出租車計(jì)價(jià)器課程設(shè)計(jì)

1、河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)大學(xué)單片機(jī)應(yīng)用與仿真訓(xùn)練設(shè)計(jì)報(bào)告出租車計(jì)價(jià)器姓 名：學(xué) 號(hào)：丄姓 名：學(xué) 號(hào)：專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化09-7班指導(dǎo)老師：所在學(xué)院：電氣學(xué)院2012年7月4日摘要本設(shè)計(jì)基于AT89SC5單片機(jī)，采用霍爾傳感器采集輪胎轉(zhuǎn)數(shù)的信息，使用 外部中斷0將霍爾傳感器采集的信息輸入到單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于出租車行駛里程的 計(jì)算；對(duì)于中途等待以及紅綠燈等待， 使用定時(shí)器計(jì)時(shí)，并將時(shí)間轉(zhuǎn)化為里程數(shù) 以計(jì)費(fèi)；輸出設(shè)備采用數(shù)碼管，本設(shè)計(jì)采用的是兩個(gè)4位一體的共陰極數(shù)碼管，輸出里程數(shù)和費(fèi)用；此外，本設(shè)計(jì)還設(shè)計(jì)了狀態(tài)指示燈，用以指示計(jì)價(jià)器的工作 狀態(tài)和顯示狀態(tài)。出租車計(jì)價(jià)器是出租車行業(yè)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的核心，是出租車

2、行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo) 志，性能良好的計(jì)價(jià)器對(duì)于乘客和出租車行業(yè)都是必需的。關(guān)鍵詞：計(jì)價(jià)器、單片機(jī)、霍爾傳感器33目錄1概述4.1.1出租車計(jì)價(jià)器概述 41.2單片機(jī)的概述.4.2總體方案設(shè)計(jì)6.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)要求&2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)62.1.2設(shè)計(jì)要求62.2設(shè)計(jì)的主要功能62.3方案的選取7.2.3.1硬件設(shè)計(jì)方案 72.3.2軟件設(shè)計(jì)方案83硬件設(shè)計(jì)9.3.1 AT89S52單片機(jī)及最小系統(tǒng) 93.2測距單元.1.13.3按鍵單元和狀態(tài)顯示單元 .143.4數(shù)碼顯示單元154軟件設(shè)計(jì)174.1系統(tǒng)主程序.174.2數(shù)據(jù)處理子程序184.3等待時(shí)間計(jì)時(shí)子程序.194.4鍵盤掃描子程序20

3、5 Proteus軟件仿真216課程設(shè)計(jì)過程中遇到的問題 227課程設(shè)計(jì)體會(huì)23參考文獻(xiàn)23附1、原程序代碼25附2、系統(tǒng)原理圖311概述1.1出租車計(jì)價(jià)器概述出租汽車已經(jīng)成為我國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。出租汽車服務(wù)行業(yè)和出 租汽車計(jì)價(jià)器緊密相關(guān)，因?yàn)槌鲎馄嚤仨毎惭b出租汽車計(jì)價(jià)器才能投入營運(yùn)。出租汽車計(jì)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)

4、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。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。 多年來國內(nèi)普遍使用 的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能。目前全世界的計(jì)價(jià)器中有 90%為臺(tái)灣所生產(chǎn)。 現(xiàn)今我國生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百家，主要是集中在北京，上海， 沈陽和廣州等 地。本次設(shè)計(jì)的目的在于通過的日常最常見的計(jì)價(jià)器的實(shí)際的設(shè)計(jì)來進(jìn)一步理 解和掌握單片機(jī)的功能特點(diǎn)，并通過實(shí)踐應(yīng)用，鍛煉自己的動(dòng)手能力、培養(yǎng)與人合作的團(tuán)隊(duì)意

5、識(shí)。1.2單片機(jī)的概述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已明顯地朝巨型化、 單片化、網(wǎng)絡(luò)化三個(gè)方向發(fā)展。巨型化發(fā)展 的目的在于不斷提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和處理能力，以解決復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算和高速數(shù)據(jù)處理，比如系統(tǒng)仿真和模擬、實(shí)時(shí)運(yùn)算和處理。單片化是把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)盡可 能集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，其目的在于計(jì)算機(jī)微型化和提高系統(tǒng)的可靠性， 這 種單片計(jì)算簡稱單片機(jī)。單片機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)主要是針對(duì)自動(dòng)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)的所以單片機(jī)又稱微控制器 MCU(Micro Controller Unit)。用它可以很容易地將計(jì)算機(jī)嵌入到各種儀器和現(xiàn)場控制設(shè)備中，因此單片機(jī)又叫做嵌入式微控制器(Embedded MC)單片機(jī)自20世紀(jì)70

