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基于单片机的智能出租车计价器.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.43M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    数理与信息工程学院 课 程 设 计 题 专 班 姓 目： 多功能出租车计价器 业： 计算机科学与技术 级： 名： 学号： 指导老师： 成 绩： ( 2006.6 )
    多功能出租车计价器 目 录 第 1 节 引 言·································································· 1 1. 1 出租车计价器概述········································································· 1 1. 2 本设计任务··················································································· 1 1.2.1 设计任务················································································· 1 1.2.2 设计要求················································································· 1 1. 3 系统主要功能··············································································· 2 第 2 节 出租车计价器硬件设计················································· 3 2.1 系统的硬件构成及功能···································································· 3 2. 2 AT89S51 单片机及其引脚说明·························································· 3 AT24C02引脚图及其引脚功能··························································· 6 2.3 2. 4 AT24C02 掉电存储单元的设计························································· 6 2.5 里程计算、计价单元的设计····························································· 7 2.6 数据显示单元设计·········································································· 8 第 3 节 系统软件设计···························································10 3. 1 系统主程序设计············································································10 3. 2 定时中断程序设计········································································ 10 3. 3 里程计数中断服务程序设计····························································10 3.4 中途等待中断服务程序设计····························································10 3. 5 键盘服务程序设计·········································································10 3. 6 显示子程序服务程序设计······························································· 10 第 4 节 系统调试与测试结果分析·············································· 13 4. 1 使用的仪器仪表··········································································· 13 4.2 系统调试····················································································· 13 4.3 测试结果····················································································· 13 4.4 测试结果分析·············································································· 13 第 5 节 结束语································································· 14 附录··········································································· 15 参考文献·······································································40
    多功能出租车计价器 多功能出租车计价器 第 1 节 引 言 本次课程设计利用单片机技术来实现一台多功能出租车计价器，具有性能可靠、电路简单、 成本低等特点。 1.1 出租车计价器概述 计价器显示的营运金额是营运里程与价格的函数（等候时间一般折算成一定比例 的里程来计算）。出租车计价器通过传感器与行驶车辆连接。出租汽车的实际里程通 过传感器的脉冲信号在计价器里折算成一定的计价营运里程。目前市场上出租车计价 器功能主要有具有数据的复位功能、白天/晚上转换功能、数据输出功能、计时计价 功能等等，但能够进行语音播报数据信息的出租车计价器还是比较少见的，针对这一 点我们来设计一款多功能出租车计价器，在原有功能的基础上增加单价输出、单价调 整、路程输出、显示当前的系统时间、语音播报数据信息等功能。 1.2 本设计任务 1.2.1 设计任务 设计一款基于 AT89S51 单片机的出租车计价器。 1.2.2 设计要求 1.基本要求 (1) 不同情况具有不同的收费标准。 白天 晚上 途中等待（>10min 开始收费） (2) 能进行手动修改单价。 (3) 具有数据的复位功能。 (4) IO 口分配的简易要求。 距离检测使用霍尔开关A44E 白天/晚上收费标准的转换开关 数据的清零开关 单价的调整（最好使用＋和－按键） １
    多功能出租车计价器 (5) 数据输出（采用 LCM103）。 单价输出 2 位 路程输出 2 位 总金额输出 3 位 (6) 按键。 启动计时开关 数据复位（清零） 白天/晚上转换 2.发挥部分 (1) 能够在掉电的情况下存储单价等数据。 (2) 能够显示当前的系统时间。 (3) 语音播报数据信息。 1.3 系统主要功能 本课程设计所设计的出租车计价器的主要功能有：数据的复位、白天/晚上转换、 数据输出、计时计价、单价输出及调整、路程输出、语音播报数据信息、实现在系统 掉电的时候保存单价和系统时间等信息等功能。输出采用8 段数码显示管。本电路设 计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价， 同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。 ２
