单片机原理与应用技术课程设计报告.doc
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单片机原理与应用技术 课程设计报告 题目 基于单片机控制的出租车计价器 专业班级: 电气工程及其自动化 2009年3月6日 基于单片机控制的出租车计价器任务书 一. 设计目的与要求 1.基本功能 (1)显示:可以显示 单价、里程、总金额。 (2)停车计费功能:中途因故停车超过5分钟后每分钟按当时单价的50%收费。 (3)自动分时计费功能:白天和夜间应能自动更换单价。 2.性能 里程误差小于2%。 3.扩展功能 (1)可增加时钟功能。 (2)可增加数据掉电保护功能。 二.计划完成时间 三周 (1)第一周完成软件和硬件的整体设计,同时按要求上交设计报告一份。 (2)第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。 (3)第三周完成软件和硬件的联合调试。 目 录 1 引言 1 2 总体设计方案 1 2.1 设计思路 1 2.1.1方案论证与比较 1 3 设计原理分析 2 3.1计价器的硬件设计 2 3.1.1单片机最小系统单元 2 3.1.2霍尔电路 3 3.1.3掉电存储单元单元电路 3 3.1.4显示单元电路设计 4 3.1.5 键盘电路 5 3.2计价器的软件设计 6 3.2.1主程序模块 6 3.2.2外部计数中断(计程计价程序) 6 4 结束语 7 参考文献 8 附录 9 整体电路图 9 源程序 10 基于单片机控制的出租车计价器 摘要:随着出租车行业的发展,出租车行业已经是城市交通的重要组成部分,从加强行 业管理以及减少与乘客的纠纷出发,以单片机为核心的智能出租车计价系统的开发就显得 尤其重要。本设计采用AT89S51单片机为主控器,A44E霍尔传感器测距,实现对出租车的 多功能的计价设计,输出采用8段数码显示管。 本设计是以单片机AT89S51为核心,通过外围及附属电路来实现的。该系统满足计程、 计时、计费、存储等多种计量功能为一体的出租车计价器的实用要求。给出了硬件电路 图及主程序流程图,阐述了软硬件设计过程中关键技术的处理。 关键词:计价器 单片机AT89S51 1 引言 出租车计价器是根据用户的实际情况而自动显示用车费用的自动化仪表。仪表根据用 车起价、行车里程计费及中途等待时间计费三项求得客户用车的乘车里程及总费用,最 终通过数码管显示出来。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 起步费用:由用户设定起步价保存在电路中,传感器检测到的行车里程在起价费用里 程以内,就关闭行车里程计费程序,显示器一直显示起价费。当行车里程超过了起价费 用里程,行车里程计费程序才启动计费。 行车里程计费:通过传感器将汽车的行驶距离送入处理电路,然后换算成行车里程, 根据行车里程和已设定的单价计算出所需的行车费用,将这个费用送入总费用显示缓冲 区。 等待计费:在路途中,传感器检测到汽车停了下来,这时候就要启动等候计费程序中 途因故停车超过5分钟后每分钟按当时单价的50%收费。 整个行车过程中的总费用=起步价+行车费用+等候费,这个费用在总费用显示缓冲区 完成求和之后通过显示器显示出来,客户能够直观明了的查看出来,十分方便。 2.1.1方案论证与比较 在设计时对以下两种方案进行了论证: 方案一:使用传统的数字电路和模拟电路来完成设计要求。在使用数模电来实现时, 由于该系统比较大,整体电路不容易实现。整体电路的规模较大,用到的器件多,造成 故障率高,难调试。 方案二:使用单片机来完成设计要求。单片机功能强大,用硬件和软件相结合可以很 容易的实现设计要求,且灵活性强,可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计 费模式的切换,通过软件编程就可以轻而易举的实现。总体设计框图1如下所示。 图1总体设计框图 3 设计原理分析 3.1计价器的硬件设计 3.1.1单片机最小系统单元 AT89S51提供以下标准功能:4K字节闪速存储器,128字节RAM,32根I/O引线,两个1 6位定时器/计数器,五个中断源,两个中断优先级,一个全双工串行口,一个精密模拟 比较器以及片内振荡器和时钟电路。此外,AT89C51是用可降到0频率的静态逻辑操作设 计的并支持两种可选的软件节电工作方式。空闲方式停止CPU工作但允许RAM,定时器/计 数器,串行口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止所有 其它部件的工作直到下一个硬件复位。AT89S51片内的Flash ROM允许在系统内改变编程序或常规的非易失性存储器编程器来编程。 单独的单片机是不能够工作的,它需要配合外围电路才能实现各种控制。单片机最小 系统电路由AT89S51单片机、时钟电路和位电路组成,是整个电路的主要部分。 时钟电路用来产生一个时钟信号,这个时钟信号是控制单片机内各运算器、控制器、 存储器进行工作的一个时钟基准。时钟部分采用外接晶体振荡电路,在AT89S51的18和1 9脚外接6MHz
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