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出租车计价器单片机c语言.pdf
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出租车计价器单片机c语言.pdf
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毕业设计
第 页
I
一、设计目的
了解和掌握掉电存储芯片 AT24C02、霍尔传感器 A44E、数码管、驱动芯片 74LS245等
外部接口芯片器件的应用。
二、主要设计内容
实现出租车行驶里程和总金额的显示,预设起步价和起步公里数;实现清零、复位和
掉电保护功能;实现对单价的调整。
三、重点研究问题
(1)按下启动按键,显示起步里程与起步价。
(2)按模拟传感器信号的按键,显示行驶里程与总金额。
(3)按键控制清零、复位、掉电保护、调整预设单价。
(4)在软件中实现起步价,单价。
四、主要技术指标
(1) 数码管显示起步里程、单价,总里程、总金额。
(2) 用按键控制清零、复位、掉电保护、调整预设单价。
五、设计成果要求
(1) 源程序通过编译、运行
(2) 软件烧录单片机硬件进行调试,运行
(3) 实现所述功能
(4) 电路板焊接、检测
(5) 最终提交软硬件、设计说明书、外文翻译、毕业设计说明书等
毕业设计
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2
设计开题报告
题目名称
基于单片机的出租车计价器的设计
主
要
内
容
设计的主要内容是利用 51 单片机实现出租车计价器的功能。用数码管显
示行驶里程和总金额。并有清零,复位 , 掉电保护等功能。
1 驱动芯片的选用:
设计中我们采用 74LS245 作为数码管的驱动芯片,用来提高数码管显示
的亮度。
2 按键替代霍尔传感器的选用:
我们选用按键替代传感器,主要因为它接线简单,价格便宜,同时对它
的控制也是相对容易,易于实现的。
3 显示器件的选用:
本次设计采用 8 段集成数码管作为显示电路,以便于连线,使电路简明
易懂。数码管显示的稳定性虽不及液晶屏,但其价格比液晶屏便宜,由于本
设计简单,采用数码管显示较好。
4 掉电保护芯片的选用:
选用存储器芯片 AT24C02 组成掉电保护电路。
采取的主
要技术路
线或方法
一、单片机芯片:
AT89S51 单片机芯片采用 40 引脚的双列直插封装方式。 40 条引脚如下:
1、主电源引脚 Vss 和 Vcc
2、外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2
3、控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD,ALE/ PROG ,PSEN 和 EA /Vpp
4、输入 /输出引脚 P0.0 - P0.7,P1.0 - P1.7,P2.0 - P2.7,P3.0 - P3.7。
二、 74LS245 驱动芯片:
74LS245 是我们常用的驱动芯片,用来驱动 led 或者其他的设备。总线驱
动器 74LS245 经常用作三态数据缓冲器,它也是 8 路同相三态双向总线收发
器,可双向传输数据。
三、霍尔传感器:
霍尔传感器安装在车轮上,主要检测汽车行进的公里数,并产生一系列
相应的脉冲输出,脉冲送到单片机进行处理,单片机根据程序设定通过计算
脉冲数换算出行驶公里数, 再根据从 EEPROM 中读取的价格等相关数据进行
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金额的计算,计算出的金额、里程实时地显示在数码管上。本设计中采用按
键替代。
四、掉电保护电路:
AT24C02 是一个 CMOS 标准的 EEPROM 存储器,掉电时能保存数据。
五、显示电路:
显示电路采用的是三位一体共阴数码管显示。
预期的成
果及形式
上电时显示全为零,通过按下启动按键来开始计价,数码管开始显示起
步价和起步金额;按下模拟开关按键来产生一个脉冲信号,模拟行驶的里程;
计算应付金额;按下停止按键,停止计价,数码管显示所走总里程和用户所
需付总金额;按下清零按键,数码管全显示零,以备下次计价。单片机断电
后,数码管显示数据不丢失。
本电路以 AT89S51单片机为中心,附加 A44E霍尔传感器测距(本电路中用模拟开关
替代),实现对出租车计价,采用 AT24C02 实现在系统掉电的时候保存单价,输出采用 8
段数码显示管,显示行驶总里程和总金额。
模拟出租车计价器设计: 进行里程显示, 预设起步价和起步公里数; 行程按全程收费,
有复位功能和启动功能,启动后,开始计价。我们采用单片机进行设计,可以用较少的硬
件和适当的软件相互配合来实现设计要求,且灵活性强,可以通过软件编程来完成更多的
附加功能 , 应用前景广阔。
