單片機(jī)課程設(shè)計封面及封底

1、桂林航專電子工程系單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計與制作說明書設(shè)計題目：專業(yè)年級： 學(xué) 號： 姓 名： 同組姓名： 指導(dǎo)教師： 2009 年 6 月 日單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計與制作成績評定表設(shè)計題目：學(xué)號： 姓名： 項目評語內(nèi)容評定等級設(shè)計表現(xiàn)(20%)基本要求評價：掌握基礎(chǔ)理論，設(shè)計過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度，文獻(xiàn)查閱能力，設(shè)計思路可行性能力評價設(shè)計任務(wù)量、設(shè)計過程中參與情況ABCDE設(shè)計說明書(30%)調(diào)試過程中運用理論分析與解決問題的能力；報告格式規(guī)范性、全面性、邏輯性、表達(dá)能力綜合評價ABCDE實物評價(30%)電路實現(xiàn)情況,電路板外觀、焊點、設(shè)計合理性等ABCDE答辯(20%)答辯時，回答老師提出的軟硬件問題情

2、況ABCDE綜合成績教師簽名 年 月 日單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計與制作任務(wù)書專業(yè)： 學(xué)號： 號 姓名：一、 設(shè)計題目：模擬出租車計價器摘要：智能儀器儀表技術(shù)是一門集電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)，自動化儀表、自動控制技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用等一體的跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)。自20世紀(jì)90年代初以來，這項技術(shù)已逐步引入到國內(nèi)工科專業(yè)中的電子信息、通訊、自動化、計算機(jī)應(yīng)用等信息類專業(yè)中。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，測控儀器儀表的智能化、總線化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展已在各個相關(guān)行業(yè)呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景，同時也日益成為工程界和科技界人士所關(guān)注的重要問題之一。因此，了解和熟悉智能儀器儀表的特點功能，發(fā)展趨向及其應(yīng)用前景是十分重要和必要

3、的。出租車計價器是乘客與司機(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。具有良好性能的計價器無論是對廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來說都是很必要的。因此，汽車計價器的研究也是十分有一個應(yīng)用價值的。而采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計的計價器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試，對于模式的切換需要用到機(jī)械開關(guān)，機(jī)械開關(guān)時間久了會造成接觸不良，功能不易實現(xiàn)。而采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計，相對來說功能強(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崿F(xiàn)設(shè)計要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。針對計費模式的切換，通過軟件編程就可以

4、輕易而舉的實現(xiàn)。避免了機(jī)械開關(guān)帶來的不穩(wěn)定因素。本設(shè)計主要了解應(yīng)用單片機(jī)的定時器/計數(shù)器，以及中斷。這是一個比較小的系統(tǒng)，故采用c語言來編輯。本系統(tǒng)假設(shè),單價一定1元/Km,起步價7.0元，超過2公里開始計費，每公里加1元。二、1.2 本設(shè)計任務(wù)1.2.1 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一款基于STC89C52單片機(jī)的模擬出租車計價器。單價一定1元/Km,起步價7.0元，超過2公里開始計費，每公里加1元。設(shè)計要求：不同情況具有不同的收費標(biāo)準(zhǔn)。l 白天l 晚上(1) 能進(jìn)行手動模擬加路程。(2) 具有數(shù)據(jù)的復(fù)位功能。(3) IO 口分配的簡易要求。l 白天/晚上收費標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換開關(guān)l 數(shù)據(jù)的清零開關(guān)l 路程的調(diào)整

5、（最好使用和按鍵）(4) 數(shù)據(jù)輸出。l 路程輸出 4位l 總金額輸出 3 位(5) 按鍵。l 路程模擬l 數(shù)據(jù)復(fù)位（清零）l 白天/晚上轉(zhuǎn)換1.3 系統(tǒng)主要功能 本課程設(shè)計所設(shè)計的出租車計價器的主要功能有：數(shù)據(jù)的復(fù)位、白天/晚上轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸出、計時計價、單價輸出及調(diào)整、路程輸出。輸出采用8 段數(shù)碼顯示管。本電路設(shè)計的計價器不但能實現(xiàn)基本的計價，而且還能根據(jù)白天、黑夜、來調(diào)節(jié)單價。 計價器硬件設(shè)計本系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括單片機(jī)STC89C52、數(shù)據(jù)顯示部件、里程計算及計價單元的設(shè)計。在硬件設(shè)計過程中，充分利用各部件的功能，實現(xiàn)多功能的出租車計價器設(shè)計。2.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能計價器的單片機(jī)控

