出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表

課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）:出租車(chē)自動(dòng)計(jì)費(fèi)器設(shè)計(jì)（1） 設(shè)計(jì)一個(gè)出租車(chē)自動(dòng)計(jì)費(fèi)器，具有行車(chē)?yán)锍逃?jì)費(fèi)，等候時(shí)間計(jì)費(fèi)及起價(jià)等三部分。用四位數(shù)碼管顯示總金額，最大值為99.99元。（2） 行車(chē)?yán)锍虇蝺r(jià)（0.##元/公里）、等候時(shí)間單價(jià)（0.##元/10分鐘）、起價(jià)（#.##元）均能通過(guò)數(shù)碼BCD管撥盤(pán)輸入。（3） 在車(chē)輛啟動(dòng)與停止時(shí)發(fā)出音響信號(hào)，以提醒顧客注意。（4） 采用外部直流電源供電。（5） ***聯(lián)接微型打印機(jī)打印收據(jù)接口電路。對(duì)課程設(shè)計(jì)成果的要求〔包括圖表、實(shí)物等硬件要求〕：設(shè)計(jì)電路，安裝調(diào)試或仿真，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)語(yǔ)言流暢簡(jiǎn)潔，文字不得少于3500字。要求圖紙布局合理，符合工程要求，使用Protel軟件繪出原理圖(SCH)和印制電路板(PCB),器件選擇要有計(jì)算依據(jù)。主要參考文獻(xiàn)：［1］ 謝自美「電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試［M］華中理工大學(xué)，，2001［2］ 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)［M］.北京：高等教育出版社，1997［3］ 畢滿清.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995⑷陳明義.電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)［M］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2002［5］陳永甫.新編555集成電路應(yīng)用800例［M］.北京：電子工業(yè)出版社2000課程設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃:M ■■■■■■序號(hào)起止日期工作內(nèi)容12011-1-3布置任務(wù)，教師講解設(shè)計(jì)方法及要求22011-1-4 1 :學(xué)生查找閱讀資料，并確定方案32011-1-5i學(xué)生設(shè)計(jì)小組會(huì)議，討論方案42011-1-6~11 1 設(shè)計(jì)、仿真實(shí)驗(yàn)52010-1-12~13寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，小組討論62010-1-14答辯指導(dǎo)教師1蘇澤光1日期： 2010年12月日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"引言 1\o"CurrentDocument"1系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2\o"CurrentDocument"1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 2\o"CurrentDocument"1.2設(shè)計(jì)目的 2\o"CurrentDocument"13設(shè)計(jì)要求 2\o"CurrentDocument"1.4設(shè)計(jì)思路 2\o"CurrentDocument"1.5設(shè)計(jì)框圖 2\o"CurrentDocument"1.6設(shè)計(jì)所需的元件 3\o"CurrentDocument"工作原理 3\o"CurrentDocument"2.1總體構(gòu)想 3\o"CurrentDocument"AT89S51單片機(jī)及其引腳說(shuō)明 3AT24C02引腳圖及其引腳功能、掉電存儲(chǔ)單元設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"2.4里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì) 6\o"CurrentDocument"2.5按鍵單元的設(shè)計(jì) 8\o"CurrentDocument"2.6語(yǔ)音功能的設(shè)計(jì) 8\o"CurrentDocument"系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 8\o"CurrentDocument"3.2定時(shí)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 9\o"CurrentDocument"3.3里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 9\o"CurrentDocument"3.4中途等待中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 9\o"CurrentDocument"3.5顯示子程序服務(wù)程序設(shè)計(jì) 9\o"CurrentDocument"3.6鍵盤(pán)服務(wù)程序設(shè)計(jì) 9\o"CurrentDocument"系統(tǒng)測(cè)試 11\o"CurrentDocument"4.1測(cè)試使用的儀器或軟件 11\o"CurrentDocument"4.2出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表VHDL程序 