基于單片機(jī)控制的出租車計(jì)價(jià)器畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

第 32 頁 共 32 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè) 電子與電氣樓宇智能化 一、課題名稱： 基于單片機(jī)控制的出租車計(jì)價(jià)器 二、主要技術(shù)指標(biāo)： 1顯示：可以顯示單價(jià)、里程、總金額。 2.停車計(jì)費(fèi)功能：中途因故停車按中途等待的單價(jià)收費(fèi)。 3.自動(dòng)分時(shí)計(jì)費(fèi)功能：白天和夜間應(yīng)能自動(dòng)更換單價(jià)。 4.擴(kuò)展功能：可增加時(shí)鐘功能和數(shù)據(jù)掉電保護(hù)功能。 5,里程誤差小于2%。 三、工作內(nèi)容和要求： 該系統(tǒng)以 89s51 單片機(jī)為中心、附加 a44e 霍爾傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車計(jì)程、計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)存儲(chǔ)等多種計(jì)量功能為一體，采用 at24c02實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息，輸出采用 6段數(shù)碼顯示管。本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天、黑夜、中途等待來調(diào)節(jié)單價(jià)，同時(shí)在不計(jì)價(jià)的時(shí)候還能作為時(shí)鐘為司機(jī)同志提供方便。 要求1、完成設(shè)計(jì)說明書，字?jǐn)?shù)不少于1萬字，要求用a4紙打印并有中、英文摘要；2、圖紙采用計(jì)算機(jī)繪圖；3、完成與設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的外文資料翻譯 ，譯文翻譯準(zhǔn)確，表述清楚；4、說明設(shè)計(jì)原理和理論基礎(chǔ)，有課題方案選擇、參數(shù)計(jì)算，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析、結(jié)論。 四、主要參考文獻(xiàn)： 1李朝青.單片機(jī)原理與接口技術(shù)m,北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19972康華光.數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)m(第四版).北京：高等教育出版社，20003陳永甫.新編555集成電路應(yīng)用800例m.電子工業(yè)出版社，2000.14孫涵芳.mcs-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996.45張大明，單片機(jī)控制實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)及綜合應(yīng)用實(shí)例m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007.6 徐光翔 單片機(jī)原理接口及應(yīng)用 南京大學(xué)出版社7 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， 8 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9張?chǎng)巍⑷A臻、陳書謙單片機(jī)原理及應(yīng)用m電子工業(yè)出版社，2005p11013610丁元杰、吳大偉單片微機(jī)實(shí)題集與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書m機(jī)械工業(yè)出版社， 2004p12412511 at89c52概述eb/ol:/view/2251929.html12 中國電子工業(yè)網(wǎng)eb/ol：/buy/s-531889.html13張友德 趙志英 涂時(shí)亮 編 單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社2005.12 全書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目 基于單片機(jī)控制的出租車計(jì)價(jià)器一、 選題的背景和意義：步入21世紀(jì)，出租車已經(jīng)廣泛地出現(xiàn)在我們周圍。隨著人們生活水平的不斷提高，出租車的使用頻率也越來越高，出租車行業(yè)也以高質(zhì)量的服務(wù)給人們帶來了出行的享受。但是由于行業(yè)的特殊性，出租車行業(yè)總存在著買賣糾紛，困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計(jì)價(jià)器，用更加精良的計(jì)價(jià)器來為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試，對(duì)于模式的切換需要用到機(jī)械開關(guān)，機(jī)械開關(guān)時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，功能不易實(shí)現(xiàn)。為此我們采用了單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，相對(duì)來說功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎膶?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。為了更加完善現(xiàn)階段出租車的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)功能，我們采用單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（micro control unit 簡寫為mcu）設(shè)計(jì)了一款符合大眾化的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。本電路以89s51單片機(jī)為中心，附加a44e霍爾傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車計(jì)價(jià)統(tǒng)計(jì)，采用at24c02實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的掉電保護(hù)，而且能夠?qū)Π滋臁⑼砩?、中途等待采取不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，操作簡單方便。二、 課題研究的主要內(nèi)容：本設(shè)計(jì)采用采用at89s51單片機(jī)為主控器，a44e霍爾傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的多功能的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)。