單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告論文---出租車計(jì)價(jià)器

1、 - 總結(jié)河南理工大學(xué)河南理工大學(xué)河南理工大學(xué)單片機(jī)應(yīng)用與仿真訓(xùn)練單片機(jī)應(yīng)用與仿真訓(xùn)練設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)報(bào)告基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)摘摘 要要本設(shè)計(jì)采用 AT89S52 單片機(jī)為主控器，并用霍爾傳感器檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)模擬車速，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的多功能的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，輸出采用 8 段數(shù)碼顯示管。本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器可以實(shí)現(xiàn)要單程，往返和中途等待來調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)，并且能夠記錄等待時(shí)間。出租車計(jì)價(jià)是根據(jù)車所行駛的路程以及乘客乘車的方式綜合決定的。出租車行駛總路程可以通過車輪的周長(zhǎng)乘車輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)得到。即可計(jì)算得到車輪旋轉(zhuǎn)幾周出租車能行駛一公里的路程。使用霍爾傳感器方便地計(jì)量車輪旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)

2、。輸出的脈沖信號(hào)被接入到 AT89S52 單片機(jī)系統(tǒng)中，通過計(jì)算接收到的脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)算出當(dāng)前所行駛的路程，并且可以計(jì)算實(shí)時(shí)的速度，在速度低于 5 公里每小時(shí)是進(jìn)入等待計(jì)費(fèi)。于此同時(shí)，根據(jù)不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，通過選擇相應(yīng)的起步價(jià)、單價(jià)等收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。通過鍵盤能夠?qū)崿F(xiàn)往返設(shè)置，啟動(dòng)、暫停、停止計(jì)價(jià)器以及切換顯示當(dāng)前的行駛里程和需支付的車費(fèi)。本設(shè)計(jì)硬件電路總體可以分為五個(gè)單元：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)單元，指示燈電路單元，按鍵電路單元，路程時(shí)間與金額顯示單元，轉(zhuǎn)速信號(hào)接收單元。軟件系統(tǒng)可以大致分為五個(gè)大的模塊為：總初始化模塊，按鍵掃描模塊，中斷與定時(shí)模塊，數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，數(shù)碼管顯示模塊。其中，鍵盤掃描和數(shù)碼管顯

3、示采用查詢方式，轉(zhuǎn)速信號(hào)接收與等待記時(shí)采用中斷方式。這些軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成了最終的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞單片機(jī)霍爾傳感器出租車計(jì)價(jià)器摘要摘要- - 1 1 - -1 1 概述概述- - 2 2 - -1.1 設(shè)計(jì)目的、意義- 2 -1.2 AT89S52 單片機(jī)功能簡(jiǎn)介- 3 -. v2. 2.系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)- - 4 4 - -2.1 設(shè)計(jì)要求- 4 -2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)- 5 -2.3 方案的選取- 5 -2.4 硬件設(shè)計(jì)- 5 -2.4.1 AT89S52 單片機(jī)及最小系統(tǒng)- 5 -2.4.2 測(cè)距單元- 7 -2.4.3 顯示單元- 10 -2.4.4 鍵盤

4、與指示單元- 10 -3 3 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)- - 1111 - -3.1 總體流程- 11 -3.2 計(jì)算模塊- 12 -3.3 鍵盤掃描- 12 -3.4 顯示程序- 12 -4PROTEUS4PROTEUS 軟件仿真軟件仿真- - 1313 - -5 5 課程設(shè)計(jì)體會(huì)課程設(shè)計(jì)體會(huì)- - 1414 - -參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)- - 1515 - -附附 1 1：源程序代碼：源程序代碼- - 1616 - -附附 2 2：系統(tǒng)原理圖：系統(tǒng)原理圖- - 3030 - -1 1 概述概述1.1 設(shè)計(jì)目的、意義租車計(jì)價(jià)器技術(shù)也在不斷進(jìn)步和提高。國(guó)內(nèi)出租車計(jì)價(jià)器已經(jīng)經(jīng)歷了 4 個(gè)階段的發(fā)展。從傳統(tǒng)的全