114.2.1模塊設(shè)計(jì) 114.2.2VHDL程序設(shè)計(jì) 11\o"CurrentDocument"4.3出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表模塊原理圖符號(hào) 14\o"CurrentDocument"4.4程序仿真圖 15結(jié)論 17參考文獻(xiàn) 18心得體會(huì) 19附錄1主要元器件清單 20附錄2電路原理圖及印制板圖 21摘要本設(shè)計(jì)闡述了以多數(shù)地區(qū)的出租車(chē)計(jì)價(jià)器為例，采用VHDL硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)主程序并利用EDA技術(shù)仿真設(shè)計(jì)的出租車(chē)計(jì)費(fèi)器，使其具有計(jì)量功能、漏電保護(hù)功能、語(yǔ)音功能等。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)AT89C51為核心，以8279、7407,75451等智能芯片為外設(shè)的出租車(chē)計(jì)價(jià)器的微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。給出了硬件電路圖及主程序流程圖，闡述了軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中關(guān)鍵技術(shù)的處理。關(guān)鍵詞：出租車(chē)計(jì)價(jià)器，單片機(jī)AT89S51，VHDL，EDAThisdesignexpatiatedinmostareasofthetaxidevicesasanexample,theauthorsVHDLVHDLwritemain-levelprogramsandusingEDAtechnologysimulationdesigntaxipiece,makeitshavemetering,leakageprotectionfunction,thespeechfunctionetc.Thisdesignbasedonsingle-chipmicrocomputerAT89C51asthecore,with75451etc,8279,7407intelligentchipsforperipheraltaximeterofmicrocomputersystemdesign.Italsopresentsthehardwarecircuitdiagramandmainprogramflowchart,elaboratedthehardwareandsoftwaredesignprocessofkeytechnologiesoftheprocessing.Keywords:taximeter,microcontroller,VHDL,EDAAT89S51引言凡是坐過(guò)出租車(chē)的人都知道，只要出租車(chē)一開(kāi)動(dòng)，隨著行駛里程的增加，都會(huì)看到出租車(chē)前面的計(jì)價(jià)器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零開(kāi)始逐漸增大，而當(dāng)行駛到某一數(shù)值（如3km）時(shí)計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示開(kāi)始從起步價(jià)（如8元）增加。到達(dá)目的地時(shí)，便可以按計(jì)價(jià)器顯示的數(shù)字收費(fèi)。隨著生活水平的提高，人們已不再滿足于衣食住的享受，出行的舒適已受到越來(lái)越多人的關(guān)注。于是，出租車(chē)行業(yè)以低價(jià)高質(zhì)的服務(wù)給人們帶來(lái)了出行的享受。但是總存在著買(mǎi)賣(mài)糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車(chē)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(lái)為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。汽車(chē)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(chē)行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車(chē)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(wú)論是對(duì)廣大出租車(chē)司機(jī)朋友還是乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的。因此，汽車(chē)計(jì)價(jià)器的研究也是十分有一個(gè)應(yīng)用價(jià)值的。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(kāi)關(guān)，機(jī)械開(kāi)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(lái)說(shuō)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(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能。針對(duì)計(jì)費(fèi)模式的切換，通過(guò)軟件編程就可以輕易而舉的實(shí)現(xiàn)。避免了機(jī)械開(kāi)關(guān)帶來(lái)的不穩(wěn)定因素?，F(xiàn)在各大中城市出租車(chē)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。