案框圖如圖（1）所示。出租車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)數(shù)的傳動(dòng)是成一定的比率的，磁感應(yīng)傳感器會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)大概為20 ms的低脈沖，這樣就可以通過(guò)計(jì)算磁感應(yīng)傳感器產(chǎn)生出來(lái)的低脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算出出租車(chē)行駛的里程數(shù)以及相應(yīng)的價(jià)格。編碼器的單片機(jī)可以通過(guò)其中的一個(gè)i/o口來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)磁感應(yīng)傳感器的信號(hào)，當(dāng)確定是由這個(gè)是傳感器發(fā)出的信號(hào)時(shí)，就能夠通過(guò)另外的一個(gè)i

12、/o口來(lái)向解碼器的單片機(jī)發(fā)送出來(lái)另外的一組編碼，然后解碼器的單片機(jī)就會(huì)對(duì)出當(dāng)前所準(zhǔn)備接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷識(shí)別，判斷它到底是從編碼器發(fā)送的編碼還是從解碼寫(xiě)入器發(fā)送出來(lái)的解碼。如果判斷并識(shí)別出是經(jīng)過(guò)解碼寫(xiě)入器發(fā)送出來(lái)的解碼的話，解碼器的單片機(jī)就會(huì)接收這個(gè)解碼，并且會(huì)使用12c總線協(xié)議來(lái)將解碼保存到eeprom中；如果判斷并識(shí)別出是從編碼器發(fā)送出來(lái)的編碼的話，解碼器的單片機(jī)就會(huì)先接收到該編碼，然后會(huì)讀出里面eeprom中的解碼，再將其和接收到的編碼進(jìn)行比較，如果相同的話那么解碼器單片機(jī)就會(huì)通過(guò)一個(gè)i/0口向計(jì)價(jià)器里發(fā)送出計(jì)價(jià)脈沖，反正就不會(huì)發(fā)出計(jì)價(jià)脈沖1。經(jīng)過(guò)這樣的一個(gè)過(guò)程就解決了以往的計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)的不

13、準(zhǔn)確、使用的壽命短等缺點(diǎn)，但是這個(gè)方法經(jīng)常使干擾信號(hào)也會(huì)產(chǎn)生出計(jì)數(shù)脈沖，而且分立元件太復(fù)雜，電路穩(wěn)定性也不是很好。解碼器編碼器磁感應(yīng)傳感器 計(jì)價(jià)裝置計(jì)價(jià)脈沖解碼寫(xiě)入器圖（1） 編碼器方案方案二：電路框圖如圖（2）所示。如果我們采用數(shù)字電路控制。應(yīng)用傳感器件，然后輸出脈沖信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大整形來(lái)作為移位寄存器的脈沖，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，這種電路過(guò)于簡(jiǎn)單，性能不夠穩(wěn)定，而且還不能調(diào)節(jié)單價(jià)，也不能隨著時(shí)段的變化來(lái)調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)表準(zhǔn)，所以這個(gè)方案不夠?qū)嵱谩＝痤~顯示單價(jià)顯示電源電路及保護(hù)電路里程傳感器移位寄存器電路圖（2） 數(shù)字電路方案方案三：這個(gè)方案我們使用單片機(jī)控制。以單片機(jī)為主要核心,設(shè)計(jì)上采用89s51單片

14、機(jī)做為主控器，采用a44e霍爾傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)距，并且使用at24c02在系統(tǒng)在掉電時(shí)保存單價(jià)和時(shí)間等信息，輸出采用了1602lcd液晶顯示。然后利用單片機(jī)豐富的i/o端口以及控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)了基本的里程的計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)整、時(shí)鐘顯示功能等功能2。原理結(jié)構(gòu)如圖（3）所示。 at89s51單片機(jī) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及時(shí)鐘模塊 里程采集模塊 顯示模塊 存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展模塊 鍵盤(pán)模塊打印模塊圖（3）單片機(jī)控制方案這個(gè)方案的電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)最基本的計(jì)價(jià)功能，還能根據(jù)不同的時(shí)間段來(lái)調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)單價(jià)，并且還能在不計(jì)價(jià)的時(shí)候顯示當(dāng)前時(shí)間?？們r(jià)的公式為：總價(jià)=6+1.2*（總里程-2）+等待時(shí)間*0.3。at89s5