6、制方案圖如圖1所示。它由以下幾個部件組成：單片機(jī)STC89C52、總金額及單價顯示部件、鍵盤控制部件、里程計算單元、串中顯示驅(qū)動電路等。利用單片機(jī)豐富的IO端口，及其控制的靈活性，實現(xiàn)基本的里程計價功能和價格調(diào)節(jié)、時鐘顯示功能。不但能實現(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系統(tǒng)進(jìn)行升級。 單片機(jī)鍵盤控制單元Led燈顯示里程計價單元串口顯示驅(qū)動電路顯示單元圖2-1 總體設(shè)計方框圖2.2 STC89C52RC單片機(jī)介紹STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時鐘/機(jī)器周期和6時鐘/機(jī)器周期可以

7、任意選擇。主要特性如下：增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時鐘/機(jī)器周期和12時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V單片機(jī)）工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz，實際工作頻率可達(dá)48MHz用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)片上集成512字節(jié)RAM通用I/O口（32個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/

8、P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片具有EEPROM功能具有看門狗功能共3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T2外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級）/075（商業(yè)級）PDIP封裝STC89C52RC單片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗<0.1A,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4Ma7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電

9、系統(tǒng)及便攜設(shè)備STC89C52RC引腳圖STC89C52RC引腳功能說明VCC（40引腳）：電源電壓VSS（20引腳）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引腳）：P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動8個TTL負(fù)載，對端口P0寫入“1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻。P1端口（P1.0P1.7，18引腳）：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P

10、1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流（）。此外，P1.0和P1.1還可以作為定時器/計數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體參見下表：在對Flash ROM編程和程序校驗時，P1接收低8位地址。表XX P1.0和P1.1引腳復(fù)用功能引腳號功能特性P1.0T2（定時器/計數(shù)器2外部計數(shù)輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）P2端口（P2

11、.0P2.7，2128引腳）：P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。P2作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（）。在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時，P2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“MOVX R1”指令）時，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中的P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。在對Flash ROM編程和程序校

12、驗期間，P2也接收高位地址和一些控制信號。P3端口（P3.0P3.7，1017引腳）：P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流（）。在對Flash ROM編程或程序校驗時，P3還接收一些控制信號。P3口除作為一般I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表所示：表XX P3口引腳復(fù)用功能引腳號復(fù)用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外部中斷0）P3.3

13、（外部中斷1）P3.4T0（定時器0的外部輸入）P3.5T1（定時器1的外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST（9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個機(jī)器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計時完成后，RST引腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/（30引腳）：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一

14、的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOV指令時有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個ALE使能標(biāo)志位（地址位8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。（29引腳）：外部程序存儲器選通信號（）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng)AT89C51RC從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，在每個機(jī)器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不被激活。/VPP（31引腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能

15、從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，必須接GND。注意加密方式1時，將內(nèi)部鎖定位RESET。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在Flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。2.3 數(shù)據(jù)顯示單元設(shè)計由于設(shè)計要求有、路程（4 位）、總金額（3 位）顯示輸出，加上我們另外擴(kuò)展了時鐘顯示（包含時分秒的顯示），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6 所

16、示共陰極數(shù)碼管的應(yīng)用· 共陰極數(shù)碼管是一類數(shù)字形式的顯示屏，通過對其不同的管腳輸入相對的電流，會使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示 時間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。由于它的價格便宜、使用簡單、在電器，特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏。 共陰極結(jié)構(gòu)：LED顯示器有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，下面只介紹共陰極結(jié)構(gòu)。見圖3，在共陰極結(jié)構(gòu)中，各段發(fā)光二極管的陰極連在一起，將此公共點接地，某一段發(fā)光二極管的陰極為高電平時，該段發(fā)光。共陰極字段碼：LED顯示09某個字符時，則要求在adp送固定的字段碼，如要使LED顯

17、示“0”,則要求a、b、c、d、f各引腳為高電平，g和dp為低電平，字段碼為“3fh” 。dp g f e d c b a0 0 1 1 1 1 1 1 3fh共陰極字符09七段碼如下：字符： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9字段碼：3fh 06h 5bh 4fh 66h 6dh 7dh 07h 7fh 6fh程序如下：void display() if(!flag) P0=0x77; else P0=0x73; P2=0; delay(2); P0=segtotal/100; P2=1; delay(2); P0=segtotal%100/10; P2=2; point=1; dela

18、y(2); P0=segtotal%10; P2=3; delay(2); P0=segdistance/1000; P2=4; delay(2); P0=segdistance%1000/100; point=1; P2=5; delay(2); P0=segdistance%100/10; P2=6; delay(2); P0=segdistance%10; P2=7; delay(2); P0=0;。2.4 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。（1）S1按鍵的功能按下S1時切換白天或

