單片機(jī)課程設(shè)計出租車計價器1

1、常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計報告 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 作 者： 叢佳偉 學(xué) 號： 40931111 系 部： 電氣工程系 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 題 目： 出租車計價器系統(tǒng) 指導(dǎo)者：徐登黃勇評閱者： 2012年05月 摘要現(xiàn)在各個城市出租車行業(yè)都已普及，因此出租車計價器的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是出租車計價器的市場還具有廣闊的前景。隨著城市建設(shè)的日益完善，關(guān)乎城市面貌的出租車行業(yè)也將迅速發(fā)展，出租車計價器的的大批量需求也是毫無疑問的，所以未來出租車計價器的市場還是有相當(dāng)大的潛力的。本次出租車計價器設(shè)計以AT89S52單片機(jī)為中心，采用U18霍爾傳感器對輪胎轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計數(shù)，實現(xiàn)對出租車?yán)?/p>

2、程的測量，并最終計算出結(jié)果。其中采用寄存器芯片AT24C02使系統(tǒng)在掉電的時候?qū)蝺r、里程、車輪長度等信息進(jìn)行存儲，采用時鐘芯片DS1302來顯示時間和在系統(tǒng)需要時進(jìn)行計時。輸出采用兩個4段數(shù)碼顯示管，而且根據(jù)按鍵有空車指示燈、等待查詢指示燈、單程指示燈進(jìn)行指示。汽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有一定的應(yīng)用價值的。關(guān)鍵詞：計價器、霍爾傳感器、單片機(jī)目錄摘要11 緒論31.1 出租車計價器概述31.2 單片機(jī)的概述3

3、2 總體方案設(shè)計42.1 設(shè)計任務(wù)要求42.1.1 設(shè)計任務(wù)42.1.2 設(shè)計要求52.2 設(shè)計的主要功能52.3 方案的選取52.3.1 硬件設(shè)計方案52.3.2 軟件設(shè)計方案63 硬件設(shè)計73.1 AT89S52單片機(jī)及最小系統(tǒng)73.2 測距單元103.3 按鍵單元123.4 時鐘單元123.5 顯示單元133.6 儲存單元164 軟件設(shè)計164.1 系統(tǒng)主程序164.2 數(shù)據(jù)處理子程序174.3 等待時間計時子程序184.4 鍵盤掃描子程序195 Proteus軟件仿真21 總結(jié)22致謝23參考文獻(xiàn)24附1、系統(tǒng)原理圖251 緒論1.1 出租車計價器概述我國在70年代開始出現(xiàn)出租車，但那

4、時的計費系統(tǒng)大都是國外進(jìn)口不但不夠準(zhǔn)確，價格還十分昂貴。隨著改革開放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢頭已十分突出，國內(nèi)各機(jī)械廠家紛紛推出國產(chǎn)計價器。出租車計價器的功能從剛開始的只顯示路程（需要司機(jī)自己定價，計算后四舍五入），到能夠自主計費，以及現(xiàn)在的能夠打一發(fā)票和語音提示、按時間自主變動單價等功能。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，象征著一個城市的文明程度。本次設(shè)計的目的在于現(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動計價器，所以計價器技術(shù)的發(fā)展已成定局。而部分小城市尚未普及，但隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，計價器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計價器的市

5、場還是十分有潛力的。1.2 單片機(jī)的概述計算機(jī)系統(tǒng)已明顯地朝巨型化、單片化、網(wǎng)絡(luò)化三個方向發(fā)展。巨型化發(fā)展的目的在于不斷提高計算機(jī)的運(yùn)算速度和處理能力，以解決復(fù)雜系統(tǒng)計算和高速數(shù)據(jù)處理，比如系統(tǒng)仿真和模擬、實時運(yùn)算和處理。單片化是把計算機(jī)系統(tǒng)盡可能集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，其目的在于計算機(jī)微型化和提高系統(tǒng)的可靠性，這種單片計算簡稱單片機(jī)。單片機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)主要是針對自動控制應(yīng)用而設(shè)計的所以單片機(jī)又稱微控制器MCU（Micro Controller Unit）。用它可以很容易地將計算機(jī)嵌入到各種儀器和現(xiàn)場控制設(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2