15、1作為一個(gè)單片微型的計(jì)算系統(tǒng)，不僅靈活性高，而且它強(qiáng)大的控制處理功能以及可擴(kuò)展功能能夠?yàn)楸敬蔚碾娐吩O(shè)計(jì)提供了很好的選擇。 經(jīng)過(guò)上面的三種方案的比較，很明顯單片機(jī)的方案有很大的靈活功能提升空間，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)所有要求的功能并且還能根據(jù)需要預(yù)留了功能擴(kuò)展的。因此我采用第三種方案來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)價(jià)器，用at89s51單片機(jī)來(lái)完美的實(shí)現(xiàn)出租車(chē)計(jì)價(jià)的功能。1.5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與思想出租車(chē)計(jì)價(jià)器已經(jīng)不知不覺(jué)深入了我們的生活當(dāng)中。隨著世界上經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民的生活也得到了很好的改善，城市的交通也在日益的完善著，無(wú)論是出租車(chē)還是公交車(chē)都得到了很好的使用環(huán)境。而計(jì)價(jià)器則安裝在了出租車(chē)上，避免了人們之間的買(mǎi)賣(mài)糾紛。但是

16、早期的出租車(chē)計(jì)價(jià)器沒(méi)有那么多功能，也沒(méi)有那么的準(zhǔn)確。因此出租車(chē)計(jì)價(jià)器不斷的得到了完善。出租車(chē)計(jì)價(jià)器是一種能夠根據(jù)乘客乘坐出租車(chē)時(shí)的所行駛時(shí)間、行駛距離、等待時(shí)間等等進(jìn)行的計(jì)價(jià)，并且能夠之間在lcd管中直接顯示出價(jià)格。所以出租車(chē)計(jì)價(jià)器是出租車(chē)司機(jī)和乘坐的乘客之間用于公平交易的工具。計(jì)價(jià)器的是否精確，直接關(guān)系到消費(fèi)者和司機(jī)經(jīng)濟(jì)利益。所以國(guó)家十分重視這個(gè)問(wèn)題，所以近幾年來(lái)，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門(mén)是開(kāi)始強(qiáng)化管理出租車(chē)計(jì)價(jià)器。由此可見(jiàn)，計(jì)價(jià)器的應(yīng)用十分重要。第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)及其硬件組成2.1 電路總框圖 lcd液晶顯示車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)模塊 按鍵控制模塊 at89s51 單片機(jī) 電源模塊2.2系統(tǒng)硬件的選擇

17、at89s51與at89c51的區(qū)別mcs51單片機(jī)是在早期時(shí)由美國(guó)的inte公司所創(chuàng)造出來(lái)的一款單片機(jī)，這款單片機(jī)我們一直用到了現(xiàn)在，而如今，51單片機(jī)仍然是全國(guó)市場(chǎng)的主流。3由于atmel公司的89c51已經(jīng)停產(chǎn)，所以現(xiàn)在很多高校都開(kāi)始使用philps(菲利普）公司的89s51。而我們常用的89c51其實(shí)也很優(yōu)秀，在很多的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了很多的特性，比如說(shuō)時(shí)鐘上，更優(yōu)秀的是由flash存儲(chǔ)器取代了原來(lái)的rom。所以說(shuō)at89c51的性能相對(duì)于8051已經(jīng)算得上是質(zhì)的飛躍了。但是由于時(shí)代在進(jìn)步，市場(chǎng)的要求也越來(lái)越高，89c51受到很多挑戰(zhàn)，89c51最嚴(yán)重的不足是在于不支持isp（在線更新程序）

18、功能，所以必須要加上isp功能等新的功能才能更好的延續(xù)mcs51的歷程。然而89s51就是在這樣的市場(chǎng)下贏得了89c51，因此89s51順利的成為了現(xiàn)今市場(chǎng)的所需，完全的取代了89c51的地位。at89s51與at89c51相比(1)at89s51增加了很多的性能，論價(jià)格來(lái)比，甚至比89c51的還要低。(2)原來(lái)的89c51的最高的工作頻率是24m，但是新出現(xiàn)的89s51擁有著更高的工作頻率，這樣使工作的速度提高了一個(gè)層次4。所以在這個(gè)設(shè)計(jì)中，我們毫無(wú)疑問(wèn)的選擇了at89s51單片機(jī)作為了計(jì)價(jià)器的核心。2.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本文的出租車(chē)計(jì)價(jià)器以at89s51單片機(jī)為核心，由里程計(jì)算電路、液晶管顯示