主要分為以下幾個(gè)部分：1、起步費(fèi)用：由用戶設(shè)定起步價(jià)保存在電路中，傳感器檢測(cè)到的行車?yán)锍桃詢?nèi)，就關(guān)閉行車?yán)锍逃?jì)價(jià)器，顯示器一直顯示起價(jià)費(fèi)。當(dāng)行車?yán)锍坛^了起價(jià)費(fèi)用里程，行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)程序才啟動(dòng)計(jì)費(fèi)。2、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)：通過傳感器將汽車的行駛距離送入處理電路，然后換成行車?yán)锍?，根?jù)行車?yán)锍毯鸵呀?jīng)設(shè)定的單價(jià)計(jì)算出所需的行車費(fèi)用，將這個(gè)費(fèi)用送入總費(fèi)用顯示緩沖區(qū)。3、等待計(jì)費(fèi)：在路途中，傳感器檢測(cè)到汽車停下來，這時(shí)就要啟動(dòng)等候計(jì)費(fèi)程序，中途因故停車按中途等待的單價(jià)收費(fèi)。4、整個(gè)行車過程中的總費(fèi)用=起步價(jià)+行車費(fèi)用+等候費(fèi)用，這個(gè)費(fèi)用在總費(fèi)用顯示緩沖區(qū)完成求和之后通過顯示器顯示出來，客戶能夠直觀明了的查看出來，十分方便。5設(shè)計(jì)白天和黑夜轉(zhuǎn)換的開關(guān)，根據(jù)白天和黑夜的不同進(jìn)行不同的計(jì)價(jià)收費(fèi)。6在不計(jì)價(jià)的時(shí)候還能作為時(shí)鐘為司機(jī)同志提供方便。7在電源斷開的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)掉電保護(hù)功能。三、 主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：1、通過各種圖書更加詳細(xì)的了解at89s51單片機(jī)的原理2、上網(wǎng)搜索有關(guān)資料3、實(shí)際調(diào)查、親身體驗(yàn)4、與指導(dǎo)老師討論確定計(jì)劃的可行性5、請(qǐng)教指導(dǎo)老師幫助修改，審核，完稿6、與指導(dǎo)老師討論，提出改進(jìn)方案 7、與學(xué)長學(xué)姐進(jìn)行交流四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時(shí)間（迄止日期）工 作 內(nèi) 容2010.5.182010.5.24完成選題工作2010.5.232010.5.28收集資料查閱工作2010.5.282010.5.30提交開題報(bào)告2010.6.12010.6.1完成中期檢查表2010.6.12010.6.8完成并提交初稿2010.6.82010.6.12論文第一次修改2010.6.122010.6.15論文第二次修改2010.6.162010.6.18論文第三次修改五、指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 2010 年 5 月 10 日六、系部意見： 系主任簽名： 2010 年5 月 11 日基于單片機(jī)控制的出租車計(jì)價(jià)器目 錄摘要8abstract 8第1章 前言10第2章 方案設(shè)計(jì)112.1功能要求112.2方案論證11第3章 出租車計(jì)價(jià)器硬件設(shè)計(jì)133.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能133. 2 at89s51單片機(jī)及其引腳說明133.3 at24c02引腳圖及其引腳功能163. 4 at24c02 掉電存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì)163.5 按鍵單元的設(shè)計(jì)173.6 里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì)173.7 數(shù)據(jù)顯示單元設(shè)計(jì)193.8 總體設(shè)計(jì)電路圖21 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)234. 1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 234. 2 定時(shí)中斷程序設(shè)計(jì) 234. 3 里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)234.4 中途等待中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)234. 5 鍵盤服務(wù)程序設(shè)計(jì)244. 6 顯示子程序服務(wù)程序設(shè)計(jì) 244. 7 程序流程圖24第5章系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析 265. 1 使用的儀器儀表 265.2 系統(tǒng)調(diào)試 26第6章 結(jié)束語 27答謝辭 28 參考文獻(xiàn) 29 摘 要出租車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來說都是很必要的。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有一個(gè)應(yīng)用價(jià)值的。 而采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試，對(duì)于模式的切換需要用到機(jī)械開關(guān)，機(jī)械開關(guān)時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，功能不易實(shí)現(xiàn)。而采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，相對(duì)來說功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎膶?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。針對(duì)計(jì)費(fèi)模式的切換，通過軟件編程就可以輕易而舉的實(shí)現(xiàn)。避免了機(jī)械開關(guān)帶來的不穩(wěn)定因素。另外在本方案中那個(gè)使用了點(diǎn)陣的液晶，可以實(shí)現(xiàn)更加友好的使用界面。數(shù)據(jù)信息一目了然，并且即使是成品也可以方便的修改使用界面，更可根據(jù)不同的公司客戶使用不同的局面。