    多功能出租车计价器 第 2 节 计价器硬件设计 本系统的硬件设计主要包括单片机AT89S51、数据显示部件、A44E霍尔传感器电路、AT24C02 掉电存储单元的设计、里程计算及计价单元的设计。在硬件设计过程中，充分利用各部件的功能， 实现多功能的出租车计价器设计。 2.1 系统的硬件构成及功能 计价器的单片机控制方案图如图 1 所示。它由以下几个部件组成：单片机 AT89S51、总金额及单价显示部件、键盘控制部件，AT24C02 掉电存储控制、里程 计算单元、串中显示驱动电路等。 利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格 调节、时钟显示功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而 且还可以方便的对系统进行升级。具体电路参见“多功能出租车计价器总体电路图”。 2.2 AT89S51 单片机及其引脚说明 图 1 单片机控制方案图 AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB的 可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技 术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP） 也可用传统方法进行编程及通用 8位微处理器于单片芯片中，具有高性价比。 AT89S51 是一个有 40 个引脚的芯片，引脚配置如图 2 所示。 ３
    多功能出租车计价器 AT89S51 芯片的 40 个引脚功能为： 图 2 AT89S51 引脚配置 VCC 电源电压。 GND 接地。 RST 复位输入。当 RST 变为高电平并保持 2 个机器周期时，将使单片机复位。 WDT 溢出将使该引脚输出高电平，设置 SFR AUXR 的 DISRTO 位（地址 8EH）可打开 或关闭该功能。DISKRTO 位缺省为 RESET 输出高电平打开状态。 XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2 来自反向振荡放大器的输出。 P0 口 一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口。也即地址/数据总线复用口。作为输 出口用时，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端 用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和 数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在 Flash 编程时，P0 口接收指令字 节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 P1 口 一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 的输出缓冲级可驱动（吸 收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口 拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引 脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。Flash 编程和程序校验期间，P1 接收 低 8 位地址。P1 口部分端口引脚及功能如表 1 所示。 ４
    多功能出租车计价器 表 1 P1 口特殊功能 P1 口引脚 特殊功能 P1.5 P1.6 P1.7 MOSI（用于 ISP 编程） MOSI（用于 ISP 编程） SCK（用于 ISP 编程） P2 口 一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P1 的输出缓冲级可驱动（吸 收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口 拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引 脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或 16 位地址的 外部数据存储器时，P2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器 时，P2 口线上的内容在整个访问期间不改变。Flash 编程和程序校验期间，P2 亦接 收低 8 位地址。 P3 口 一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P3 的输出缓冲级可驱动（吸 收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对 P3 口写“1”时，它们被内部的上拉电阻 把拉到高电并可作输入端口。作输入端口使用时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电 阻输出电流（IIL）。P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功 能，如表 2 所示。P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验期间的控 制信号。 表 2 P3 口特殊功能 P3 口引脚 特殊功能 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） （外部中断 0） （外部中断 1） T0（定时器 0 外部输入） T1（定时器 1 外部输入） （外部数据存储器写选通） （外部数据存储器读选通） PSEN/ 程序储存允许输出是外部程序存储器的读先通信号，当 AT89S51 由外 部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN/有效，即输出两个脉 冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的 PSEN/信号。 EA/VPP 外部访问允许。欲使 CPU 仅访问外部程序存储器，EA 端必须保持低电 平，需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。Flash 存 ５
    多功能出租车计价器 储器编程时，该引脚加上+12V 的编程电压 VPP。 2.3 AT24C02 引脚图及其引脚功能 AT24C02 芯片引脚配置如图 3 所示。 AT24C02 芯片 DIP 封装，共有 8 个引脚，其中： 图 3 AT24C02 引脚配置图 A2~A0 地址引脚； SDA、SCL I2C 总线接口； WP 写保护引脚，WP 接 VSS 时，禁止写入高位地址，WP 接 VDD 时，允许写入 任何地址； VCC 电源端 GND 接地端 2.4 AT24C02 掉电存储单元的设计 掉电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的单价信息。AT24C02 是ATMEL公司的2KB 字节的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯， 电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10Ua(5.5V)，芯片内的资料可以在 断电的情况下保存40 年以上，而且采用8 脚的DIP 封装，使用方便。其电路如图4 所示。 图 4 掉电存储电路原理图 ６
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