19、電路等硬件組成。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的i/o端口，及其控制的準(zhǔn)確性5。這個(gè)全面的實(shí)現(xiàn)了計(jì)價(jià)器上的計(jì)價(jià)價(jià)格調(diào)節(jié)、時(shí)鐘顯示，并且能在原有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展的功能，還能夠方便日后的升級(jí)功能。2.4里程測(cè)試霍爾傳感器我們是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。在這里我使用到霍爾傳感器的原因是因?yàn)樗泻芏嗟膬?yōu)點(diǎn)，比如它安裝方便、使用的壽命長(zhǎng)、體積小且輕、最重要的還是它的消耗功率小而且頻率又高等。里程計(jì)算是通過(guò)安裝在車(chē)輪上的霍爾傳感器a44e檢測(cè)到的信號(hào)6，再送到單片機(jī)里，經(jīng)過(guò)計(jì)算和處理，發(fā)送到顯示單元。a44e檢測(cè)的原理圖如圖（4）所示，p3.2口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷07，車(chē)輪每轉(zhuǎn)一圈

20、（設(shè)車(chē)輪的周長(zhǎng)是1m），霍爾開(kāi)關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)8，當(dāng)所設(shè)定的計(jì)數(shù)到了1000次的時(shí)候，也就是1km，單片機(jī)內(nèi)部就會(huì)自動(dòng)將金額增加，這個(gè)的計(jì)算公式如下：當(dāng)前單價(jià) 公里數(shù) = 所付金額 霍爾傳感器 at89s51單片機(jī)小磁鐵車(chē)輪 圖（4）傳感器測(cè)距示意圖我們?cè)诨魻栯妱?shì)發(fā)生器的兩個(gè)端口加上了vcc電壓，由霍爾效應(yīng)原理得知，當(dāng)霍爾片在磁場(chǎng)中的時(shí)候，霍爾傳感器a44e輸入端輸出了低電平。每當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的時(shí)候小磁鐵就能夠產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，然后霍爾傳感器a44e就會(huì)輸出一個(gè)低電平來(lái)完成一次數(shù)據(jù)的采集。2.5 掉電存儲(chǔ)芯片at24co2的概述和設(shè)計(jì)由單片機(jī)所實(shí)現(xiàn)儀表儀器、監(jiān)控系統(tǒng)

21、、家用電器等系統(tǒng)中，對(duì)一些狀態(tài)的參數(shù)，不僅要實(shí)現(xiàn)它們能夠在線升級(jí)以及修改，還要在斷電的時(shí)候保持供電狀態(tài)。斷電后保護(hù)數(shù)據(jù)的方法我們可選用具有斷電保護(hù)功能的ram以及電可擦存儲(chǔ)器eeprom。雖然擁有斷電保護(hù)功能的ram容量大，速度快，但是占用線多而且又成本高，而eeprom適合數(shù)據(jù)交換量少，這個(gè)可以應(yīng)有到對(duì)傳送速度要求不高的場(chǎng)合。at24cx系列串行eeprom是先進(jìn)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)有到比較多的eeprom芯片。它的系列串行eeprom不僅擁有消耗功率低、工作的電壓范圍大、體積比較小等特點(diǎn)外，還擁有著所被占用的i/o口線少，芯片擴(kuò)展起來(lái)配置比較靈活方便，方便于人們讀寫(xiě)、型號(hào)也有很多，容量的空

22、間大等優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)在持續(xù)發(fā)展的社會(huì)中，也在大量的投入使用中。本文中，我們利用at24c02芯片應(yīng)用到該設(shè)計(jì)中的掉電存儲(chǔ)模塊中。圖（5）為at24c02芯片圖。我們利用i2c總線的原理接線，應(yīng)用掉電保護(hù)單元at24c02。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分的用途是當(dāng)沒(méi)有電源的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)保存之前操作留下的信息。電路的連接圖如下圖（6）所示。這個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是它的高效性和簡(jiǎn)單性。一般的地址輸入端是a0，a1，a2，寫(xiě)保護(hù)wp接vcc或gnd；scl，sda 接上拉電阻(上拉電阻的阻值可參考有關(guān)數(shù)據(jù)手冊(cè)選擇，通?？蛇x用510 kq的電阻，設(shè)計(jì)中選用的電阻阻值為51 k )后再接單片機(jī)的普通io 口，這便可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)at24