關(guān)鍵詞：出租車計(jì)價(jià)器 單片機(jī) 控制 abstracttaximeter is both passengers and drivers of the transaction criteria, it is the taxi industry an important symbol, a taxi is the most important tools. it relates to the interests of both transactions. has a good performance regardless of the meter is a vast number of taxi drivers or passengers are very necessary. therefore, the car meter is also very much a study of value. the use of analog circuits and digital circuit design of the meter as a whole circuit of a larger scale, using the device, a failure rate is high and difficult to debug, the pattern of switching need to use mechanical switches, mechanical switch will cause a long-time contacts bad, functions not easy to achieve. scm used for the design, a relatively powerful, with less hardware and appropriate software can easily coordinate with each other to achieve the design requirements, flexibility and strong, can be programmed by software to complete more of the additional function. pricing model for the switch, software programming and can easily cite the achievement. to avoid a mechanical switch the destabilizing factors. also in this programme that the use of a dot-matrix lcd, can be more friendly to use interface. data information at a glance, and even the finished product can also facilitate the use of interface changes, according to different customers using a different situation.keywords: taximeter 89 s51mcu control第1章 前言步入21世紀(jì)，出租車已經(jīng)廣泛地出現(xiàn)在我們周圍。隨著人們生活水平的不斷提高，出租車的使用頻率也越來越高，出租車行業(yè)也以高質(zhì)量的服務(wù)給人們帶來了出行的享受。但是由于行業(yè)的特殊性，出租車行業(yè)總存在著買糾紛，困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計(jì)價(jià)器，用更加精良的計(jì)價(jià)器來為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。 30年前，我國出現(xiàn)了出租車，但是由于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)水平，出租車并沒有普遍在我們生活中出現(xiàn)。隨著改革開放的深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭已十分突出。如今出租車在我國的交通運(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。隨著城市旅游業(yè)的發(fā)展，出租車行業(yè)已成為城市的窗口，象征著一個(gè)城市的文明程度。 我們都知道，只要出租車開動(dòng)，隨著行駛里程的增加，就會(huì)看到汽車前面的計(jì)價(jià)器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大，而當(dāng)行駛到某一值時(shí)（如5km）計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示開始從起步價(jià)（如10元）增加。當(dāng)出租車到達(dá)某地需要在那里等候時(shí)，司機(jī)只要按一下“計(jì)時(shí)”鍵，每等候一定時(shí)間，計(jì)費(fèi)顯示就增加一個(gè)該收的等候費(fèi)用。汽車?yán)^續(xù)行駛時(shí)，停止計(jì)算等候費(fèi)，繼續(xù)增加里程計(jì)費(fèi)。到達(dá)目的地，便可按顯示的數(shù)字收費(fèi)。 采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試，對(duì)于模式的切換需要用到機(jī)械開關(guān)，機(jī)械開關(guān)時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，功能不易實(shí)現(xiàn)。為此我們采用了單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，相對(duì)來說功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎膶?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。第2章 方案設(shè)計(jì)2.1功能要求 本課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器的主要功能有：數(shù)據(jù)的復(fù)位、白天/晚上轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸出、計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)、單價(jià)輸出及調(diào)整、路程輸出、語音播報(bào)數(shù)據(jù)信息、實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息等功能。輸出采用8 段數(shù)碼顯示管。本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天、黑夜、中途等待來調(diào)節(jié)單價(jià)，同時(shí)在不計(jì)價(jià)的時(shí)候還能作為時(shí)鐘為司機(jī)同志提供方便。2.2方案論證方案一：采用數(shù)字電路控制。其原理方框圖如圖21所示。采用傳感器件，輸出脈沖信號(hào)，經(jīng)過放大整形作為移位寄存器的脈沖，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，但是考慮到這種電路過于簡單，性能不夠穩(wěn)定，故障率高，難調(diào)試，而且電路不夠?qū)嵱?。移位寄存器電路金額顯示單價(jià)顯示里程傳感器電源電路及保護(hù)電路圖21 數(shù)字電路方案方案二：采用單片機(jī)控制。