5、部由機(jī)械元器件組成的機(jī)械式,到半電子式即用電子線路代替部分機(jī)械元器件的出租車計(jì)價(jià)器；再?gòu)募呻娐肥降侥壳暗膯纹瑱C(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器。出租車計(jì)價(jià)器計(jì)費(fèi)是否準(zhǔn)確、出租車司機(jī)是否作弊才是乘客最關(guān)心的問題,而計(jì)價(jià)器營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)的管理是否方便才是出租車司機(jī)最關(guān)注的。. v因此怎樣設(shè)計(jì)出一種既能有效防止司機(jī)作弊又能方便司機(jī)的計(jì)價(jià)器尤為重要。因此, 本文以單片機(jī) AT89S52 為核心設(shè)計(jì)一款多功能出租車計(jì)價(jià)器,該計(jì)價(jià)器能實(shí)現(xiàn)按時(shí)間和里程綜合計(jì)算車價(jià)，能顯示時(shí)間、里程、單價(jià)、總車價(jià)等相關(guān)信息顯示。它比市場(chǎng)上的一些計(jì)價(jià)器使用更方便,功能更全,還具有有效防止司機(jī)作弊和系統(tǒng)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的目的在于現(xiàn)在各

6、大中城市出租車行業(yè)都已普及自動(dòng)計(jì)價(jià)器，所以計(jì)價(jià)器技術(shù)的發(fā)展已成定局。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。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，是深化單片機(jī)應(yīng)用的良好途徑，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?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。1.2AT89S52 單片機(jī)功能簡(jiǎn)介計(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

7、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(jiǎn)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(chǎng)控制設(shè)備中，因此單片機(jī)又叫做嵌入式微控制器（Embedded MCU）。單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 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(guó)的單片機(jī)年容量已達(dá) 13 億片，且每

8、年以大約 16的速度增長(zhǎng)，但相對(duì)于國(guó)際市場(chǎng)我國(guó)的占有率還不到 1。這說明單片機(jī)應(yīng)用在我國(guó)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)。 單片機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，在工業(yè)控制領(lǐng)域、家電產(chǎn)品、智能化儀器儀表、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，特別是機(jī)電一體化產(chǎn)品中，都有重要的用途。其主要的用途可以分為以下方面：顯示：通過單片機(jī)控制發(fā)光二極管或是液晶，顯示特定的圖形和字符。. v機(jī)電控制：用單片機(jī)控制機(jī)電產(chǎn)品做定時(shí)或定向的動(dòng)作。檢測(cè)：通過單片機(jī)和傳感器的聯(lián)合使用，用來檢測(cè)產(chǎn)品或者工況的意外發(fā)生。通信：通過 RS-232 串行通信或者是 USB 通信，傳輸數(shù)據(jù)和信號(hào)?？茖W(xué)

9、計(jì)算：用來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的算法。那么單片機(jī)是不是解決上述應(yīng)用的唯一選擇呢.淡然不是！目前，在自動(dòng)控制中，一般有三種選擇，分別是嵌入式微機(jī)、DSP 和單片機(jī)。單片機(jī)最明顯的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，從幾元人民幣到幾十元人民幣。這是因?yàn)檫@類芯片的生產(chǎn)量很大，技術(shù)也很成熟。其次，單片機(jī)的體積也遠(yuǎn)小于其他兩種方案。單片機(jī)本身一般用 40 引腳封裝，當(dāng)然功能多一些的單片機(jī)也有引腳比較多的，如 68 引腳，功能少的只有10 多個(gè)或 20 多個(gè)引腳，有的甚至只有 8 只引腳。當(dāng)然，單片機(jī)無論在速度還是容量方面都小于其他兩種方案，但是在實(shí)際工作中并不是任何需要計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合都要求計(jì)算機(jī)有很高的性能。例如，控制電冰箱的控制器就不

10、需要使用嵌入式系統(tǒng)，用一片 51 就可以輕松實(shí)現(xiàn)。所以應(yīng)用的關(guān)鍵是看能否夠用，是否有很好的性能價(jià)格比。51 系列的單片機(jī)已經(jīng)面世十多年，依然沒有被淘汰，還在不斷發(fā)展中，這就說明是他有廣闊的應(yīng)用前景。2. 2.系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)2.1 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5 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，