6、年代問世以來，以其鮮明的 特點(diǎn)得到迅猛發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于家用電器、智能玩具、智能儀器儀表、工業(yè)控 制、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過30多年的發(fā)展，性能不斷提高，品種不斷豐富，已 經(jīng)形成自動(dòng)控制的一支中堅(jiān)力量。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的單片機(jī)年容量已達(dá)13億片， 且每年以大約16%的速度增長，但相對(duì)于國際市場我國的占有率還不到 1%。這 說明單片機(jī)應(yīng)用在我國有著廣闊的前景。對(duì)于從事自動(dòng)控制的技術(shù)人員來講，掌 握單片機(jī)原理及其應(yīng)用已經(jīng)成為必不可少的學(xué)習(xí)任務(wù)。2總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī) AT89S51數(shù)據(jù)顯示部件、模擬行駛路程 單元、及計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)過程中，充分利用各部件的功能，實(shí)現(xiàn)多

7、功能的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)。2.1設(shè)計(jì)任務(wù)要求2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一款基于AT89S5單片機(jī)的出租車數(shù)字計(jì)價(jià)器，通過對(duì)傳感器的檢測， 對(duì)數(shù)值進(jìn)行處理和顯示。2.1.2設(shè)計(jì)要求1、能顯示里程，單位為公里，最后一位為小數(shù)位。2、能顯示金額數(shù)，單位為元，最后一位為小數(shù)位。3、可設(shè)定單程價(jià)格和往返價(jià)格，單程價(jià)格為 2元/公里，往返價(jià)格為1.5元/公 里。4、車速3公里/小時(shí)的時(shí)間累積為總等待時(shí)間，每5分鐘等待時(shí)間相當(dāng)于里程 數(shù)增加1公里。5、起步公里數(shù)為3公里，價(jià)格為5元，若實(shí)際距離大于3公里，按規(guī)則3計(jì)算價(jià) 格。6、按暫停鍵，計(jì)價(jià)器可暫停計(jì)價(jià)，按查詢鍵，可顯示總等待時(shí)間。2.2設(shè)計(jì)的主要功能本設(shè)計(jì)所設(shè)

8、計(jì)的出租車數(shù)字計(jì)價(jià)器的主要功能有：金額輸出、路程輸出、數(shù)據(jù)復(fù)位、計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)等。輸出采用2個(gè)4位一體的8段共陰數(shù)碼管，車輛行走時(shí)前4位顯示路程，后4位顯示金額。車輛候車時(shí)，前4位顯示等待時(shí)間，后4位顯示等待金額2.3方案的選取本設(shè)計(jì)是由軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩部分組成的。軟件設(shè)計(jì)要進(jìn)行程序的編寫和軟件仿真；硬件設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)電路、硬件仿真和制作電路板。聯(lián)機(jī)總調(diào)性能測定231硬件設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī) AT89S52數(shù)據(jù)顯示部件、U18霍爾傳感器 電路、里程計(jì)算及計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)過程中，充分利用各部件的功能， 實(shí)現(xiàn)多功能的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)。計(jì)價(jià)器的單片機(jī)系統(tǒng)框圖如圖1所示。它由以下

9、幾個(gè)部件組成：霍爾傳感器單元、 AT89S5單片機(jī)、金額顯示、里 程顯示、狀態(tài)指示單元。利用單片機(jī)豐富的10端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基 本的里程和價(jià)格的計(jì)算及顯示功能。二級(jí)管霍爾傳感器D 單片機(jī)顯示設(shè)備JJ*/按鍵圖1計(jì)價(jià)器系統(tǒng)框圖232軟件設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)程序的采取C語言進(jìn)行編寫，使用Keil uVision4編譯和Proteus 7.4a 仿真軟件進(jìn)行仿真調(diào)試。其中的里程計(jì)算和費(fèi)用計(jì)算方案如下。1、里程計(jì)算(1) 霍爾傳感器對(duì)車輪進(jìn)行信號(hào)檢測，產(chǎn)生并輸出脈沖信號(hào)到單片機(jī)；(2) 單片機(jī)對(duì)傳感器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并進(jìn)行km計(jì)算：每一個(gè)信號(hào)代表輪胎旋轉(zhuǎn)一周，設(shè)輪胎的周長為1.67m ;