利用單片機(jī)豐富的io端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能，途中等待等不同功能。圖1 單片機(jī)控制方案圖通過比較以上兩種方案，單片機(jī)方案有較大的活動(dòng)空間，不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，所以我們采用后一種方案。第3章 出租車計(jì)價(jià)器硬件設(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、a44e霍爾傳感器電路、at24c02 掉電存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì)、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)。3.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能計(jì)價(jià)器的單片機(jī)控制方案圖如圖1 單片機(jī)控制方案圖所示。它由以下幾個(gè)部件組成：單片機(jī)at89s51、總金額及單價(jià)顯示部件、鍵盤控制部件，at24c02 掉電存儲(chǔ)控制、里程計(jì)算單元、串中顯示驅(qū)動(dòng)電路等。利用單片機(jī)豐富的io端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)節(jié)、時(shí)鐘顯示功能。不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。具體電路參見附錄中“多功能出租車計(jì)價(jià)器總體電路圖”如圖1 單片機(jī)控制方案圖。圖1 單片機(jī)控制方案圖3.2 at89s51單片機(jī)及其引腳說明at89s51是美國atmel公司生產(chǎn)的低功耗，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kb的可系統(tǒng)編程的flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（isp）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8位微處理器于單片芯片中，具有高性價(jià)比。at89s51是一個(gè)有40個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖2 at89s51引腳配置所示。圖2 at89s51引腳配置at89s51芯片的40個(gè)引腳功能為：vcc 電源電壓。gnd 接地。rst 復(fù)位輸入。當(dāng)rst變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位。wdt溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置sfr auxr的disrto位（地址8eh）可打開或關(guān)閉該功能。diskrto位缺省為reset輸出高電平打開狀態(tài)。xtal1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。xtal2 來自反向振蕩放大器的輸出。p0口 一組8位漏極開路型雙向i/o口。也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，p0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。p1口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（iil）。flash編程和程序校驗(yàn)期間，p1接收低8位地址。p1口部分端口引腳及功能如表1 p1口特殊功能所示。表1 p1口特殊功能p1口引腳特殊功能p1.5mosi（用于isp編程）p1.6mosi（用于isp編程）p1.7sck（用于isp編程）p2口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（iil）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p2口線上的內(nèi)容在整個(gè)訪問期間不改變。flash編程和程序校驗(yàn)期間，p2亦接收低8位地址。p3口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)p3口寫“1”時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻把拉到高電并可作輸入端口。作輸入端口使用時(shí)，被外部拉低的p3口將用上拉電阻輸出電流（iil）。p3口除了作為一般的i/o口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2 p3口特殊功能所示。p3口還接收一些用于flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)期間的控制信號(hào)。表2 p3口特殊功能p3口引腳特殊功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2（外部中斷0）p3.3（外部中斷1）p3.4t0（定時(shí)器0外部輸入）p3.5t1（定時(shí)器1外部輸入）p3.6 （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3.7 （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）psen/ 程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀先通信號(hào)，當(dāng)at89s51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次psen/有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒有兩次有效的psen/信號(hào)。ea/vpp 外部訪問允許。欲使cpu僅訪問外部程序存儲(chǔ)器，ea端必須保持低電平，需注意的是：如果加密位lb1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea端狀態(tài)。flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v的編程電壓vpp。3.3 at24c02引腳圖及其引腳功能at24c02芯片引腳配置如圖3： 圖3 at24c02引腳配置圖at24c02芯片dip封裝，共有8個(gè)引腳，其中：a2a0 地址引腳；sda、scl i2c總線接口；wp 寫保護(hù)引腳，wp接vss時(shí)，禁止寫入高位地址，wp接vdd時(shí)，允許寫入任何地址；vcc 電源端gnd 接地端3.4 at24c02 掉電存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì) 掉電存儲(chǔ)單元的作用是在電源斷開的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息。