11、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。. v2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)由于要求沒有給出車輪的相關(guān)參數(shù)，所以這里進(jìn)行一些基本參數(shù)的查詢。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)行出租車輪胎直徑大致有四種，直徑分別為520mm、540mm、560mm 和 580mm.本作品針對(duì) 560mm 的出租車進(jìn)行設(shè)計(jì)。它的周長(zhǎng)為：1.7584 m，57 圈行駛100m. 2.3 方案的選取本設(shè)計(jì)可以分為五個(gè)單元，單片機(jī)最小系統(tǒng)單元，指示燈電路單元，按鍵電路單元，路程時(shí)間與金額顯示單元，轉(zhuǎn)速信號(hào)接收單元，如下圖：2.4 硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)包括單片機(jī) AT89S52 單元

12、、測(cè)距單元、顯示單元（數(shù)碼管顯示金額、等待時(shí)間和里程）、按鍵與指示單元（指示燈對(duì)單雙程切換指示、暫停、等待指示）。2.4.1 AT89S52 單片機(jī)及最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì) 51 系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。AT89S52 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（W

13、DT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。P0 口有二個(gè)功能：1、外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)做數(shù)據(jù)/地址總線。2、不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的 I/O 使用，但內(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 口有兩個(gè)功能： 1、擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用。. v2、做一般 I/O 口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。P3 口有兩個(gè)功能：除了作為 I/O 使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置。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(圖 2)功能以及與其他模塊連接介紹如下：VCC：接+5V 電

14、源。VSS：接地。時(shí)鐘引腳：XTAL1 和 XTAL2 兩端接晶振和 30PF 的電容，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：接功能按鍵。P1.1：接切換鍵，表示單雙程切換。P1.2：接查詢（上次金額）鍵。P1.3：接清零鍵。P1.4：接空車指示燈。P1.5：接查詢指示燈。P1.6：接開始計(jì)時(shí)指示燈。P1.7：接雙程指示燈。P3.0：接查詢/確認(rèn)鍵。P0 口接數(shù)碼管段選端，P2 口接數(shù)碼管位選段。P3.2：接霍爾傳感器的輸出口。P3.3：接存儲(chǔ)器的 SCL 口。P3.4：接儲(chǔ)存器的 SD

15、A 口。P3.5：接時(shí)鐘電路 DS1302 的 RST 口。P3.6：接 DS1302 的 SCLK 口。P3.7：接 DS1302 的 I/O 口。復(fù)位電路和晶振電路是 AT89S52 工作所需的最簡(jiǎn)外圍電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖 4 所示。 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，. v按一下復(fù)位開關(guān)就使在 RST 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。2.4.2 測(cè)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

16、測(cè)量?；魻柶骷且环N磁傳感器。用它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)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(zhǎng)，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?；魻柶骷譃椋夯魻栐突魻柤呻娐穬纱箢?，前者是一個(gè)簡(jiǎn)單的霍爾片，使用時(shí)常常需要將獲得的霍爾電壓進(jìn)行放大。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(cè)量里程。里程測(cè)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

17、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：?jiǎn)纹瑱C(jī)霍爾傳感器出租車車輪小磁鐵圖5 傳感器測(cè)距示意圖. v A44E 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(chǎng)中運(yùn)行，特別是能在低電源電壓和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行溫度范圍可達(dá)到 125。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(chǎng)合。其工作電壓比較寬（2.520V），可運(yùn)行在較大的溫度范圍內(nèi)（-20125）, 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?；魻杺鞲衅鞯奶匦匀?/p>

18、圖 6 所示，其中 BOP 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) BOP 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) BOP 以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn) BRP 時(shí)，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖?。BOP 與 BRP之間的滯后使開關(guān)動(dòng)作更為可靠。圖 6 A44E 霍爾傳感器和其輸出特性A44E 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(cè)。其中，單片機(jī)的 P3.2（INT0）引腳作為信號(hào)的輸入端，采用外部中斷 0 進(jìn)行計(jì)數(shù)