23、c02的操作9。圖（5）at24c02型號(hào) 圖（6）掉電存儲(chǔ)電路連接圖2.6 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)在開(kāi)始啟動(dòng)之前都需要進(jìn)行一次復(fù)位的操作，這樣能使cpu和系統(tǒng)中的其它部件都能處于一個(gè)準(zhǔn)確的初始狀態(tài)，并且能從這個(gè)初始狀態(tài)開(kāi)始工作。at89s51單片機(jī)有一個(gè)引腳是rst，它是觸發(fā)器的輸入端，該輸出端是接復(fù)位電路的輸入。復(fù)位信號(hào)所用的電頻是高電平，它的有效時(shí)間應(yīng)能持續(xù)二個(gè)機(jī)器周期以上，也就是24個(gè)振蕩脈沖周期。復(fù)位了之后，使ale、psen、p0、p1、p2口的輸出都可視為高電平（即為輸入狀態(tài)），復(fù)位了以后，內(nèi)部寄存器的狀態(tài)如下表表1所示。當(dāng)rst變?yōu)榈碗娖搅艘院?，就又?huì)退出了復(fù)位的狀態(tài)。cpu從初

24、始化開(kāi)始工作，由所給的狀態(tài)表可知，復(fù)位了以后：程序寄存器由0000h開(kāi)始執(zhí)行程序，而內(nèi)部ram不受復(fù)位影響。復(fù)位有按鍵手動(dòng)復(fù)位和電復(fù)位兩種狀態(tài)。而按鍵手動(dòng)所具有的是脈沖方式和電平方式方式兩種。在本次設(shè)計(jì)中，為了方便我們的操作，我們采用了按鍵手動(dòng)復(fù)位的按鍵電平復(fù)位方式。其復(fù)位電路由表2所示：表1 端口引腳 復(fù)用功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷0） p3.3 /int1（外部中斷1） p3.4 t0（定時(shí)器0的外部輸入） p3.5 t1（定時(shí)器1的外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） p3.7 /rd （外部數(shù)據(jù)存

25、儲(chǔ)器讀選通）pc0000htcon00hacc00htl000hpsw00hth000hsp07htl100hdptr0000hth100hp0-p30ffhscon00hipxx000000hsbuf00hie0x000000hpcon不定tmod00h0xxx0000b表2 復(fù)位電路表復(fù)位電路連接圖如圖（7）所示：圖（7） 復(fù)位電路連接圖2.7 晶振系統(tǒng)模塊本設(shè)計(jì)我們使用pcf8563作為芯片。它于該系統(tǒng)中的主要作用是設(shè)定。例如：它可以設(shè)定時(shí)間，單位可以為時(shí)、分、秒。我們都知道乘客或者司機(jī)在出租車(chē)上都需要用到時(shí)間來(lái)計(jì)價(jià)錢(qián)，或者能夠看到現(xiàn)在的時(shí)間是多少，所以計(jì)價(jià)器在出租車(chē)上就需要顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘

26、,因此要選擇一個(gè)好的時(shí)鐘芯片對(duì)計(jì)價(jià)器來(lái)說(shuō)是很重要的。時(shí)鐘要提供到秒、分、時(shí)，我們通過(guò)設(shè)計(jì)8563的控制/狀態(tài)寄存器選擇，時(shí)鐘方式必須要經(jīng)過(guò)初始校準(zhǔn)后才能夠工作使用。pcf8563是一款無(wú)論是性能又或者是價(jià)格都是比極高的時(shí)鐘芯片，它已經(jīng)被廣泛的使用在了電表水表氣表和電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品當(dāng)中。該電路連接圖如圖（8）所示。圖(8) 8563晶振電路2.8 時(shí)鐘電路模塊時(shí)鐘電路所產(chǎn)生了的脈沖是通過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行二分頻了之后，才可以形成的單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。一般的電容為c3和c4，我們大概就取30pf左右。而晶體振蕩頻率的范圍為1.2mhz12mhz。然而晶體振蕩的頻率與時(shí)鐘振蕩以及單片機(jī)的運(yùn)行速度是

27、成正比的，也就是說(shuō)晶體振蕩頻率高的時(shí)候，時(shí)鐘振蕩頻率也越高，而且單片機(jī)的運(yùn)行速度就越快。我們?cè)谶@次的設(shè)計(jì)中，這次的課題設(shè)計(jì)我選用了晶振頻率為6mhz,c1和c2的值都均為30pf。時(shí)鐘電路圖如圖（9）所示。圖（9） 時(shí)鐘電路連接圖2.9 顯示電路模塊在這次設(shè)計(jì)中，我們可以使用led顯示器或1602液晶顯示器，但是由于1602液晶所使用到的接口比較少，顯示效果更好，方便于設(shè)計(jì)，所以我們使用到了1602液晶顯示器。然而我們本次設(shè)計(jì)中所使用到的液晶顯示是字符型液晶，并且它是帶字符庫(kù)的，而且不需要去查找代碼。液晶電路使用的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)液晶不亮的話我們可以調(diào)節(jié)連接液晶的點(diǎn)位器，用此來(lái)改變液晶的亮度。顯