19、者晚上。白天時數(shù)碼管顯示R且led中黃燈亮，晚上時顯示P且紅燈亮（2）S2按鍵的功能 清零鍵，相當(dāng)于另一乘客上車重新計數(shù)?。?）S3按鍵的功能 模擬路程鍵，按下一次，路程加0.06公里并led燈右移一位。如上圖，跳帽操作：S1旁邊的3針插針，跳帽必須跳到右端。S1對應(yīng)P30,S2 對應(yīng)P31, S3對應(yīng)P32.開始初始化鍵盤掃描程序是否有鍵按掃描鍵值顯示里程、金額切換鍵1？白天晚上程序調(diào)用清零鍵2？清零管腳調(diào)用里程鍵3？調(diào)用里程函數(shù)顯示全部清零顯示白天或晚上標(biāo)志while(1) / if(key=0) delay(5); if(key=0) flag=!flag; led=led; while

20、(!key); if(key1=0) return;while(!key1); if(key2=0) delay(30); P1<<=1; P1|=0x01; if(P1=0x7f) delay(30); P1=0xfe; while(!key2);第3節(jié) 程序調(diào)試與測試結(jié)果分析3.1 程序調(diào)試1、Keil C51軟件簡介：平時熟悉的51單片機(jī)的編程語言有二種，一種是匯編語言，一種是C語言。由于涉及到大量數(shù)據(jù)的運算，程序不宜采用匯編語言， C語言大大縮短了開發(fā)時間，使程序簡潔,且程序可讀性非常好。Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件

21、開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。3.2 測試結(jié)果 Build target 'Target 1'compiling CCCCC.C.linking.Program Size: data=15.1 xdata=0 code=642C reating hex file from "rete"."rete" - 0 Error(s), 0 Warning(s)

22、.結(jié)論/展望本款出租車計價器比目前市場現(xiàn)在的增加了不少功能，其中包括按鍵控制，單價輸出、單價調(diào)整、路程輸出、LED燈閃爍等功能。另外，多功能出租車計價器還具有性能可靠、電路簡單、成本低、實用性強(qiáng)等特點，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。通過本次課程設(shè)計，不僅學(xué)會了如何去查找相關(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，擴(kuò)大了知識面，提高了知識水平。經(jīng)過單元設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計鞏固了以前所學(xué)的專業(yè)知識，自己真正認(rèn)識到理論聯(lián)系實際的重要性，為以后的學(xué)習(xí)和工作提供了很多有價值的經(jīng)驗。通過這次設(shè)計不僅增強(qiáng)了自己的動腦能力和動手能力，也提高了我思考問題、分析問題、解決問題的能力，更重要的

23、是學(xué)會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。又使我學(xué)到了許多書本上無法學(xué)到的知識,也使也深該體會到單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛，不僅使我對學(xué)過的單片機(jī)知識有了很多的鞏固，同時也對單片機(jī)這一門課程產(chǎn)生了更大的興趣。在本次課程設(shè)計過程中，我學(xué)會了在網(wǎng)絡(luò)上查找有關(guān)本設(shè)計的各硬件的資源，其中包括：STC89C52單片機(jī)及其引腳說明、及其引腳功能等，為本次課程設(shè)計提供了一定的資料。經(jīng)過這次的設(shè)計，為我們以后畢業(yè)設(shè)計的制作也奠定了一定的基礎(chǔ)。附錄#include<reg52.h> #define uchar unsigned char#define uint unsigned

24、 intsbit point=P07;sbit key=P30;sbit key1=P31;sbit key2=P32;sbit led=P1;uint cycle,distance; uint total; bit flag; uchar code seg=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-) for(y=112;y>0;y-);void display() if(!flag) P0=0x77; else P0=0x73; P2=0

25、; delay(2); P0=segtotal/100; P2=1; delay(2); P0=segtotal%100/10; P2=2; point=1; delay(2); P0=segtotal%10; P2=3; delay(2); P0=segdistance/1000; P2=4; delay(2); P0=segdistance%1000/100; point=1; P2=5; delay(2); P0=segdistance%100/10; P2=6; delay(2); P0=segdistance%10; P2=7; delay(2); P0=0;void main()

26、EA=1; EX0=1; IT0=1; while(1) / if(key=0) delay(5); if(key=0) flag=!flag; led=led; while(!key); if(key1=0) return;while(!key1); if(key2=0) delay(30); P1<<=1; P1|=0x01; if(P1=0x7f) delay(30); P1=0xfe; while(!key2); / distance=cycle*6; / if(distance<=200) if(flag) total=100; else total=70; els

27、e if(!flag) total=70+(distance-200)/10; else total=100+(distance-200)/10; / display(); / void extern0() interrupt 0 cycle+; if(cycle>=1666) cycle=0;五完成期限： 2009年 6 月 日指導(dǎo)教師： 年 月 日教研室： 年 月 日目 錄第1節(jié) 摘要·················

28、;················································· 11.

29、2 本設(shè)計任務(wù)·················································

30、;·································· 1 設(shè)計任務(wù)··············

31、3;·················································

32、3;················ 1 設(shè)計要求································

33、83;················································ 11. 3 系統(tǒng)

34、主要功能········································································&#