市內(nèi)出租車計程計價顯示系統(tǒng)

1、南 京 理 工 大 學單片機課程設計報告作 者:姚春桂學 號：0608190146學院(系):動力工程學院專 業(yè):電氣工程及其自動化題 目:市內(nèi)出租車計程計價顯示系統(tǒng)申請面試指導教師： 葛 龍 2008 年 12 月 24 日1 需求分析隨著國內(nèi)城市化的加快，人民生活水平的不斷提高，作為市內(nèi)最快捷方便的交通工具出租汽車，正越來越受到廣大普通百姓的青睞，越來越多的人會選擇搭乘出租車作為自己出行的方式，隨之而來的是出租行業(yè)的蓬勃發(fā)展，因此出租車計程計價顯示系統(tǒng)的使用數(shù)量也在不斷的增多，因此設計一款廉價且可以方便顯示行使路程及費用的系統(tǒng)具有廣闊的市場前景。2 基本原理本出租車計程計價顯示系統(tǒng)采用AT

2、89C51單片機作為核心處理器，通過編寫匯編程序輸入到單片機設置起步價、每公里計費等固定參數(shù)及完成計程計費的計算過程，在汽車底盤主軸上（或變速箱內(nèi)、轉軸齒輪上）裝一個反射型紅外發(fā)射接受對管JY043W，測出轉的圈數(shù)N后乘以車輪的周長即為行程S。再根據(jù)起步價及每公里計費價格即可計算出行程計價值。此外，通過手動按鈕送給單片機一個外部中斷完成計費的開始，通過發(fā)光二極管顯示有無乘客乘坐。計程及計價值通過數(shù)碼管實時顯示出來。出租車計程計價顯示系統(tǒng)結構框圖如圖1所示圖1出租車計程計價顯示系統(tǒng)結構框圖3 硬件電路設計以AT89C51單片機位核心，配合路程計數(shù)裝置、外部中斷裝置、輸出顯示裝置等外圍電路組成整個

3、硬件電路。單片機內(nèi)存儲并執(zhí)行程序，響應外部中斷，輸出計程計價數(shù)碼。計數(shù)裝置通過裝載汽車主軸上的反射型紅外發(fā)射接受對管采集行駛路程信息。外部中斷裝置是一個手動開關，閉合開關啟動計程計價，顯示裝置為6個7段數(shù)碼管，顯示信息從單片機的P1口及部分P2口輸出。其中計價值用4個數(shù)碼管依次顯示百元、十元、元及角，考慮到出租車主要在市區(qū)行駛，一般不會超過100千米，故計程值用2個數(shù)碼管依次顯示十千米和千米位。市內(nèi)出租車計程計價顯示系統(tǒng)硬件電路通過Proteus7.1繪制如圖2所示圖2 市內(nèi)出租車計程計價顯示系統(tǒng)電路原理圖市內(nèi)出租車計程計價顯示系統(tǒng)硬件電路通過Protel99SE繪制如圖3所示圖3市內(nèi)出租車計

4、程計價顯示系統(tǒng)電路原理圖市內(nèi)出租車計程計價顯示系統(tǒng)硬件電路PCB印制電路板如圖4所示圖4 市內(nèi)出租車計程計價顯示系統(tǒng)PCB印制電路板PCB印制電路板模擬三維實物顯示如圖5及圖6所示圖5 PCB印制電路板模擬三維實物（正面）圖6 PCB印制電路板模擬三維實物（反面）4 軟件程序設計一開始，P2.7輸出高電平使燈D1（發(fā)光二極管）亮，并不斷檢測撥動開關的狀態(tài)。當有乘客上車時，接通開關，單片機檢測到P3.3為電平時使發(fā)光二極管熄滅，并開始計程計價。車輪每轉一圈，即向T0口輸入一個方脈沖。經(jīng)施米特觸發(fā)反相器74LS14整形反相后，其下降沿使單片機的定時器T0加1計數(shù)，由于出租車的車輪直徑為0.6366