19、。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(chǎng)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(chǎng)，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)。霍爾傳感器檢測(cè)并輸出信號(hào)到單片機(jī)的 INT0 或 INT1 計(jì)算脈沖輸入端，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。2.4.3 顯示單元 本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)四個(gè)一組的共陰八位數(shù)碼管來顯示，一組顯示金額，另一組顯示路程與等待時(shí)間配合按鍵來切換。數(shù)據(jù)端都用單片機(jī) P1 口，片選端分別接在 P2

20、口的高四位和低四位。它們的連線如下：. v2.4.4 鍵盤與指示單元本設(shè)計(jì)按照功能要求設(shè)置了四個(gè)按鍵和四個(gè) LED 燈。（1）按鍵說明如下：key0 系統(tǒng)清零，用來將整個(gè)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的顯示清零；key1 顯示切換，用來切換路程與等待時(shí)間的顯示；key2 單程雙程，用來設(shè)置是單程還是往返計(jì)費(fèi)；key3 系統(tǒng)暫停，用來將整個(gè)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)暫停；（2）指示燈說明如下：led1 指示單程還是雙程，當(dāng)選擇雙程計(jì)費(fèi)時(shí)亮；led2 指示系統(tǒng)暫停與否，當(dāng)選擇暫停時(shí)亮；led3 指示是否進(jìn)入等待計(jì)費(fèi)，計(jì)入等待計(jì)費(fèi)時(shí)亮；led4 指示顯示的是路程還是等待時(shí)間，顯示等待時(shí)間時(shí)亮。3 3 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)3.1 總體流程本設(shè)計(jì)

21、中，軟件系統(tǒng)可以大致分為五個(gè)大的模塊為：總初始化模塊，按鍵掃描模塊，中斷與定時(shí)模塊，數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，數(shù)碼管顯示模塊。其中，鍵盤掃描和數(shù)碼管顯示采用查詢方式，轉(zhuǎn)速信號(hào)接收與等待記時(shí)采用中斷方式。3.2 計(jì)算模塊計(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：總金額=起步價(jià)+（里程-3）*單價(jià)+等待時(shí)間*等待單價(jià)；否則，執(zhí)行公式：總金額=起步價(jià)+等待時(shí)間*等待單價(jià)。對(duì)于里程數(shù)采用外部中斷零來記錄，車輪沒轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器發(fā)一個(gè)脈沖然后進(jìn)入中斷子程序,對(duì)相應(yīng)的變量進(jìn)行更新。對(duì)于速度的判斷及等待時(shí)間的記錄采用定時(shí)器零中斷，設(shè)定 10ms 一個(gè)中斷，然后判斷車速，小于 5 公

22、里/小時(shí)時(shí)，則開始記錄等待時(shí)間。S1SW-PBS0SW-PBS2SW-PBS3SW-PBD0LED0D2LED0D1LED0D3LED0P1.OP1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7GND123456781615141312111091KR?Res Pack4VCC. v3.3 鍵盤掃描鍵盤掃描才用查詢方式，當(dāng)有按鍵按下時(shí)就對(duì)相應(yīng)的標(biāo)志進(jìn)行取反，或調(diào)用其他子函數(shù)，在消抖過程中，這里將數(shù)碼管顯示程序潛入以保證顯示的穩(wěn)定。3.4 顯示程序顯示程序利用主函數(shù)內(nèi)的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描顯示，同時(shí)根據(jù)數(shù)碼管余輝和人眼暫留現(xiàn)象，即可實(shí)現(xiàn)顯示。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)四個(gè)一組的八位數(shù)碼管來顯示，一組顯示

23、金額，另一組顯示路程與等待時(shí)間配合按鍵來切換。數(shù)據(jù)端都用單片機(jī) P1 口，片選端分別接在 P2 口的高四位和低四位。4 4ProteusProteus 軟件仿真軟件仿真本設(shè)計(jì)需要用 Keil uVision3 對(duì) C51 程序進(jìn)行編譯，生成“.hex”文件。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)行仿真如圖顯示的狀態(tài)設(shè)置為:單程,車速大于 5km/h,當(dāng)路程等于 7.2km 時(shí)的顯示情況。5 5 課程設(shè)計(jì)體會(huì)課程設(shè)計(jì)體會(huì)在本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中，我們選擇的題目是基于 51 單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器