10、每100n產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)為60，里程 顯示為N/60 X 0.1 (km),速度5公里時(shí)將等待時(shí)間折算為公里數(shù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，等待時(shí)間30s為0.1km。歷程為兩者之和。2、費(fèi)用計(jì)算(1) 出租車的起步費(fèi)為5元，并且3km內(nèi)不需額外計(jì)價(jià)；(2) 出租車行駛3km后，單程2元/km，雙程1.5元/km。（3）等待收費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)為5分鐘算一公里；（4）暫停時(shí)計(jì)價(jià)器暫停計(jì)價(jià)，暫停費(fèi)用的計(jì)算。3硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)包括單片機(jī) AT89S5單元、測距單元、顯示單元（數(shù)碼管 顯示金額、等待時(shí)間和里程，指示燈對(duì)單雙程切換指示、等待計(jì)時(shí)指示）、按鍵單元和時(shí)鐘單元。3.1 AT89S52單片機(jī)及最小系統(tǒng)1、AT89S5

11、2單片機(jī)AT89S5具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O ） 口，5個(gè)中 斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套，2個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門 狗（WDT電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。P0 口 ：1、外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作數(shù)據(jù)/地址總線。2、不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的I/O使用，內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng) 在外部接上拉電阻。P1 口：只做I/O 口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。P2口 ： 1、擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用。2、做一般I/O 口使用，其內(nèi)部有上拉電阻P3 口：1、

12、作為I/O使用外（其內(nèi)部有上拉電阻）2、特殊功能口，由特殊寄存器來設(shè)置PDIPPiLOCP1JI 匚P1.2CP1.3 匚P1I 4 匚 (MOS1) P1LSL (MISO) P1,6 匚 (SCK) P1.7CRSTC (RXD) P3.0E (TXD) P3.1 匚 (INTO) P3-2 C (INTT) P3-3 匚 (TO) P3_4 匚 (T1)已點(diǎn)匚 (WR) P3.6 匚 麗)P3.7CXTAL2EXTAL1I 匚GIMDC1402393304375366357348339321<J311130122&1314271526251724is2319222Q21 V

13、CC PO.O (DO) PO.1 (AD1) PO.2 (AD2) P0.3 (AD3) Pd4 (AD4)卩0.5 (AD5) P0.6 (ADS) P0.7 (AD7) EVPP ALE/PROG PSEiN PZ7(A15J P2lG (A1I4J P2.5(A13) P2.4 (A12)_l P2.3 (All) P2 2 (A10) P2.1 (A9) P2 0 (AB)圖2 AT89S52引腳圖圖3 AT89S52封裝圖設(shè)計(jì)中用到的單片機(jī)各管腳：設(shè)計(jì)中用到的單片機(jī)各個(gè)管腳功能以及與其他模塊連接介紹如下:VCC接+5V電源。VSS 接 地。時(shí)鐘引腳：XTAL和XTAL兩端接晶振和3

14、0PF勺電容，構(gòu)成時(shí)鐘電路，它可以 使單片機(jī)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。RST復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)在此引腳加兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)， 就可以完成復(fù)位操作。P1.0 :接清零鍵。P1.1 :接切換鍵，表示等待時(shí)間和里程顯示切換。P1.2 :接單程和往返計(jì)費(fèi)切換鍵P1.3 :接暫停鍵P1.4:接堵車指示燈P1.5:接查詢指示燈P1.6 :接往返計(jì)費(fèi)指示燈P1.7:接暫停指示燈P3.0:接杳詢/確認(rèn)鍵P0 口接數(shù)碼管段選端，P2 口接數(shù)碼管位選端P3.2 :接霍爾傳感器的輸出口2、單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路和晶振電路是AT89S5工作所需的最簡外圍電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖4所示。31；KTAL1KT