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(chē)行業(yè)也將加速發(fā)展，計(jì)價(jià)器的普及也是毫無(wú)疑問(wèn)的，所以未來(lái)汽車(chē)計(jì)價(jià)器的市場(chǎng)還是十分有潛力的。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 設(shè)計(jì)秒信號(hào)、0.1分信號(hào)脈沖產(chǎn)生器。（2） 選用十進(jìn)制系數(shù)乘法器。（3） 設(shè)計(jì)四級(jí)BCD碼計(jì)數(shù)、譯碼和顯示器。（4） 選用產(chǎn)生行駛里程信號(hào)的干簧繼電器作為脈沖產(chǎn)生電路。1.2設(shè)計(jì)目的（1） 掌握出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。（2） 掌握同步十進(jìn)制系數(shù)乘法計(jì)數(shù)芯片74167的工作原理。（3） 進(jìn)一步加深對(duì)計(jì)數(shù)、寄存器、譯碼及顯示電路的理解。1.3設(shè)計(jì)要求（1） 根據(jù)任務(wù)，設(shè)計(jì)整機(jī)邏輯電路，畫(huà)出詳細(xì)框圖和總原理圖。（2） 選用中小規(guī)模集成器件，實(shí)現(xiàn)所選定的電路。提出器材清單。（3） 在邏輯箱上接插電路，并進(jìn)行單元電路調(diào)試和整機(jī)調(diào)試。（4） 檢查設(shè)計(jì)結(jié)果。1.4設(shè)計(jì)思路本次設(shè)計(jì)以51單片機(jī)作為控制器，用霍爾傳感器集成芯片44E檢測(cè)并輸出脈沖，送到單片機(jī)，由單片機(jī)完成計(jì)程數(shù)及車(chē)費(fèi)的換算及顯示。輸出采用7段數(shù)碼顯示管。通過(guò)人工按鍵的方式進(jìn)行情況的切換。1.5設(shè)計(jì)框圖*存儲(chǔ)器圖1-1程序設(shè)計(jì)框圖總金額*存儲(chǔ)器圖1-1程序設(shè)計(jì)框圖總金額顯示單價(jià)顯示串口顯示驅(qū)動(dòng)由路1.6設(shè)計(jì)所需的元件AT89S51單片機(jī)一個(gè)，喇叭一個(gè)，七段顯示器4個(gè),M24C02DW6芯片一個(gè)，RESPACK3原件四個(gè)，74HC164芯片四個(gè)，行程開(kāi)關(guān)SW-PB若干個(gè)，con2，3,4插針各一個(gè)，電源若干，接地若干，電阻若干，無(wú)極性電容若干個(gè)。工作原理2.1總體構(gòu)想它由以下幾個(gè)部件組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89S51、總金額及單價(jià)顯示部件、鍵盤(pán)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(jiàn)“總體電路圖”。圖2-1單片機(jī)控制方案2.2AT89S51單片機(jī)及其引腳說(shuō)明AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的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)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，具有很高性價(jià)比。AT89S51是一個(gè)有40個(gè)引腳的芯片，引腳配置如下圖所示。

fiahPl1.TLEXPO-ftADOfiahPl1.TLEXPO-ftADOP技PO.l.ADlP1JP0J.AD2P14PO_3.AD3P1JM.4.AD4P1.6POJ.ADJP1.7P0_&AD6PO_7.-AD7^LEEAVPPPJARxDRSTI.TlDPSENiP3^1NT0PjJ.JNTIRIO."ABP3.4.T&逐P3_5.-T1PL0/A10P3上.林PX0.A11P3.7-RDBLO/AUPQ_O.*A13XT.AL2PL0/A14KT.ALlPX7.A15GND若□B37363534333231§1p123衛(wèi)Q12522E圖2-2AT89S51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SFRAUXR的DISRTO位（地址8EH）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。DISKRTO位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)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(lái)自反向振蕩放大器的輸出。P0口一組8位漏極開(kāi)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(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)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(wèn)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(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)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所示。表1P1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(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(mén)電路。