5、m，因此車輪每轉一圈的行程為2.0m。T0每計125個數(shù)，相當于汽車行駛了250m。 把T0設置為計數(shù)，模式2，用T0中斷，計數(shù)初值為（100H-125）=83H。汽車每行駛250m，T0計滿數(shù)溢出一次，使T0中斷，在T0中斷子程序中，使寄存器R1加1計數(shù)。R1每計4個數(shù)，相當于汽車行駛了1千米，使30H單元中的行程S加1（用BCD碼加法）。因此行程S為R1/4千米。程序中 ，用片內(nèi)RAM30H存儲行程S的千米數(shù)（壓縮BCD碼，最大不超過99），另一方面用31H、32H單元存儲計價值的壓縮BCD碼，高字節(jié)放在32H單元存百元位與十元位；低字節(jié)放在31H單元，存元與角位。在T0中斷子程序中，判斷

6、若行程超過3千米，在T0每次中斷使R1加1時，即汽車每行駛250米，調(diào)用壓縮BCD碼加6角。然后調(diào)用壓縮BCD碼轉換為非壓縮BCD碼的子程序BCDZH（BCD轉換），將30H32H單元中的BCD碼轉換為非壓縮BCD碼，分別位于40H45H單元中。之后調(diào)用顯示字程序DISP將這些數(shù)據(jù)輸出顯示。主程序流程圖如圖7所示圖7 主程序流程圖源程序如下所示QDJ EQU 125 ；起步價12.5元（3千米內(nèi)）GLJ EQU 24 ；每公里價2.4元/千米（3千米以上）S EQU 30H ；行程存在30H單元中（壓縮BCD碼）JJDZJ EQU 31H ；計價值低字節(jié)，高位為元位，低位為角位JJGZJ EQ

7、U 32H ；計價值高字節(jié)，高位為百元位，低位為十元位SGW EQU 40H ；行程的個位（非壓縮BCD碼）SSW EQU 41H ；行程的十位（非壓縮BCD碼）JJJ EQU 42H ；計價值角位（非壓縮BCD碼）JJY EQU 43H ；計價值元位（非壓縮BCD碼）JJSY EQU 44H ；計價值十元位（非壓縮BCD碼）JJBY EQU 45H ；計價值百元位（非壓縮BCD碼） ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP T0INT ORG 001BH LJMP T1INTMAIN: MOV SP,#60H MOV DPTR,#TAB ；共陽極段碼表 MOV T

8、MOD,#16H ；T1定時，模式1，T0計數(shù)，模式2，用T0、T1中斷 MOV TH0,#83H ；T0計數(shù)初值，每計125個數(shù)（相當于250m）申請一次中斷 MOV TL0,#83H MOV TH1,#3CH ；T1定時0.1秒 MOV TL1,#0B0H MOV IE,#8AH ；開CPU及T0、T1中斷 SETB PT0 SETB P2.7 ；無乘客亮燈 MOV SGW,#00H ；將各顯示位清零，顯示熄滅碼 MOV SSW,#00H MOV JJJ,#00H MOV JJY,#00H MOV JJSY,#00H MOV JJBY,#00H ACALL DISP ；調(diào)用顯示子程序 JB

9、 P3.3,$ ；無乘客等待 SETB TR0 ；有乘客開始行駛時啟動T0與T1開始計程計價 SETB TR1 CLR P2.7 ；有乘客熄滅燈 MOV S,#00H ；行程初始值0千米 MOV JJGZJ,#01H ；計價初始值12.5元，高字節(jié) MOV JJDZJ,#25H ；計價初始值12.5元，低字節(jié) ACALL BCDZH ；調(diào)用BCD碼轉換子程序L: ACALL DISP JNB P3.3,L ；乘客未到站，循環(huán)顯示 CLR TR0 ；乘客到站停止計數(shù) CLR TR1 SJMP MAIN ；乘客下車后返回程序開始；BCD碼轉換子程序，把32H30H中的壓縮BCD碼轉換為非壓縮BCD

10、碼存于45H40HBCDZH: PUSH ACC SETB RS0 ；選工作寄存器組1 MOV R0,#S MOV R1,#SGWLPB: MOV A,R0 MOV R2,A ANL A,#0FH MOV R1,A INC R1 MOV A,R2 ANL A,#0F0H SWAP A MOV R1,A INC R0 INC R1 CJNE R0,#33H,LPB CLR RS0 ；返回工作寄存器組0 POP ACC RET；顯示子程序，顯示40H45H單元中的計程與計價值DISP: MOV R0,#SGW MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.1 MOV P1,A AC