28、示電路如圖（10）所示：圖（10）1602液晶顯示電路第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序設(shè)計(jì)在主程序模塊的模擬中，我們需要建立對(duì)每個(gè)接口的單價(jià)的初始化、芯片的初始化以及出租車(chē)的起步價(jià)、開(kāi)中斷和循環(huán)等待和中斷向量的設(shè)計(jì)等工作。并且，在主程序的建立的模塊中我們還需要用到里程寄存器、價(jià)格寄存器和設(shè)置啟動(dòng)/ 清除標(biāo)志寄存器，接著對(duì)它們進(jìn)行初始化。然后，主程序?qū)?huì)隨著不同程序的內(nèi)容分別完成計(jì)價(jià)、計(jì)程、清除和啟動(dòng)等不一樣的操作。有乘客上車(chē)的時(shí)候，就會(huì)當(dāng)打下空車(chē)信號(hào)燈，這個(gè)時(shí)候就表示計(jì)價(jià)器開(kāi)始運(yùn)作，并且計(jì)價(jià)器自動(dòng)開(kāi)始計(jì)價(jià)，然后根據(jù)里程寄存器所給出的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛路程是否已經(jīng)超過(guò)起價(jià)公里數(shù)。如若已經(jīng)超過(guò)

29、，就會(huì)根據(jù)下面所給出的公式計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并且將結(jié)果存儲(chǔ)于價(jià)格寄存器當(dāng)中，然后將當(dāng)前的時(shí)間和累計(jì)出來(lái)的價(jià)格送到lcd 顯示電路顯示出來(lái)。當(dāng)途中遇到等待時(shí)間的時(shí)候，計(jì)價(jià)器就會(huì)在一定的時(shí)間內(nèi)將沒(méi)有檢測(cè)到傳感器的脈沖信號(hào)，t0定時(shí)器就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行計(jì)時(shí)，如果超過(guò)已設(shè)定的等待時(shí)間，計(jì)價(jià)器就會(huì)根據(jù)當(dāng)前等待的價(jià)格進(jìn)行現(xiàn)在的金額加上等待所用的金額并顯示出來(lái)，并且在計(jì)價(jià)器上顯示出等待的時(shí)間；如果到達(dá)目的地的時(shí)候，按下空車(chē)燈，霍爾傳感器沒(méi)有接收到信號(hào)，就會(huì)停止計(jì)價(jià)，并且顯示出當(dāng)前應(yīng)付的金額，到下次打下空車(chē)燈的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將之前所顯示的價(jià)格清零，并且重新進(jìn)行初始化的過(guò)程10。 圖3.1 主程序流程圖計(jì)

30、價(jià)1：起步價(jià)+里程每公里價(jià)格（1.2元）計(jì)價(jià)2：起步價(jià)+里程1.2元+等待時(shí)間等待價(jià)格（0.3元/分鐘） 計(jì)價(jià)3：起步價(jià)+等待時(shí)間等待價(jià)格（0.3元/分鐘）計(jì)價(jià)4：起步價(jià) 3.2 定時(shí)中斷服務(wù)程序在定時(shí)中斷服務(wù)程序中，每10ms產(chǎn)生一次中斷，當(dāng)產(chǎn)生100次中斷的時(shí)候，也就到了一秒，按秒累積60次后恰好為1min,這樣就可完成定時(shí)1min的功能。3.3 里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)的時(shí)候就使單片機(jī)的運(yùn)行中斷一次，而當(dāng)里程計(jì)數(shù)器t1對(duì)里程脈沖計(jì)滿1000次的時(shí)候，就完成之前行駛路程的累計(jì)操作，并將結(jié)果存入里程寄存器中11。其程序流程如圖3.2 所示. 圖3.2 里程計(jì)數(shù)流程圖3.4 中途等待中斷服務(wù)程序當(dāng)中途等待按鍵s4按下時(shí)，就啟動(dòng)t0開(kāi)始計(jì)時(shí)，每當(dāng)計(jì)