15、AL2R&TPlEffALE EAP I JOPtlPI JP1.3 卩2 Ptfi pi.ePL7(TEXT：P0.D/AD0P0.1/AD1PDJ2/AD2 Pg心 P0.4/AD 斗 P0.5/AD5 P0.C/AD6 P0.7/AD7P2.0/«P2.2/A10P2.3/A11P2.4/M2P2.5/A13P2J6/A14P.2.7/A15P3.0/RXDP3.im(DF3.2/1NT0P3.34NTT PN4fTOP3如P3.6/WRP37/RD33212S1011 立13151617圖4單片機(jī)最小系統(tǒng)AT89S52的復(fù)位端是一個(gè)史密特觸發(fā)輸入，高電平有效。RST端

16、若由低電平上升到高電平并持續(xù)2個(gè)周期，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位操作。在復(fù)位電路中，按一 下復(fù)位開關(guān)就使在RS端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平，外接12M晶振和兩個(gè)30pF電容 組成系統(tǒng)的內(nèi)部時(shí)鐘電路。3.2測距單元本次設(shè)計(jì)我們選取了霍爾傳感器來進(jìn)行里程測量?？稍诟鞣N與磁場霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化, 有關(guān)的場合中使用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)?；魻柶骷哂性S多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕霍爾器件分為：霍爾元件和霍爾集成電路兩大類，前者是一個(gè)簡單的霍爾片, 使用時(shí)常常需要將獲得的霍爾電壓進(jìn)行

17、放大。后者將霍爾片和它的信號(hào)處理電路 集成在同一個(gè)芯片上。本次設(shè)計(jì)選取了霍爾集成電路來測量里程。里程測量是通過將霍爾傳感器的集成電路安裝在車輪上方的鐵板上，將磁鐵安裝在車輪上，旋轉(zhuǎn)的車輪將磁鐵對(duì)準(zhǔn)集成電路時(shí)， 霍爾傳感器會(huì)輸出一個(gè)脈沖 信號(hào)，送到單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的計(jì)算處理，將行駛的里程送到顯示單元并顯示 出來。其原理示意圖如下：圖5傳感器測距示意圖U18是一種利用霍爾效應(yīng)做成的半導(dǎo)體集成電路器件，它被設(shè)計(jì)在交變磁場中運(yùn)行，特別是能在低電源電壓和長時(shí)間運(yùn)行溫度范圍可達(dá)到125C。這種霍爾IC可用作各種類型的傳感器（速度傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等等），接觸開關(guān)以及相類似的應(yīng)用場合。其工作電

18、壓比較寬（2.520V）,可運(yùn)行在較大 的溫度范圍內(nèi)（-20 C125C）,其輸出的信號(hào)符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接 到單片機(jī)的10端口上，而且其最高檢測頻率可達(dá)到1MHZ霍爾傳感器的特性如圖6所示，其中BO為工作點(diǎn)“開”的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BRP 為釋放點(diǎn)“關(guān)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動(dòng)作點(diǎn)BO時(shí)，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動(dòng)作點(diǎn) BO以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直 要降到釋放點(diǎn)BRP寸，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健?B0與BR之間的滯后使 開關(guān)動(dòng)作更為可靠。U18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0C1輸出E五個(gè)基本

19、部分組成。在輸入端輸入電壓VCC經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù) 霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時(shí)， 在垂直于磁場的方向通以電流， 則與這 二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢差 VH俞出，該VH言號(hào)經(jīng)放大器放大后送至 施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到0C1輸出。當(dāng)施加的磁場達(dá)到工作點(diǎn)（即 Bop）時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓（相對(duì)于地電位），使三極管導(dǎo)通，此時(shí)0C1輸出端 輸出低電壓，三極管截止，使0C1輸出高電壓，這種狀態(tài)為關(guān)。這樣兩次電壓變 換，使霍爾開關(guān)完成了一次開關(guān)動(dòng)作。Marked fa<eL Vcc N GND3. OutputBh4>r lBrpBopVou

20、tH0Magnetic flux densitySIP-3圖6 U18霍爾傳感器和其輸出特性U18霍爾傳感器有3個(gè)外接口，2個(gè)是電源的正負(fù)極接口，最后一個(gè)是脈沖信 號(hào)輸出口，只要將霍爾傳感器的信號(hào)輸出端接到單片機(jī)的端口上便可以實(shí)現(xiàn)距離 檢測。其中，單片機(jī)的P3.2 （INTO）弓I腳作為信號(hào)的輸入端，采用外部中斷 0進(jìn)行 計(jì)數(shù)。車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng) 霍爾片處在磁場中時(shí)，霍爾傳感器的輸出端輸出低電平。 當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)小磁 鐵提供一個(gè)磁場，則霍爾傳感器輸出一次低電平完成一次數(shù)據(jù)采集，從而產(chǎn)生信號(hào)?；魻杺鞲衅鳈z測并輸出信號(hào)到單片機(jī)的INT0或INT1計(jì)算