at24c02 是atmel公司的2kb 字節(jié)的電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到2.5v，額定電流為1ma，靜態(tài)電流10ua(5.5v)，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存40 年以上，而且采用8 腳的dip 封裝，使用方便。其電路如圖 4 掉電存儲(chǔ)電路原理圖所示。圖 4 掉電存儲(chǔ)電路原理圖圖中r8、r10 是上拉電阻，其作用是減少at24c02 的靜態(tài)功耗，由于at24c02 的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線scl（移位脈沖）和sda（數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。每當(dāng)設(shè)定一次單價(jià)，系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)程序，將單價(jià)信息保存在芯片內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng)重新上電的時(shí)候，自動(dòng)調(diào)用讀存儲(chǔ)器程序，將存儲(chǔ)器內(nèi)的單價(jià)等信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。3.5 按鍵單元的設(shè)計(jì)電路共采用了四個(gè)按鍵，s1、s2、s3、s4，其功能分別是：s1分屏顯示切換按鍵，s2功能設(shè)定按鍵，s3/白天晚上切換按鍵，s4/中途等待開關(guān)。3.6 里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì)里程計(jì)算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器a44e檢測(cè)到的信號(hào)，送到單片機(jī)，經(jīng)處理計(jì)算,送給顯示單元的。其原理如圖 5 傳感器測(cè)距示意圖所示。圖 5 傳感器測(cè)距示意圖由于a44e 屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.518v），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io 端口上，而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到1mhz。a44e 集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器a、霍耳電勢(shì)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。在輸入端輸入電壓cc v ，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍耳效應(yīng)原理，當(dāng)霍耳片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍耳電勢(shì)差h v 輸出，該h v 信號(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oc 門輸出。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)(即op b )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)oc 門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn)(即rp b )時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使oc 門輸出高電壓，這種狀態(tài)為關(guān)。這樣兩次電壓變換，使霍耳開關(guān)完成了一次開關(guān)動(dòng)作。其集成霍耳開關(guān)外形及接線如圖 23所示。我們選擇了p3.2 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷0（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（我們?cè)O(shè)車輪的周長是1 米），霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到1000 次時(shí)，也就是1 公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)的加增加，其計(jì)算公式：當(dāng)前單價(jià)公里數(shù)=金額。3.7 數(shù)據(jù)顯示單元設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)要求有單價(jià)（2 位）、路程（2 位）、總金額（3 位）顯示輸出，加上我們另外擴(kuò)展了時(shí)鐘顯示（包含時(shí)分秒的顯示），采用lcd 液晶段碼顯示，在距離屏幕1 米之外就無法看清數(shù)據(jù)，不能滿足要求，而且在白天其對(duì)比度也不能夠滿足要求，因此我們采用6 位led數(shù)碼管的分屏顯示，如圖 22 ad 所示：圖24 a 時(shí)鐘顯示（圖中顯示為12 點(diǎn)0 分46 秒）圖24 b 總金額和單價(jià)顯示（圖中顯示為總金額12.3 元,每公里4.6 元）圖24 c 路程和單價(jià)顯示（圖中顯示為總路程12 公里,當(dāng)前單價(jià)4.6 元）圖24 a 單價(jià)調(diào)整顯示（圖中顯示為右起白天單價(jià)4 . 6 元/晚上 7. 8 /中途等待1.2 元）數(shù)據(jù)的分屏的顯示是通過按鍵s1 來實(shí)現(xiàn)切換的，如圖 7 s1切換顯示屏所示。圖 7 s1切換顯示屏在出租車不走的時(shí)候，按下s1，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分屏顯示；車在行走的時(shí)候只有總金額和單價(jià)顯示屏在顯示，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，客戶要求查看總的里程的時(shí)候，就可以按下s1 切換到里程和單價(jià)顯示屏，供客戶查詢。顯示電路的電路原理圖如圖 8 顯示器原理圖所示。圖 8 顯示器原理圖從單片機(jī)串口輸出的信號(hào)先送到左邊的移位寄存器（74hc164）,由于移位脈沖的作用，使數(shù)據(jù)向右移，達(dá)到顯示的目的。移位寄存器74hc164還兼作數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，插頭1（header1）接電源，插頭2（header2）接數(shù)據(jù)和脈沖輸出端。電路中的三個(gè)整流管d1d3 的作用是降低數(shù)碼管的工作電壓，增加其使用壽命。