11、ALL DELAY CLR P2.1 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.0 MOV P1,A ACALL DELAY CLR P2.0 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.5 MOV P1,A ACALL DELAY CLR P2.5 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.4 MOV P1,A SETB P1.7 ACALL DELAY CLR P2.4 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.3 MOV P1,A ACALL DELAY

12、CLR P2.3 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.2 MOV P1,A ACALL DELAY CLR P2.2 RETTAB: DB 0C0H,0CFH,0A4H,0B0H DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H；T0中斷子程序，每250米中斷一次T0INT: PUSH ACC INC R1 ；R1中存250米數(shù)，每行駛250米R1加1 CJNE R1,#4,LPT0 ；行駛不滿1千米，行程不增加，跳轉 MOV A,S ；行駛滿1千米，行程加1 ADD A,#1 DA A MOV S,A MOV R1,#0 ；R1復位LPT0

13、: MOV A,S ；判斷行程是否，滿3千米 CLR C SUBB A,#3 JC FH0 ；行程不到3千米，計價不加6，返回 ACALL BCDJ6 ；行程滿3千米，調(diào)用BCDJ6子程序FH0: ACALL BCDZH ACALL DISP POP ACC RETI；壓縮BCD碼加6子程序，將31H32H中的計價值加6BCDJ6: MOV A,JJDZJ ADD A,#6 DA A MOV JJDZJ,A MOV A,JJGZJ ADDC A,#0 ；考慮可能的進位 DA A MOV JJGZJ,A RET；T1中斷子程序，每0.1秒中斷一次T1INT: PUSH ACC MOV TH1,#

14、3CH MOV TL1,#0B0H MOV A,R2 JNZ LPT MOV R4,TL0LPT: INC R2 CJNE R2,#50,FH1 MOV R2,#0 MOV A,R4 CJNE A,TL0,FH1 INC R3 CJNE R3,#9,FH1 MOV R3,#0 ACALL BCDJ6 ACALL BCDZH ACALL DISPFH1: POP ACC RETIDELAY: MOV R6,#5LOOP1: MOV R7,#200LOOP2: NOP NOP NOP DJNZ R7,LOOP2 DJNZ R6,LOOP1 RETEND5 調(diào)試及改進完成電路的硬件設計及軟件編程后，

15、打開仿真開關效果基本符合最初的設計目標，可以完成無乘客時處于等待狀態(tài)，發(fā)光二極管亮；當有乘客時撥動開關即開始計程計費，當遇到交通阻塞汽車停止前進超過45秒鐘，計程不增加，但計費會增加；正常行駛時每250米費用增加6角。仿真截圖如圖8所示圖8 仿真截圖從仿真中可以看出，結果較好的滿足了設計需求，但也存在一些小的問題，如仿真時，數(shù)碼管顯示有時會跳動，計程計費結束后撥動開關數(shù)碼管及熄滅，不能有效地保存數(shù)據(jù)，針對這些問題可以在電路中加入一個74LS373鎖存器用以保存數(shù)據(jù)。6 課程學習體會通過對單片機這門課程的學習，我對C51系列單片機有了較為深刻的認識，它是計算機家族的一個重要分支，具有體積小、價格

16、低、面向控制的特點，在人類生產(chǎn)和生活的各個領域都有極為廣泛的應用，它是數(shù)字電路的延伸，但功能又遠遠超過它，只需要單片機配以簡單的電路就可以完成比較復雜的功能，同時只要加上適當?shù)臄?shù)/模和模數(shù)轉換裝置就可以處理模擬電路的問題。此外，通過單片機這門課程的學習，還加深了我對匯編語言及C語言的理解，對于其他課程也起了促進的作用。單片機是一門面向實際應用的課程，要多查找資料，及時廣泛的了解現(xiàn)實的應用信息才能夠跟得上單片機的發(fā)展，不能死記書本，也不必去刻意去記那些指令語句，在實際應用中可以通過查指令表來閱讀或編寫匯編程序。參 考 文 獻1 葛龍. 單片機講義. 南京: 南京理工大學, 2006.2 閆玉德, 俞虹. MCS-51單片機原理與應用. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2004.3 張鵬, 王雪梅. 單片機原理與應用實例教程.北