21、脈沖輸入端，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到特定的次數(shù)時(shí)，里程就會(huì)增加，單片機(jī)對(duì) 里程進(jìn)行計(jì)算后，通過接口電路將計(jì)算好的結(jié)果傳送到數(shù)碼管并顯示出來。3.3按鍵單元和狀態(tài)顯示單元本設(shè)計(jì)的按鍵單元電路（如圖7）有4個(gè)按鍵，功能分別是：pl.O 口接是清零 按鍵，用于對(duì)新旅客的重新計(jì)費(fèi)；p1.1 口為路程和等待時(shí)間切換按鈕，；p1.2 口按 鍵可進(jìn)行單程和雙程之間切換，燈亮?xí)r表示往返計(jì)費(fèi)；p1.3 口按鍵對(duì)本次計(jì)費(fèi)進(jìn) 行暫停。狀態(tài)顯示使用四個(gè)發(fā)光二極管來指示，包括計(jì)時(shí)指示燈（p1.4 口）、等待時(shí)間查詢指示（p1.5 口）、雙程指示燈（p1.6 口）、暫停指示燈（p1.7 口）。這些指示燈

22、能對(duì)出租車的每一種狀態(tài)進(jìn)行指示，當(dāng)汽車速度小于5km/h時(shí)開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)指示燈亮（包括堵車、過紅綠燈、等人等等）；計(jì)價(jià)前如果按下雙程鍵雙程指示燈 亮，表示為雙程；計(jì)價(jià)或計(jì)時(shí)過程中按下暫停鍵，則暫停指示燈亮，計(jì)價(jià)、計(jì)時(shí) 暫停；若按下復(fù)位鍵，則復(fù)位指示燈亮，一切歸零，并重新開始。C2XTAL3Li1kPEEALE 麗: D1 : lie - «TExFT煜TEE31-piutzP12 P13 PI.*P15P1SP117PlirFXD'pa.imwpiyri37弗a*F*21''PZ3Z42&-z?二.-FZJ/JW PNEMEl P23A11IP2S13

23、 P2JSAUPomtiDIF 口期臨PD.WAO* POSTAOS paja*AD6 p 口 ?rA&?圖7按鍵單元與狀態(tài)顯示電路3.4數(shù)碼顯示單元數(shù)碼顯示部分使用兩個(gè)四位一體的LED碼管，LEES示器是由LED發(fā)光二極 管發(fā)展過來的一種顯示器件，是發(fā)光二極管的改型。LED是發(fā)光二極管的簡稱，是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的設(shè)備。本身也是一種光源。LEE顯示器是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長、 成本低、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。此外，它的響應(yīng)時(shí)間短（一般不 超過O.lus ），亮度也比較高。它的缺點(diǎn)是工作電流比較大，每一段的工作電流在

24、10m竝右。其中每位數(shù)碼管是由8個(gè)發(fā)光二極管演變而來，其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成7筆 字形，另一個(gè)構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)，稱為8段LED 8段LE數(shù)碼管是利用7個(gè)LED（發(fā)光二極 管）外加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的LEDS合而成的顯示設(shè)備，可以顯示09等10個(gè)數(shù)字和小 數(shù)點(diǎn)，使用非常廣泛，它的外觀如圖9所示：圖9 8段數(shù)碼管這類數(shù)碼管可以分為共陽極（8個(gè)發(fā)光二極管的陽極接在一起）與共陰極（8個(gè) 發(fā)光二極管陰極連在一起）兩種，共陽極就是把所有LED勺陽極連接到共同接點(diǎn)， 而每個(gè)LED勺陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp （小數(shù)點(diǎn)）；共陰極則是把所 有LED勺陰極連接到共同接點(diǎn)，而每個(gè)LED勺陽極分別為a、b、c、d、