對(duì)P3口寫(xiě)“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2P3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）P3.2INTO（外部中斷0）P3.3INT1（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麗（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7AD（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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的PSEN/信號(hào)。EA/VPP外部訪問(wèn)允許。欲使CPU僅訪問(wèn)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。2.3AT24C02引腳圖及其引腳功能AT24C02芯片引腳配置如下圖所示：圖2-3AT24C02引腳配置圖AT24C02芯片DIP封裝，共有8個(gè)引腳，下表是其引腳功能表:

引腳名功能A0?A2地址引腳SDA/SCL連續(xù)數(shù)據(jù)信號(hào)/連續(xù)時(shí)鐘信號(hào)WP寫(xiě)保護(hù)引腳VCC/GND電源端/接地端WP接VSS時(shí)，禁止寫(xiě)入高位地址，WP接VDD時(shí)，允許寫(xiě)入任何地址；2.3.1AT24C02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(kāi)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。其電路如下圖:圖2-4掉電存儲(chǔ)電路原理圖圖中R8、R9是上拉電阻，其作用是減少M(fèi)24C02的靜態(tài)功耗，由于M24C02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。2.4里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì)里程計(jì)算是通過(guò)安裝在車(chē)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。其原理如下：89S51單片霍爾傳感器小磁89S51單片霍爾傳感器小磁圖2-5傳感器測(cè)距示意圖由于A44E屬于開(kāi)關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.5?18V），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。（a） （b）圖2-6集成開(kāi)關(guān)型霍耳傳感器原理圖A44E集成霍耳開(kāi)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(mén)輸出E五個(gè)基本部分組成，如上圖所示。（1）、（2）、（3）代表集成霍耳開(kāi)關(guān)的三個(gè)引出端點(diǎn)。在輸入端輸入電壓VCC，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V輸出，該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(mén)輸出。當(dāng)施址的磁場(chǎng)達(dá)到『工作點(diǎn)』（即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(mén)輸出端輸出低電0壓，通常稱(chēng)這種狀態(tài)為『開(kāi)』。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到『釋放點(diǎn)』（即B）時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使0C門(mén)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(kāi)關(guān)完成了一次開(kāi)關(guān)動(dòng)作。其集成霍耳開(kāi)關(guān)外形及接線如下圖:L-V{-￡L-V{-￡- 2-ONILJ%-OUT(a)（b）圖2-7集成霍耳開(kāi)關(guān)外形及接線我們選擇了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(chē)輪每轉(zhuǎn)一圈（我們?cè)O(shè)車(chē)輪的周長(zhǎng)是1米），霍爾開(kāi)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)X公里數(shù)二金額。2.5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『一』/中途等待開(kāi)關(guān)。2.6語(yǔ)音功能的設(shè)計(jì)語(yǔ)音功能主要用于語(yǔ)音提示：為降低計(jì)價(jià)器成本，節(jié)省單片機(jī)I/o資源，語(yǔ)音功能的實(shí)現(xiàn)沒(méi)有采用專(zhuān)用語(yǔ)音芯片，而是由4個(gè)權(quán)電阻構(gòu)成。如下圖所示：圖2-8語(yǔ)音功能電路語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)A/D采集處理后壓縮成4位，存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中，由軟件使用。程序存儲(chǔ)器中可存儲(chǔ)70K的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，共60個(gè)漢語(yǔ)詞匯。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(pán)服務(wù)程序六大模塊。下面對(duì)各部分模塊作介紹。