6、0世紀(jì)70年代問世以來，以其鮮明的特點得到迅猛發(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)形成自動控制的一支中堅力量。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機(jī)年容量已達(dá)13億片，且每年以大約16的速度增長，但相對于國際市場我國的占有率還不到1。這說明單片機(jī)應(yīng)用在我國有著廣闊的前景。對于從事自動控制的技術(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。l 顯示：通過單片

7、機(jī)控制發(fā)光二極管或是液晶，顯示特定的圖形和字符。l 機(jī)電控制：用單片機(jī)控制機(jī)電產(chǎn)品做定時或定向的動作。l 檢測：通過單片機(jī)和傳感器的聯(lián)合使用，用來檢測產(chǎn)品或者工況的意外發(fā)生。l 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。l 科學(xué)計算：用來實現(xiàn)簡單的算法。那么單片機(jī)是不是解決上述應(yīng)用的唯一選擇呢？當(dāng)然不是！單片機(jī)最明顯的優(yōu)點是價格便宜，從幾元人民幣到幾十元人民幣。這是因為這類芯片的生產(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多個或20多個引腳，有的甚至只有

8、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，但是在實際工作中并不是任何需要計算機(jī)的場合都要求計算機(jī)有很高的性能。例如，控制電冰箱的控制器就不需要使用嵌入式系統(tǒng)，用一片51就可以輕松實現(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，這就說明是它有廣闊的應(yīng)用前景。2 總體方案設(shè)計本次設(shè)計是使用單片機(jī)技術(shù)來實現(xiàn)一個出租車的數(shù)字計價器，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單雙程價格調(diào)整、時鐘顯示功能等等。具有性能可靠，電路簡單、成本低、擴(kuò)展空間大等特點。2.1 設(shè)計任務(wù)要求2.1

9、.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計一款基于AT89S52單片機(jī)的出租車數(shù)字計價器，通過對傳感器的檢測，對數(shù)值進(jìn)行處理和顯示。 2.1.2 設(shè)計要求一、基本要求（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)定單程價格和往返價格，單程價格為2元/公里，往返價格為1.5元/公里。（4）車速5公里/小時的時間累積為總等待時間，每5分鐘等待時間相當(dāng)于里程數(shù)增加1公里。（5）起步公里數(shù)為3公里，價格為5元，若實際距離大于3公里，按規(guī)則3計算價格。（6）按暫停鍵，計價器可暫停計價，按查詢鍵，可顯示總等待時間。二、發(fā)揮部分（1）增加了空車指示功能，當(dāng)無客人時，按下功

10、能切換按鍵，空車指示燈亮。（2）增加實時時間顯示，無論計價器工作或者空車，都能顯示實時時間，便于時間提醒。（3）增加信息儲存功能?？梢詢Υ娴却龝r間，里程和金額。2.2 設(shè)計的主要功能 本設(shè)計所設(shè)計的出租車數(shù)字計價器的主要功能有：金額輸出、路程輸出、數(shù)據(jù)復(fù)位、計時計價、空車顯示等。輸出采用2個4位8段共陽數(shù)碼管，車輛行走時前4位顯示路程，后4位顯示金額。車輛候車時，前4位顯示等待時間，后4位顯示等待金額?？哲嚂r顯示實時時間。儲存等待時間，里程和金額。2.3 方案的選取本設(shè)計是由軟件設(shè)計和硬件設(shè)計兩部分組成的。軟件設(shè)計要進(jìn)行程序的編寫和軟件仿真；硬件設(shè)計要設(shè)計電路、硬件仿真和制作電路板。2.3.1

11、 硬件設(shè)計方案本系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括單片機(jī)AT89S52、數(shù)據(jù)顯示部件、U18霍爾傳感器電路、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。計價器的單片機(jī)系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。它由以下幾個部件組成：霍爾傳感器單元、AT89S52單片機(jī)、金額顯示、里程顯示、電源。利用單片機(jī)豐富的IO端口，及其控制的靈活性，實現(xiàn)基本的里程和價格的計算及顯示功能。數(shù)據(jù)顯示單片機(jī)霍爾傳感器狀態(tài)指示按鍵信息存儲時鐘顯示圖2-1計價器系統(tǒng)框圖2.3.2 軟件設(shè)計方案本設(shè)計程序的采取C語言進(jìn)行編寫，使用Keil uVision3編譯和Proteus7.4a仿真軟件進(jìn)行仿