25、e、f、g及dp （小數(shù)點(diǎn)），如圖10所示。10共陰3,810DP圖10共陽和共陰數(shù)碼管結(jié)構(gòu)通過控制這個(gè)公共端，則該位顯示器有效，反之無效。本設(shè)計(jì)采用共陰可使該位亮或暗。如共陰極端接地或共陽極接高電平,LED數(shù)碼管。數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種，這里采用動(dòng)態(tài)顯示。它具有低功耗、接口少等特點(diǎn)。如圖11兩個(gè)四位一體數(shù)碼管接P0口作為段選，接P2口作為位選?？?車時(shí)顯示時(shí)間，開始計(jì)價(jià)時(shí)前四位顯示路程，后四位顯示價(jià)錢。當(dāng)查詢等待時(shí)間 時(shí)顯示為等待時(shí)間時(shí)，左側(cè)的里程顯示轉(zhuǎn)換為等待時(shí)間顯示， 計(jì)費(fèi)顯示保持原有 動(dòng)作圖11顯示單元（數(shù)碼管顯示部分）4軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)主程序、數(shù)據(jù)處理子程

26、序、等待時(shí)間及時(shí)子 程序和鍵盤掃描子程序五個(gè)模塊，下面對(duì)每一塊進(jìn)行介紹。4.1系統(tǒng)主程序本設(shè)計(jì)中，軟件設(shè)計(jì)采用模塊化操作，利用各個(gè)模塊之間的相互聯(lián)系，在設(shè) 計(jì)中采用主程序調(diào)用各個(gè)子程序的方法，使程序通俗易懂，我們?cè)O(shè)計(jì)了整體程序 流程圖。在main函數(shù)編寫開始，要進(jìn)行初始化，包括對(duì)系統(tǒng)初始化和對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行 初始化，并使硬件處于就緒狀態(tài)。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)以及開中斷、循環(huán)等待等工作。系統(tǒng)流程圖如下圖14。圖14系統(tǒng)主程序流程圖4.2數(shù)據(jù)處理子程序每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)就使單片機(jī)中斷一次，在計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序，里程和金

27、額都相應(yīng)變化，當(dāng)然等待時(shí)間也換算成里程（當(dāng)速度小于5km/h 時(shí)5分鐘想當(dāng)于1公里）o計(jì)算程序根據(jù)里程數(shù)分別進(jìn)入不同的計(jì)算公式。如果里 程大于3公里，則執(zhí)行公式：金額=（里程-3） *單價(jià)+5;否則，執(zhí)行公式：總金 額二起步價(jià)。程序流程圖如圖15所示。金額=5元金額=單價(jià)* （里程-3）+5*顯示金額圖15數(shù)據(jù)處理子程序流程圖4.3等待時(shí)間計(jì)時(shí)子程序當(dāng)出租車的速度5km/h時(shí)等待時(shí)間開始計(jì)時(shí)，并被換算里程，進(jìn)行計(jì)算顯示 等待時(shí)間和金額。當(dāng)結(jié)算時(shí)停止計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)并顯示金額，當(dāng)有查詢鍵按下時(shí)顯示 等待時(shí)間，當(dāng)有清零鍵按下時(shí)存儲(chǔ)本次金額。如圖16：4.4鍵盤掃描子程序鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，

28、當(dāng)沒有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，一旦右按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。圖16等待時(shí)間計(jì)時(shí)子程序5 Proteus軟件仿真本設(shè)計(jì)需要用Keil uVision3 對(duì)C51程序進(jìn)行編譯，生成“ .hex ”文件，如圖18 :7t Wort EPKV于 XooiElffinclude<reg52, h>002 define uchar unsigned charM3 define uint unsigned irituchar qianwei, baiweij shiwei, gewei ; ff顯不數(shù)據(jù)各個(gè)、 005 uchar led_seg_code10

29、= 0x3f, 0x06, 0x05b, 0s04f, 0x66 dob int ttj aa.t rounds distance, cost, price wait ; j*走乂巳、 即丁 uchar dengdai. second, minute;ooe unsigned longf?記錄等待E血按鍵的定義,所有按鍵按下去為低電¥ 汕 sbit kev0=Pl"0;/清率012 sbi七kevlPri;ff切換路程與等待巧冊(cè)sbit kev2=Pl 2:門單理還是銓渥汝畫014 sbit kev3=Pl"3;暫俘技鏗（Jissbitledl=Pr6;/雙程Di