3.1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(chē)起價(jià)和單價(jià)的初始化、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開(kāi)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。其程序流程如主程序流程圖所示。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(guò)起價(jià)公里數(shù)。若已超過(guò)，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來(lái)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(lái)。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開(kāi)關(guān)沒(méi)有送來(lái)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(guò)程。3.2定時(shí)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)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。其程序流程如定時(shí)中斷服務(wù)程序圖所示。3.3里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)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)，就有程序?qū)?dāng)前總額，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。其程序流程如定時(shí)中斷服務(wù)程序圖所示。3.4中途等待中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)當(dāng)在計(jì)數(shù)狀態(tài)下霍爾開(kāi)關(guān)沒(méi)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)。3.5顯示子程序服務(wù)程序設(shè)計(jì)由于是分屏顯示數(shù)據(jù)，所以就要用到2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）。3.6鍵盤(pán)服務(wù)程序設(shè)計(jì)鍵盤(pán)采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)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。其程序流程如圖所示.單價(jià)［白天1里程汁蘊(yùn)圖3-1程序設(shè)計(jì)流程圖系統(tǒng)測(cè)試4.1測(cè)試使用的儀器或軟件由于目前制作上的困難，該系統(tǒng)只作計(jì)算機(jī)仿真。仿真時(shí)我們采用VHDL對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。4.2出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表VHDL程序4.2.1模塊設(shè)計(jì)（1） 秒分頻模塊秒分頻模塊對(duì)頻率為240Hz的輸入脈沖進(jìn)行分頻，得到16Hz、15Hz、1Hz三種頻率。（2） 控制模塊控制模塊是系統(tǒng)的核心部分，對(duì)計(jì)價(jià)器的狀態(tài)進(jìn)行控制。（3） 計(jì)量模塊計(jì)量模塊完成計(jì)價(jià)、計(jì)時(shí)、計(jì)程功能。計(jì)價(jià)部分：當(dāng)出租車(chē)的起價(jià)為5元，當(dāng)里程小于3km時(shí)，按起價(jià)計(jì)算；當(dāng)里程大于3km時(shí)，按1.3元/km計(jì)算。等待時(shí)間累計(jì)超過(guò)2min時(shí)，按1.5元/min計(jì)算。計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)送入顯示譯碼模塊進(jìn)行譯碼，最后送至百元、十元、元、角為單位對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管上顯示。計(jì)時(shí)部分：計(jì)算乘客的等待累計(jì)時(shí)間。計(jì)時(shí)器的量程為59min，滿量程自動(dòng)歸零。計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)送入顯示譯碼模塊進(jìn)行譯碼，最后送至分為單位對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管顯示。計(jì)程部分：計(jì)算乘客所行駛的公里數(shù)。計(jì)程器的量程為99km，滿量程自動(dòng)歸零。計(jì)程數(shù)據(jù)送入顯示譯碼模塊進(jìn)行譯碼，最后送至以公里為單位對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管顯示。（4） 譯碼顯示模塊完成計(jì)價(jià)、計(jì)時(shí)、計(jì)程數(shù)據(jù)顯示。4.2.2VHDL程序設(shè)計(jì)--文件名：taxi.hd?！δ埽撼鲎馄?chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表。libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entitytaxiisport（clk_240:instd_logic; --頻率為240Hz的時(shí)鐘start:instd_logic; --計(jì)價(jià)使能信號(hào)stop:instd_logic; --等待信號(hào)fin:instd_logic; --公里脈沖信號(hào)