12、真調(diào)試。其中的里程計算和費用計算方案如下。1、里程計算（1）霍爾傳感器對車輪進(jìn)行信號檢測，產(chǎn)生并輸出脈沖信號到單片機(jī)；（2）單片機(jī)對傳感器輸出的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，并進(jìn)行km計算：每一個信號代表輪胎旋轉(zhuǎn)一周，設(shè)輪胎的周長為1.57m ；每km產(chǎn)生的信號數(shù)為N ，里程顯示為N 1.57m = 1.57N（km）2、費用計算（1）出租車的起步費為5元，并且3km內(nèi)不需額外計價；（2）出租車行駛3km后，單程2元/km，雙程1.5元/km。（3）等待收費的標(biāo)準(zhǔn)為5分鐘算一公里；（4）暫停時計價器暫停計價，不收費用。3 硬件設(shè)計本設(shè)計的硬件設(shè)計包括單片機(jī)AT89S52單元、測距單元、顯示單元（數(shù)碼管顯示

13、金額、等待時間和里程，指示燈對單雙程切換指示、空車指示、等待計時指示）、按鍵單元、時鐘單元和儲存單元。3.1 AT 89S52單片機(jī)及最小系統(tǒng)1、AT89S52單片機(jī)AT89S52具有如下特點：40個引腳，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器， 256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，3個16位可編程定時計數(shù)器,全雙工串行口,看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。P0口有二個功能：1、外部擴(kuò)展存儲器時，當(dāng)做數(shù)據(jù)/地址總線。2、不擴(kuò)展時，可做一般的I/O使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應(yīng)在外部接上拉電阻。P1口只做I/O口使用：其內(nèi)部有

14、上拉電阻。 P2口有兩個功能：1、擴(kuò)展外部存儲器時，當(dāng)作地址總線使用。 2、做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。 P3口有兩個功能：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3-1 AT89S52引腳圖 設(shè)計中用到的單片機(jī)各管腳(圖3-1)功能以及與其他模塊連接介紹如下：VCC:接+5V電源。VSS:接地。時鐘引腳：XTAL1和XTAL2兩端接晶振和30PF的電容，構(gòu)成時鐘電路。它可以使單片機(jī)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。RST:復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)在此引腳加兩個機(jī)器周期的高電平時，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

15、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：接開始計時指示燈。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：接存儲器的SCL口。P3.4：接儲存器的SDA口。P3.5：接時鐘電路DS1302的RST口。P3.6：接DS1302的SCLK口。P3.7：接DS1302的I/O口。2、單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路和晶振電路是AT89S52工作所需的最簡外圍電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖3-2所示。圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)AT89S52 的復(fù)位端是一

16、個史密特觸發(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個周期，系統(tǒng)將實現(xiàn)一次復(fù)位操作。在復(fù)位電路中，按一下復(fù)位開關(guān)就使在RST端出現(xiàn)一段時間的高電平，外接11.0592M 晶振和兩個30pF 電容組成系統(tǒng)的內(nèi)部時鐘電路。3.2 測距單元本次設(shè)計我們選取了霍爾傳感器來進(jìn)行里程測量?；魻柶骷且环N磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)。霍爾器件具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾器件分為：霍爾元件和霍爾集成電路兩大類，前者是一

17、個簡單的霍爾片，使用時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處理電路集成在同一個芯片上。本次設(shè)計選取了霍爾集成電路來測量里程。里程測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)的車輪將磁鐵對準(zhǔn)集成電路時，霍爾傳感器會輸出一個脈沖信號，送到單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的計算處理，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：圖3-3 傳感器測距示意圖 U18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)計在交變磁場中運(yùn)行，特別是能在低電源電壓和長時間運(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

18、器等等），接觸開關(guān)以及相類似的應(yīng)用場合。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，而且其最高檢測頻率可達(dá)到1MHZ。霍爾傳感器的特性如圖3-4所示，其中BOP為工作點“開”的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BRP為釋放點“關(guān)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動作點BOP時，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動作點BOP以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點BRP時，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)動作更為可靠。U18集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢發(fā)生器(即硅霍耳片)B、差分

19、放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五個基本部分組成。在輸入端輸入電壓VCC，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會產(chǎn)生霍爾電勢差VH輸出，該VH信號經(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)施加的磁場達(dá)到工作點（即Bop）時，觸發(fā)器輸出高電壓（相對于地電位），使三極管導(dǎo)通，此時OC門輸出端輸出低電壓，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，使霍爾開關(guān)完成了一次開關(guān)動作。圖3-4 U18霍爾傳感器和其輸出特性U18霍爾傳感器有3個外接口，2個是電