30、esbitled2=Plj;/晉僂時(shí)sbitled3=Pl 4 ；/計(jì)靈018sbitled4=Pr5:/切換盹bitkeyl flag;門由手按鍵會(huì)自動(dòng)復(fù)020 bit key2_flag;021 bit key3 flag;022 i）it flag?nr 園 STARTUP屈514-園 Testi222.cQj *11自 T«tl222. c“建目標(biāo)'目標(biāo)1'"51 匯編 STARTUP.A51 .訂譯 Testl222.c .匚接l oqram Size: data = 44.4 xdata = 0 code= 1320i|M HEX 文件 H1HH

31、 111" - 0個(gè)錨課” 個(gè)薯告"圖 18 Keil uVision3 編譯在Proteus軟件中畫出仿真電路（如圖19），把Keil uVision3 編譯后生成的.hex ”導(dǎo)入到單片機(jī)中，按“運(yùn)行仿真”鍵進(jìn)行仿真。-:iRYffTTB一-ILAL _k二r13-ZE ill u£3»6"汁2=iBCDEFG &PNDL-HAD1 FDA&2FD 曲 D + PCLSADS PDfADG 沏泊軒TZD'.fiEvi PIAID FZ3A11 FZjtfA12 皤網(wǎng)口 FZAUFZ7A15SWI:swe* DTdUK

32、>5005 IOFatVAXD F11TXD PJiMTD FiJfiiTT «.4m30?圖19 Proteus仿真HE&PAJC4&E6課程設(shè)計(jì)過程中遇到的問題1、焊接過程中對(duì)某些器件，對(duì)霍爾傳感器、排針等的連接、使用方法不熟 悉，不知道怎樣焊接。解決方法：上網(wǎng)查閱資料，查看這些器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及原理，了解正確的 焊接方法。3、焊接完整通電后不能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，4位LED碼管不能正確顯示。解決方法：在確認(rèn)硬件端口焊接無誤的情況下， 發(fā)現(xiàn)所給的兩個(gè)4位LE數(shù)碼 管的型號(hào)不一樣，結(jié)果在位選端口的設(shè)置上出現(xiàn)錯(cuò)誤， 通過在網(wǎng)上查閱了正確的 接法并對(duì)其進(jìn)行改正。3、焊

33、接好后，總是沒有脈沖，不能中斷INTO,計(jì)算里程。解決方法：經(jīng)過反復(fù)檢查線路，并查找霍爾傳感器用法，終于發(fā)現(xiàn)霍爾傳感 器是有方向的，必須把帶字的一面正對(duì)著磁鋼。7課程設(shè)計(jì)體會(huì)出租車計(jì)費(fèi)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)全部完成，能按預(yù)期的效果進(jìn)行模擬汽車啟 動(dòng)，停止，暫停等功能并能夠通過LCD顯示車費(fèi)數(shù)目。本款出租車計(jì)價(jià)器包括單 價(jià)輸出、單價(jià)調(diào)整、顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間等功能。另外，多功能出租車計(jì)價(jià)器還 具有性能可靠、電路簡單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使 其有很高的智能化水平。一個(gè)月來，經(jīng)過自己努力，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

34、成績，同時(shí)也遇到了一 些問題，存在一些不足。經(jīng)過這一個(gè)月的學(xué)習(xí)，我覺得自己不論是在理論知識(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，也只有通過不斷的實(shí)踐才能對(duì)理論知識(shí)的理解。通過這次設(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)

35、。 通過這次設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了自己的動(dòng) 腦能力和動(dòng)手能力，也提高了我思考問題、分析問題、解決問題的能力，更重要 的是學(xué)會(huì)用工程化的思想來解決問題。這在以前的學(xué)習(xí)過程中是不曾學(xué)到的。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)分析問題、解決問題的思想是多 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)一步參考文獻(xiàn)【1】 戴佳，陳斌,苗龍.51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實(shí)例、中國電力出版社，2005【2】余發(fā)山，王福忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)、中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.6【3】 侯玉寶,陳忠平,李成群.基于Prote