24、的設(shè)計(jì)。老師統(tǒng)一配發(fā)的主控芯片是 AT89S52 單片機(jī)，要實(shí)現(xiàn)的計(jì)價(jià)器的基本功能是以按鍵為輸入控制方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車運(yùn)行過程中狀態(tài)信息的測(cè)量，主要包括等待時(shí)間、金額和里程等，并將其顯示出來。經(jīng)一個(gè)星期的努力我們完成了所有的基本功能，在完成整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過程中，我們遇到了許多困難，但在解決困難的同時(shí)，也收獲了許多，現(xiàn)在就將在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中的幾點(diǎn)收獲與體會(huì)總結(jié)如下：1、提高了單片機(jī)的 C 語(yǔ)言編程能力。雖然單片機(jī)原理這門課程是在上學(xué)期修的，之后的這段時(shí)間也沒有使用單片機(jī)實(shí)際的做一些設(shè)計(jì)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)是用匯編語(yǔ)言學(xué)習(xí)的單片機(jī)，對(duì) C 語(yǔ)言的編程方法不是很熟悉。因此，選題后我們使用郭天祥的新概念 5

25、1 單片機(jī)設(shè)計(jì). v開始練習(xí) 51 單片機(jī)的 C 程序設(shè)計(jì)，一開始我們總想一下子把整個(gè)程序?qū)懲辏S著更深入的學(xué)習(xí)后來發(fā)現(xiàn)這種想法是不對(duì)的），因而使自己的自信心很受挫。在這里我們得到的經(jīng)驗(yàn)是使程序模塊化：將一個(gè)大的程序分為幾個(gè)主要模塊，分別完成，最后再組合在一起調(diào)試成功。2、使我們對(duì)硬件電路的分析及設(shè)計(jì)能力有了不小的進(jìn)步。本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)包括單片機(jī) AT89S52 單元、測(cè)距單元、顯示單元、按鍵與指示單元。通過上網(wǎng)查找相關(guān)資料，雖然找到了比較合適的電路圖，但因?yàn)閷?duì)其原理理解的不是特別透徹，在實(shí)際的焊接過程中遇到了不少的困難，比如沒有共地、缺少濾波電容、電源壓降太大、缺少下拉電阻，焊接中焊點(diǎn)虛焊和

26、短路等。在這里我們得到的經(jīng)驗(yàn)是：拿到一個(gè)電路圖之后要對(duì)其進(jìn)行深入的分析，了解其原理，并修改其錯(cuò)誤，同時(shí)在焊接的過程中一定要細(xì)心、耐心，只有不停的分析電路，查找故障，久而久之我們才能成為一個(gè)很好的設(shè)計(jì)者。3、增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，我們之間發(fā)生了不少的爭(zhēng)執(zhí)，在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，我們對(duì)電路圖的選擇持有不同意見，在焊接過程中我們對(duì)整體布局布線也有過爭(zhēng)議，在程序編寫過程中對(duì)算法的選取，流程的設(shè)計(jì)也各持己見。由于我們各自的過分，堅(jiān)持導(dǎo)致了一些不必要的時(shí)間浪費(fèi)。在這里我們得到的經(jīng)驗(yàn)是：在合作的過程中要善于聆聽對(duì)方的一間，要發(fā)現(xiàn)別人的長(zhǎng)處，彌補(bǔ)自己的不足。一個(gè)團(tuán)隊(duì)只有能夠相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能夠

27、在愉快的合作中更好得完成任務(wù)。4、不要過于追求實(shí)物的產(chǎn)品化。在做課程設(shè)計(jì)的過程中，由于我們一開始考慮了許多復(fù)雜細(xì)小的情況，導(dǎo)致我們不知道從哪里開始入手，產(chǎn)生了許多不必要的麻煩。我們得到的經(jīng)驗(yàn)是：遇到問題要抓主要矛盾，解決主要矛盾（實(shí)現(xiàn)基本功能）之后，再去考慮其他的細(xì)節(jié)問題。遇到問題不要只想，試著動(dòng)手做就有思路了。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)【1】 郭天祥.新概念 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言教程.電子工業(yè)出版社,2008【2】 余發(fā)山,王福忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2008.6【3】 侯玉寶,陳忠平,李成群.基于 Proteus 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】