3.8 總體設(shè)計(jì)電路圖多功能出租車計(jì)價(jià)器總體電路圖2計(jì)價(jià)表使用說明（1）s1按鍵的功能在出租車不走的時(shí)候，按下s1，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分屏顯示；車在行走的時(shí)候只有總金額和單價(jià)顯示屏在顯示，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，客戶要求查看總的里程的時(shí)候，就可以按下s1 切換到里程和單價(jià)顯示屏，供客戶查詢。（2）s2按鍵的功能在按下s1按鍵之后，若接著按下s2鍵則進(jìn)行單價(jià)調(diào)整（默認(rèn)為調(diào)整白天單價(jià)），當(dāng)接著按下s1時(shí)，則進(jìn)行晚上單價(jià)調(diào)，再次按下s1可進(jìn)行中途等待單價(jià)調(diào)整。當(dāng)單價(jià)調(diào)整結(jié)束后，可以通過過按下s2按鍵進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，默認(rèn)為調(diào)整時(shí)，接著按下s1可進(jìn)行調(diào)整分，分調(diào)整后再接下s1可進(jìn)行秒調(diào)整。當(dāng)時(shí)調(diào)整完成后，若接著按下s2則又可進(jìn)行單價(jià)調(diào)整。（3）s3按鍵的功能在顯示金額及單價(jià)時(shí)，若按下s3鍵則顯示路程和單價(jià)，再次按下s3，可返回顯示金額及單價(jià)。（4）s4按鍵的功能在按下s1按鍵之后，若接著按下s4按鍵，則進(jìn)行設(shè)定默認(rèn)晚上單價(jià)，并啟動(dòng)計(jì)價(jià)器，若沒有按下s4則可設(shè)定默認(rèn)單價(jià)（白天），并啟動(dòng)計(jì)價(jià)器。當(dāng)設(shè)定默認(rèn)晚上單價(jià)結(jié)束后，再次接下s4按鍵，則可設(shè)定默認(rèn)中途等待單價(jià)，并啟動(dòng)計(jì)價(jià)器。當(dāng)設(shè)定默認(rèn)中途等待單價(jià)后，若還按一次s4，則返回系統(tǒng)時(shí)間的顯示。第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要可分為主程序模塊、定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序、里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序、中途等待中斷服務(wù)程序、顯示子程序服務(wù)程序、鍵盤服務(wù)程序六大模塊。下面對(duì)各部分模塊作介紹。4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)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。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動(dòng)/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器和價(jià)格寄存器，并對(duì)它們進(jìn)行初始化。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)價(jià)等不同的操作。主程序流程圖如圖9 所示。當(dāng)按下s1時(shí)，就啟動(dòng)計(jì)價(jià)，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程是否已超過起價(jià)公里數(shù)。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并將結(jié)果存于價(jià)格寄存器中，然后將時(shí)間和當(dāng)前累計(jì)價(jià)格送顯示電路顯示出來。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開關(guān)沒有送來脈沖信號(hào)，就停止計(jì)價(jià)，顯示當(dāng)前所應(yīng)該付的金額和對(duì)應(yīng)的單價(jià)，到下次啟動(dòng)計(jì)價(jià)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)顯示清零，并重新進(jìn)行初始化過程。4.2 定時(shí)中斷服務(wù)程序在定時(shí)中斷服務(wù)程序中，每100ms 產(chǎn)生一次中斷，當(dāng)產(chǎn)生10 次中斷的時(shí)候，也就到了一秒，送數(shù)據(jù)到相應(yīng)的顯示緩沖單元，并調(diào)用顯示子程序?qū)崟r(shí)顯示。其程序流程如圖10 所示。4.3 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)就使單片機(jī)中斷一次，當(dāng)里程計(jì)數(shù)器對(duì)里程脈沖計(jì)滿1000 次時(shí)，使微機(jī)進(jìn)入里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序中。在該程序中，需要完成當(dāng)前行駛里程數(shù)和總額的累加操作，并將結(jié)果存入里程和總額寄存器中。4.4 中途等待中斷服務(wù)程序當(dāng)在計(jì)數(shù)狀態(tài)下霍爾開關(guān)沒有輸出信號(hào)，片內(nèi)的t1 定時(shí)器便被啟動(dòng)，每當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)10分鐘，就對(duì)當(dāng)前金額加上中途等待的單價(jià)，以后每十分鐘都自動(dòng)加上中途等待的單價(jià)。當(dāng)中途等待結(jié)束的時(shí)候，也就自動(dòng)切換到正常的計(jì)價(jià)。4.5 顯示子程序服務(wù)程序由于是分屏顯示數(shù)據(jù)，所以就要用到4 個(gè)顯示子程序，分別是：時(shí)分秒顯示子程序（hms_dis）、金額單價(jià)顯示子程序（cp_dis）、路程單價(jià)顯示子程序(dp_dis)、單價(jià)調(diào)節(jié)子程序(pa_dis)。4.6 鍵盤服務(wù)程序鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，一旦有按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。如圖9 主程序流程圖，圖10 定時(shí)中斷服務(wù)程序。4. 7 程序流程圖主程序流程圖如圖9所示：圖9主程序流程圖定時(shí)中斷服務(wù)程序開始保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)重置計(jì)數(shù)初值否中斷10次？是數(shù)據(jù)送顯示緩沖單元調(diào)用顯示子程序恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并中斷返回 圖10 定時(shí)中斷服務(wù)程序第5章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的