36、us的51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真、電子工業(yè)出版社，2008【4】 李玉梅.基于MCS-51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計(jì)、國防工業(yè)出版社，2006【5】 邊春元，李文濤，江杰.C51單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用、機(jī)械工業(yè)出版社，2008【6】張淑清等單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用北京：國防工業(yè)出版社，【7】王曉君等.MCS-51及兼容單片機(jī)原理與選型北京：電子工業(yè)出版社【8】 張鑫、華臻、陳書謙.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.電子工業(yè)出版社，2005. P110136.sbit key 仁 PM1；/切換路程與等待時(shí)間/單程還是往返設(shè)置/暫停按鈕/雙程sbit Ied4=P1A5;/ 切換bit keyl flag

37、;/key1_flag;/切換/由于按鍵會(huì)自動(dòng)復(fù)位，這個(gè)為標(biāo)志位附1、原程序代碼#in clude<reg52.h>#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intuchar qianwei,baiwei,shiwei,gewei;/顯示數(shù)據(jù)各個(gè)位置數(shù)字的臨時(shí)變量uchar Ied_seg_code10=0x3f,0x06,0x05b,0x04f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /段碼表示0-9int tt,aa,round,distance,cost,price,wait;定義路程、

38、價(jià)錢、等待時(shí)間及一些全局的變量等；uchar den gdai,sec ond,minu te;unsigned long wait_ten_ms;/ 記錄等待時(shí)間多少個(gè) 10ms /按鍵的定義，所有按鍵按下去為低電平sbit key0=P1A0;/ 清sbit key2=PM2;/sbit key3=P1A3;/ 暫停sbit led 仁 P1A6;/sbit Ied2=P1A7;/sbit Ied3=P1A4;/bitbitbitkey2_flag; key3_flag; flag;/初始化函數(shù)void in itial_data(void)dista nce=O;cost=0;sec o

39、n d=0;minu te=O;wait_te n_ms=0;key1_flag=1; /key2_flag=0; /單程or往返,接指示燈;key3_flag=1; /暫停，接指示燈； flag=0;roun d=0;den gdai=0;led1=1;/雙程指示led2=1;/暫停指示led3=1;/堵車指示led4=1;/等待時(shí)間切換標(biāo)志/暫停程序void zan ti ng(void) if(key3_flag) _EX0=0;/關(guān)閉中斷和定時(shí)器TR0=0;elseEX0=1;TR0=1;key3_flag=!key3_flag; 一 一/計(jì)算數(shù)據(jù)處理void jisua n()dis

40、tance=round/60+wait_ten_ms/3000;/ 車輪轉(zhuǎn) 60 圈為 100m,等待時(shí)間 30s 為 100m-if(dista nce<=30)cost=50;price=20;/單程價(jià)格if(key2_flag) price=15; / 往返價(jià)格if(dista nce>30)cost=price*(dista nce-30)/10+50;wait=minu te*100+sec ond;/顯示的輔助程序，分離一個(gè)數(shù)的各個(gè)數(shù)字void fenli(int temp) /數(shù)據(jù)的分離處理if(temp>9999) temp=9999;qia nwei=tem

41、p/1000;baiwei=temp/100%10;shiwei=temp%100/10;gewei=temp%10;/延時(shí)約1ms,數(shù)碼管顯示時(shí)使用void diplay_delay(void) _int i;for(i=0;i<290;i+);/顯示程序；void led_show() _/-顯示路程或者等待時(shí)間-if(key1_flag) fenl i(dista nee);elsefen li(wait);P2=0xfe;P0=led_seg_codegewei;diplay_delay();P2=0xfd;if(key1_flag) P0=led_seg_codeshiwei|

42、0x80; / 如果是路程，點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn) 兒一一else P0=led_seg_codeshiwei; /如果是時(shí)間，不需要點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)兒diplay_delay();P2=0xfb;if(key1_flag) P0=led_seg_codebaiwei;elseP0=led_seg_codebaiwei|0x80;diplay_delay();P2=0xf7;P0=led_seg_codeqia nwei;diplay_delay();/-顯示價(jià)格-fen li(cost);P2=0xef;PO=led_seg_codegewei; diplay_delay();P2=0xdf;P0=led_seg_codeshiwei|0x80;diplay_delay();P2=0xbf;P0=led_seg_codebaiwei;diplay_delay();P2=0x7f;P0=led_seg_codeqia nwei;diplay_delay();P2=0xff;/延時(shí)時(shí)基為1msvoid delay(i nt x)int i,j;f