28、 李泉溪.單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例仿真.北京航空航天大學(xué)出版社,2009【5】 譚浩強(qiáng).C 程序設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社,1991. v【6】 樓然苗,胡佳文,李光飛等.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).浙江大學(xué)出版社,2010.10【7】 王曉敏.傳感器檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用.北京大學(xué)出版社,2010【8】 吳紅星.電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制專用集成電路及應(yīng)用.中國(guó)電力出版社,2006附附 1 1：源程序代碼：源程序代碼/里程和價(jià)格顯示程序*include*include*define uchar unsigned char*define uint unsigned int*define somenop _nop_();_nop_

29、();_nop_();_nop_();_nop_();*define SlaveAddrW 0 xA0/寫命令*define SlaveAddrR 0 xA1/讀命令/IIC 總線引腳定義sbit SDA = P10; /數(shù)據(jù)線 /sbit SCL = P11; /時(shí)鐘線 /語(yǔ)音芯片定義sbit SS =P13;/片選 sbit MOSI=P14;/數(shù)據(jù)輸入 sbit MISO=P15;/數(shù)據(jù)輸出 sbit SCLK=P16;/ISD4004 時(shí)鐘sbit ls138A=P20;/138 譯碼器的 3 個(gè)位選，A 為低位sbit ls138B=P21;sbit ls138C=P22;sbit

30、kds=P23; /單雙程控制開關(guān)sbit kks=P24; /開始控制開關(guān)sbit kcx=P25; /查詢控制開關(guān)sbit kzt=P26; /暫?？刂崎_關(guān)sbit kql=P27; /清零控制開關(guān)sbit kjy=P12; /上次記憶值查詢/變量定義uchar code duanma=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/數(shù)碼管段碼uint count,num0,k,zhuan,z,su,n;float gong,quan,jin,deng;uchar qiane,baie,shie,gee;/金額的千，

31、百，十，個(gè)uchar qianc,baic,shic,gec;/路程的千，百，十，個(gè)/函數(shù)聲明void display(float cheng,float e,bit biao);. v/24C02 函數(shù)聲明void IIC_Start(void); void IIC_Stop(void); void IIC_Ack(bit ackbit); void IIC_SendByte(unsigned char byt); bit IIC_WaitAck(void); unsigned char IIC_RecByte(void); void Write(uchar add,uchar dat);u

32、int Read(uchar add);/24c02 操作函數(shù)/總線啟動(dòng)條件 void IIC_Start(void)SDA = 1;SCL = 1;somenop;SDA = 0;somenop;SCL = 0;/總線停止條件 void IIC_Stop(void)SDA = 0;SCL = 1;somenop;SDA = 1;/應(yīng)答位控制 void IIC_Ack(bit ackbit)if(ackbit) SDA = 0;else SDA = 1;. vsomenop;SCL = 1;somenop;SCL = 0;SDA = 1; somenop;/等待應(yīng)答 bit IIC_WaitA

33、ck(void)SDA = 1;somenop;SCL = 1;somenop;if(SDA) SCL = 0;IIC_Stop();return 0;else SCL = 0;return 1;/通過 I2C 總線發(fā)送數(shù)據(jù) void IIC_SendByte(unsigned char byt)unsigned char i;for(i=0;i8;i+) if(byt&0 x80) SDA = 1;else . vSDA = 0;somenop;SCL = 1;byt = 1;somenop;SCL = 0;/從 I2C 總線上接收數(shù)據(jù) unsigned char IIC_RecBy

34、te(void)unsigned char da;unsigned char i;for(i=0;i8;i+) SCL = 1;somenop;da 0;time-) TH1=0 xfc; TL1=0 x18; TR1=1; while(TF1!=1) ; TF1=0; TR1=0; . vvoid isd_send(unsigned char isdx)/spi 串行發(fā)送子程序，8 位數(shù)據(jù) unsigned char isx_counter; SS=0;/ss=0,打開 spi 通信端SCLK=0; for(isx_counter=0;isx_counter1; SCLK=1; /上升沿鎖存