cha3,cha2,cha1,cha0:outstd_logic_vector(3downto0);--費(fèi)用數(shù)據(jù)--公里數(shù)據(jù)--等待時(shí)間km1,km0:outstd_logic_vector(3downto0);min1,min0:outstd_logic_vector(3downto0));endtaxi;architecturebehavoftaxiiskm1,km0:outstd_logic_vector(3downto0);min1,min0:outstd_logic_vector(3downto0));endtaxi;architecturebehavoftaxiissignalf_15,f_16,f_1:std_logic;signalsignalsignalsignalsignalsignalsignalsignalsignalbeginq_16:integerrange0to14;q_1:integerrange0to239;w:integerrange0to59;c3,c2,c1,c0:std_logic_vector(3downto0);k1,k0:std_logic_vector(3downto0);m1:std_logic_vector(2downto0);m0:std_logic_vector(3downto0);--頻率為--頻率為15Hz,16Hz,1Hz的信號(hào)--分頻器--分頻器--分頻器--秒計(jì)數(shù)器--制費(fèi)用計(jì)數(shù)器--公里計(jì)數(shù)器--分的十位計(jì)數(shù)器--分的個(gè)位計(jì)數(shù)器--使能信號(hào)feipin:process(clk_240,start)beginifclk_240'eventandclk_240='1'thenif start='0'q_15<=0;q_16<=0;f_15<='0';f_16<elseifq_15=15thenq_15<=0;f_15<='1';='0';fthen1<='0';f<='0';-』匕IF語(yǔ)句得到頻率為15Hz的信號(hào)elseq_15<=q_15+1;f_15<='0';endif;ifq_16=14thenq_16<=0;f_16<='1';--此IF語(yǔ)句得到頻率為16Hz的信號(hào)elseq_16<=q_16+1;f_16<='0';endif;ifq_1=239thenq_1<=0;f_1<='1';--此IF語(yǔ)句得到頻率為1Hz的信號(hào)elseq_1<=q_1+1;f_1<='0';endif;ifen1='1'thenf<=f_15;--此IF語(yǔ)句得到計(jì)費(fèi)脈沖felsifen0=’1'thenf<=f_16;elsef<='0';endif;endif;endif;endprocess;process(f_1)beginiff_1'eventandf_1='1'thenifstart='0'thenw<=0;en1<='0';en0<='0';m1<=〃000〃；m0<=〃0000〃；k1<=〃0000〃；k0<=〃0000〃;elsifstop=1thenifw=59thenw<=0;ifm0="1001"thenm0<="0000";ifm1<="101"thenm1<="000";elsem1<=m1+1;endif;elsem0<=m0+1;endif;ifm1&m0>〃0000001〃thenen1<='1';elseen1<='0';endif;elsew<=w+1;en1<='0';endif;elsiffin='1'thenifk0二〃1001〃thenk0<=〃0000〃；ifk1二〃1001〃thenk1<=〃0000〃；elsek1<=k1+1;endif;elsek0<=k0+1;endif;ifk1&k0>〃00000010〃thenen0<='1';elseen0<='0';endif;elseen1<='0';en0<='0';endif;cha3<=c3;cha2<=c2;cha1<=c1;cha0<=c0;km1<=k1;km0<=k0;min1<='0'&m1;min0<=m0;--此IF語(yǔ)句完成等待計(jì)時(shí)--此IF語(yǔ)句完成分計(jì)數(shù)--此IF語(yǔ)句得到en1使能信號(hào)--此IF語(yǔ)句完成公里脈沖計(jì)數(shù)--此IF語(yǔ)句得到en0

使能信號(hào)--費(fèi)用數(shù)據(jù)輸出--公里數(shù)據(jù)、分鐘數(shù)據(jù)輸出endif;endprocess;process(f,start)beginifstart='0'thenc3<=〃0000〃；c2<=〃0001〃；c1<=〃0000〃；c0<=〃0000〃;elsiff'eventandf='1'thenifc0二〃ifc0二〃1001〃thenc0<=〃0000〃;-』匕IF語(yǔ)句完成對(duì)費(fèi)用的計(jì)數(shù)ifc1二〃1001〃thenc1<=〃0000〃;ifc2=〃1001〃thenc2<=〃0000〃；ifc3<=〃1001〃thenc3<=〃0000〃;elsec3<=c3+1;endif;elsec2<=c2+1;endif;elsec1<=c1+1;endif;elsec0<=c0+1;endif;endif;endprocess;endbehav;4.3 出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表模塊原理圖符號(hào)?>clk_240 cha()[3..OJHnchai[3..0Jastartcha2[3..OJ仁stopcha3[3..0Jkm()[3..()Jkm1L3..OJmin0|3..0|minI[3..0Jstop圖4-1 出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表模塊原理圖符號(hào)圖4.4程序仿真圖圖4-2為出租計(jì)價(jià)器程序仿真全圖IIIIILknmnhuMIMImlknmnhuMIMIml圖4-4為出租計(jì)價(jià)器程序仿真圖