20、源的正負(fù)極接口，最后一個是脈沖信號輸出口，只要將霍爾傳感器的信號輸出端接到單片機(jī)的端口上便可以實現(xiàn)距離檢測。其中，單片機(jī)的P3.2（INT0）引腳作為信號的輸入端，采用外部中斷0進(jìn)行計數(shù)。車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器就產(chǎn)生一個脈沖信號，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時，霍爾傳感器的輸出端輸出低電平。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動一圈時小磁鐵提供一個磁場，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。霍爾傳感器檢測并輸出信號到單片機(jī)的INT0或INT1計算脈沖輸入端，引起單片機(jī)的中斷，對脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達(dá)到特定的次數(shù)時，里程就會增加，單片機(jī)對里程進(jìn)行計算后，通過接口電路將計算好的結(jié)果傳送到數(shù)碼管并顯示

21、出來。3.3 按鍵單元 本設(shè)計的按鍵單元電路（如圖3-5）有5個按鍵，功能分別是：S1是空車時查詢上次金額和里程以及等待時間，結(jié)賬時查詢本次金額和里程以及等待時間;S2功能鍵，不按時空車指示燈亮而且數(shù)碼管顯示實時時間，按下時可設(shè)置單雙程，此時再按S3可進(jìn)行單程和雙程之間切換，再按S1可確認(rèn)單雙程，雙程時雙程指示燈亮并開始計價；按下S4可對本次金額、里程以及等待時間進(jìn)行查詢；S5為清零鍵，按下時清零之前數(shù)據(jù)消除以及存儲本次信息。圖3-5 按鍵單元電路3.4 時鐘單元本設(shè)計采用基于DS1302的時鐘電路（如圖3-6）對時間進(jìn)行實時顯示，單片機(jī)掉電對其沒有影響。用數(shù)碼管表現(xiàn)出來，當(dāng)出租車空車時就顯示

22、時間，給人時間提示。圖3-6 時鐘電路單元3.5 顯示單元 本設(shè)計顯示單元包括兩部分：數(shù)碼管顯示（圖3-7）和二極管指示顯示（圖3-8）。數(shù)碼管顯示部分使用兩個四位一體的LED數(shù)碼管，LED顯示器是由LED發(fā)光二極管發(fā)展過來的一種顯示器件，是發(fā)光二極管的改型。LED是發(fā)光二極管的簡稱，是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的設(shè)備。本身也是一種光源。LED顯示器是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動，具有：耗電少、使用壽命長、成本低、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點。此外，它的響應(yīng)時間短（一般不超過0.1us），亮度也比較高。它的缺點是工作電流比較大，每一段的工作電流在10mA左右。其中每位數(shù)碼

23、管是由8個發(fā)光二極管演變而來，其中7個發(fā)光二極管構(gòu)成7筆字形，另一個構(gòu)成小數(shù)點，稱為8段LED。8段LED數(shù)碼管是利用7個LED（發(fā)光二極管）外加一個小數(shù)點的LED組合而成的顯示設(shè)備，可以顯示09等10個數(shù)字和小數(shù)點，使用非常廣泛，它的外觀如圖3-9所示： 圖3-9 8段數(shù)碼管這類數(shù)碼管可以分為共陽極(8個發(fā)光二極管的陽極接在起)與共陰極(8個發(fā)光二極管陰極連在一起)兩種，共陽極就是把所有LED的陽極連接到共同接點，而每個LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點）；共陰極則是把所有LED的陰極連接到共同接點，而每個LED的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點），

24、如圖3-10所示。 圖3-10 共陽和共陰數(shù)碼管結(jié)構(gòu)通過控制這個公共端，可使該位亮或暗。如共陰極端接地或共陽極接高電平，則該位顯示器有效，反之無效。本設(shè)計采用共陰LED數(shù)碼管。數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種，這里采用動態(tài)顯示。它具有低功耗、接口少等特點。如圖3-7兩個四位一體數(shù)碼管接P0口作為段選，接P2口作為位選?？哲嚂r顯示時間，開始計價時前四位顯示路程，后四位顯示價錢。當(dāng)查詢等待時間時顯示為等待時間。圖3-7顯示單元（數(shù)碼管顯示部分） 二極管指示部分包括空車指示燈、等待時間查詢指示、開始計時指示和雙程指示如圖3-8。這些指示燈能對出租車的每一種狀態(tài)進(jìn)行指示，空車時空車指示燈亮，查詢等待時間