35、數(shù)據(jù)delay(2); SCLK=0; /下降沿將數(shù)據(jù)讀走delay(2); void isd_stop()/stop 指令（停止當(dāng)前操作） delay(10); isd_send(0 x30); SS=1; /ss=1,關(guān)閉 spi 通信端delayms(50); void isd_powerup()/發(fā)送上電指令 delay(10); isd_send(0 x20); SS=1; /ss=1,關(guān)閉 spi 通信端delayms(50); void isd_stopwrdn()/發(fā)送掉電指令 delay(10); isd_send(0 x10); SS=1; /ss=1,關(guān)閉 spi 通信端

36、delayms(50); . v void isd_play()/發(fā)送 play 指令，從當(dāng)前地址開始放音，IAB=1 isd_send(0 xf0); SS=1; /ss=1,關(guān)閉 spi 通信端 void isd_rec()/發(fā)送 rec 指令，從當(dāng)前地址開始錄音，IAB=1 isd_send(0 xb0); SS=1; /ss=1,關(guān)閉 spi 通信端 void isd_setplay(unsigned char adl,unsigned char adh)/發(fā)送放音指令，從指定地址開始放音 delayms(1); isd_send(adl); /發(fā)送放音起始地址低位delay(2);

37、isd_send(adh); /發(fā)送放音起始地址高位delay(2); isd_send(0 xe0); /發(fā)送放音指令字節(jié)，IAB=0SS=1; /ss=1,關(guān)閉 spi 通信端 /*void isd_setrec(unsigned char adl,unsigned char adh)/發(fā)送錄音指令，從指定地址開始錄音 delayms(1); isd_send(adl); /發(fā)送錄音起始地址低位delay(2); isd_send(adh); /發(fā)送錄音起始地址高位delay(2); isd_send(0 xa0); /發(fā)送錄音指令字節(jié)，IAB=0SS=1; /ss=1,關(guān)閉 spi 通信

38、端*/ /其它操作函數(shù)/void delaynms(uint nms) uint i,j; for(i=0;i0;j-); void init(). v quan=0; jin=0; deng=0; n=0; z=0; su=0; gong=0; num0=0; count=0; zhuan=0; k=0; kds=1; IT0=1; TMOD=0 x11; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; EX0=1;void main()uint wait,money; uint xun=0;uchar fl

39、ag=0;display(0,0,0);if(kjy=0)/按下為查看上次記憶值 delaynms(10); if(kjy=0) wait=Read(0 x00); /讀取 24C02 中上一次的等待時(shí)間、金額數(shù)據(jù) delaynms(10); money=Read(0 x02); delaynms(10); for(xun=200;xun0;xun-) display(wait,money,1);. v if(kks=0) delaynms(10); if(kks=0) init();isd_powerup();isd_setplay(0 x00,0 x00); isd_play(); /發(fā)送

40、放音指令if(kds=0) /開始計(jì)價(jià)后，顯示 2 秒鐘單價(jià) for(xun=200;xun0;xun-) display(1.5,jin,0); else for(xun=200;xun0;xun-) display(2.0,jin,0); while(1) gong=k+quan/500; /公里=公里數(shù)+圈數(shù)除以 500,500 轉(zhuǎn)為一公里 if(kds=0) /按下為雙程下是雙程 if(gong=3) jin=5; else jin=gong*1.5; display(gong,jin,0); /顯示公里，金額 if(kds=1) if(gong0;xun-) display(deng,jin,1); if(kzt=0) /按下為暫停 delaynms(10); if(kzt=0) EX0=0; ET0=0; isd_powerup(); isd_setplay(0 x00,0 x01); isd_play(); /發(fā)送放音指令 while(1) display(gong,jin,0); /顯示公里，金額 if(kql=0) delaynms(10); if(kql=0) deng=n*2+su/60; Write(0 x00,deng); delaynms(10); Write(0 x02,jin); delaynms(10); init(); flag=