关键字: 出租车计价器 AT89S51 单片机 A44E 霍尔传感器 断电保存 8 段数码显示管
第 1 章 绪 论
1.1 课题背景
我们知道, 只要乘坐的出租车启动, 随着行驶里程的增加, 就会看到司机旁边的计价器里程数字显
示的读数从零逐渐增大,而当行驶到某一值时(如 2KM )计费数字显示开始从起步价(如 4 元)增加。
当乘客到站时,按下停止按键,计费数字显示总里程和总金额,它可以很直观的反映用户使用情况。
1.2.2 主要设计内容及基本要求
利用 AT89S51单片机,设计简单的出租车计价器。在出租车计价器的总体设计中,我
主要负责出租车计价器硬件设计。 其中主要的外围功能电路有: 驱动电路, 按键控制电路,
掉电保护电路,时钟部分,数码管显示电路等。通过对以上各功能的设计,制作出的出租
车计价器应具有以下功能:上电时显示全为零,通过按下启动按键来开始计价,数码管开
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始显示起步价和起步金额;按下模拟开关按键来产生一个脉冲信号,模拟行驶的里程;数
码管开始显示所走里程和所应付的金额,并逐渐增加;按下停止按键,停止计价,数码管
显示所走总里程和用户所需付总金额,按下清零按键,数码管全显示零,以备下次计价。
方案二
:
设计采用 AT89S51 单片机为主控器,以 A44E 霍尔传感器测距(按键替代) ,
实现对出租车的基本的计价设计,并采用 AT24C02 实现在系统掉电的时候保存单价等信
息,输出采用 8 段数码显示管。利用单片机丰富的 I/O 端口,及其控制的灵活性,实现基
本的计价功能。系统结构图如下:
1.1 系统结构图
通过比较以上两种方案,我们采用方案二实现出租车计价器的功能。本电路设计的计
价器能实现基本的计价功能,单片机计算总价的公式为:总价 =起步价 +单价 *(总里程 -起
步里程) +1。AT89S51作为一个单片微型计算系统,灵活性高,其强大的控制处理功能和
可扩展功能设计电路提供了很好的选择。
第 2 章 系统硬件设计
2.1 硬件设计说明
单片机是单片微型计算机的简称,单片机以其卓越的性能,得到广泛的应用,已经深
入到各个领域。 在这次设计中, 我们用到 P0口和 P2 口,P0 口为 8 位三态 I/O 口, 此口为地
址总线及数据总线分时复用; P2 口为 8 位准双向口 , 与地址总线高八位复用; P0 口和 P2
口都有一定的驱动能力 ,P0 口的驱动能力较强。
设计中 , 为了能够让数码管更好的正常显示,我们采用了驱动电路来驱动。在本次硬
件设计中,我们考虑采用芯片 74LS245来驱动数码管显示。
按
键
控
制
89S51
单
片
机
复位电路
掉电保护
时钟电路
显示模块
显示总里程和总金额
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设计电路时,考虑到用里程(霍尔)传感器价格昂贵,且不便于试验检测,在设计中
采用一个模拟开关来代替。模拟开关一端接在 P3.4 口,另一端接地,通过来回高低电平
的变化,每按两次,对应的里程数加一。通过在程序中设置的里程和金额的信息,在加上
驱动电路的设计,就可以在数码管上分别显示总金额和总里程。
在显示方面,可以用液晶显示,也可以用数码管进行显示。由于在这次设计中只需要
显示里程和金额信息,我们采用数码管进行显示。这样既节约了成本,又可以达到显示的
目的。同时为了减少硬件的复杂度,我们采用了动态显示方式,选用了共阴极数码管。为
了焊接方便,我们选用了集成在一起的数码管。
我们还设计了控制按键,能够很好的对出租车计价器控制 , 如启动 / 停止按键,清零按
键等。
2.2 AT89S51 单片机简介
AT89S51 具有如下特点: 40 个引脚, 4k Bytes Flash片内程序存储器, 128 bytes的随
机存取数据存储器( RAM ),32 个外部双向输入 /输出(I/O)口,5 个中断优先级 2 层中断
嵌套, 2 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口,看门狗( WDT )电路,片内
时钟振荡器。
P0口有二个功能:
1、外部扩展存储器时,当做数据 / 地址总线。
2、不扩展时,可做一般的 I/O 使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接
上拉电阻。
P1口只做 I/O 口使用:其内部有上拉电阻。
P2口有两个功能:
1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用。
2、做一般 I/O 口使用,其内部有上拉电阻。
P3 口有两个功能:除了作为 I/O 使用外(其内部有上拉电阻) ,还有一些特殊功能,由特
殊寄存器来设置。
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