25、時等待時間查詢指示燈亮，當(dāng)汽車速度小于5km/h時開始計時，計時指示燈亮。計價前如果按下雙程鍵雙程指示燈亮，表示為雙程。圖3-8 顯示單元（二極管指示部分）3.6 儲存單元存儲單元的作用是儲存上一次的里程、金額和等待時間。AT24C02 是Atmel公司的1KB的電可擦除存儲芯片，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。圖3-11儲存單元電路圖中R3、R4 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)

26、用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SCL（時鐘脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)P3.3和P3.4口連接，進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)。4 軟件設(shè)計本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為系統(tǒng)主程序、數(shù)據(jù)處理子程序、等待時間及時子程序和鍵盤掃描子程序五個模塊，下面對每一塊進(jìn)行介紹。4.1 系統(tǒng)主程序本設(shè)計中，軟件設(shè)計采用模塊化操作，利用各個模塊之間的相互聯(lián)系，在設(shè)計中采用主程序調(diào)用各個子程序的方法，使程序通俗易懂，我們設(shè)計了整體程序流程圖。在main函數(shù)編寫開始，要進(jìn)行初始化，包括對系統(tǒng)初始化和對硬件設(shè)備進(jìn)行初始化，并使硬件處于就緒狀態(tài)。在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、出租車起價和單價的初始化、中斷

27、向量的設(shè)計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。系統(tǒng)流程圖如下圖4-1。圖4-1系統(tǒng)主程序流程圖4.2 數(shù)據(jù)處理子程序 每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機(jī)中斷一次，在計數(shù)中斷服務(wù)程序，里程和金額都相應(yīng)變化，當(dāng)然等待時間也換算成里程（當(dāng)速度小于5km/h時5分鐘想當(dāng)于1公里）。計算程序根據(jù)里程數(shù)分別進(jìn)入不同的計算公式。如果里程大于3公里，則執(zhí)行公式：金額=（里程-3）*單價+5；否則，執(zhí)行公式：總金額=起步價。程序流程圖如圖4-2所示。 圖4-2 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖4.3 等待時間計時子程序當(dāng)出租車的速度5km/h時等待時間開始計時，并被換算里程，進(jìn)行計算顯示等待時間和金額。當(dāng)結(jié)算時停止計時和計

28、費并顯示金額，當(dāng)有查詢鍵按下時顯示等待時間，當(dāng)有清零鍵按下時存儲本次金額。如圖4-3：圖4-3等待時間計時子程序4.4 鍵盤掃描子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，一旦右按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。流程圖如圖4-4。圖4-4 鍵盤掃描子程序5 Proteus軟件仿真本設(shè)計需要用Keil uVision3對C51程序進(jìn)行編譯，生成“.hex”文件,如圖5-1 ：圖5-1 Keil uVision3編譯在Proteus軟件中畫出仿真電路（如圖5-2），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”

29、鍵進(jìn)行仿真。圖5-2Proteus仿真總結(jié)總結(jié)在本次設(shè)計中，我們采用AT89S52芯片為核心器件，設(shè)計出了簡單的出租車計價器，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示時間、等待時間、金額和里程，按鍵控制，空車指示。選題后，我們便開始復(fù)習(xí)單片機(jī)方面的知識，也查閱、搜索了很多相關(guān)資料，進(jìn)行總體設(shè)計與具體設(shè)計，同時也學(xué)習(xí)仿真軟件Proteus和編程軟件Keil uVision3。由于以前都采用匯編語言實現(xiàn)編程，對用C語言來實現(xiàn)單片機(jī)的編程不太習(xí)慣，花費了一些時間來熟悉C語言的編程。在設(shè)計開始，要形成流程圖，它可以使設(shè)計有一定的邏輯性與嚴(yán)密性，使得設(shè)計思路明確。采用模塊化的設(shè)計思想很重要，它方便編寫、修改與調(diào)試，另外加上必要的注釋，便于交流與理解。這次課程設(shè)計設(shè)計完成后，體會頗多，在學(xué)與做的過程中，取長補(bǔ)短，不斷學(xué)習(xí)新的知識，吸取經(jīng)驗，達(dá)到