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单片机课程设计 出租车计价器.doc
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单片机课程设计 出租车计价器
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简易出租车计价器设计
简易出租车计价器
摘 要:介绍了一种以单片机为核心的多功能出租车计价器,
该计价器采用单CPU结构,具有计量功能、掉电保护功能、语音
功能等。文中阐述了系统的硬件及软件结构。
关键词:出租车计价器 单片机 多功能
第1节 引 言
汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则,它是出租车行业发展的重
要标志,是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好
性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。
因此,汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。
电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大,用到的器件多,
造成故障率高,难调试,对于模式的切换需要用到机械开关,机械开关时
间久了会造成接触不良,功能不易实现。为此我们采用了单片机进行设计,
相对来说功能强大,用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实
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易而举的实现。避免了机械开
关带来的不稳定因素。
随着生活水平的提高,人们已不再满足于衣食住的享受,出行的舒适已受
到越来越多人的关注。于是,出租车行业以低价高质的服务给人们带来了
出行的享受。但是总存在着买卖纠纷困扰着行业的发展。而在出租车行业
中解决这一矛盾的最好方法就是改良计价器。用更加精良的计价器来为乘
客提供更加方便快捷的服务。
现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器,所以计价器技术的
发展已成定局。而部分小城市尚未普及,但随着城市建设日益加快,象征
着城市面貌的出租车行业也将加速发展,计价器的普及也是毫无疑问的,
所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的。
1.1 出租车计价器概述
本电路以 89S51 单片机为中心、附加 A44E 霍尔传感器测距,实现对
出租车计价统计,采用 AT24C02 实现在系统掉电的时候保存单价和系统
时间等信息,输出采用 8 段数码显示管。本电路设计的计价器不但能实现
基本的计价,而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价,同时在不
计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。
1.2 本设计任务
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简易出租车计价器设计
1.2.1 设计任务
设计简易出租车计价器
1.2.2 课程设计目的
«微机原理与接口技术»是一门实践性和实用性都很强的课程,学习的
目的在于应用。本课程设计是配合“微机原理与接口技术”课堂教学的一
个重要的实践教学环节,它能其到巩固课堂和书本上所学知识,加强综合
能力,提高系统设计水平,启发创新思想的效果。我们希望每个学生都能
自己动手独立设计完成一个典型的微机应用小系统。
1.2.3 课程设计内容
㈠ 系统功能任务要求
1)自动记录(日、夜)单价、总额、里程、耗时
2)按十进制显示以上数据
3)全部采用 LED 显示
4)有语音播放提示
㈡ 系统设计说明
1)可以自增系统功能
2)允许用 MSC-51 系列或 8086 系列
3)系统程序采用汇编或 C 语言编程
4)硬件原理图采用电子 CAD 绘制
1.3 系统主要功能
本课程设计所设计的出租车计价器的主要功能有:数据的复位、白天
/晚上转换、数据输出、计时计价、单价输出及调整、路程输出、语音播
报数据信息、实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息等功能。
输出采用8 段数码显示管。本电路设计的计价器不但能实现基本的计价,
而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价,同时在不计价的时候还
能作为时钟为司机同志提供方便。
第 2 节 计价器硬件设计
本系统的硬件设计主要包括单片机AT89S51、数据显示部件、A44E霍
尔传感器电路、AT24C02 掉电存储单元的设计、里程计算及计价单元的设
计。在硬件设计过程中,充分利用各部件的功能,实现多功能的出租车计
价器设计。
2.1 系统的硬件构成及功能
它由以下几个部件组成:单片机 AT89S51、总金额及单价显示部件、
键盘控制部件,AT24C02 掉电存储控制、里程计算单元、串中显示驱动电
路等。
利用单片机丰富的IO端口,及其控制的灵活性,实现基本的里程计价
功能和价格调节、时钟显示功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大
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简易出租车计价器设计
的程度上扩展功能,而且还可以方便的对系统进行升级。具体电路参见“总
体电路图”。
2.2 AT89S51 单片机及其引脚说明
AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP
(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,
器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准
MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和
ISP Flash存储单元,具有很高性价比。
AT89S51 是一个有 40 个引脚的芯片,引脚配置如下图所示。
AT89S51引脚配置
键盘
控制
AT24CO2 掉电存储
里程计算单元
89S51
单片机
总金额
显示
串口显示驱动电路
单价
显示
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简易出租车计价器设计
AT89S51 芯片的 40 个引脚功能为:
VCC 电源电压。
GND 接地。
RST 复位输入。当 RST 变为高电平并保持 2 个机器周期时,将使
单片机复位。WDT 溢出将使该引脚输出高电平,设置 SFR AUXR 的
DISRTO 位(地址 8EH)可打开或关闭该功能。DISKRTO 位缺省为 RESET
输出高电平打开状态。
XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2 来自反向振荡放大器的输出。
P0 口 一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口。也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时,每位能驱动 8 个 TTL 逻辑门电路,对端口写“1”可作
为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分
时转换地址(低 8 位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。
在 Flash 编程时,P0 口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,
校验时,要求外接上拉电阻。
P1 口 一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 的输出缓冲级可
驱动(吸收或输出电流)4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部
的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为
内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。
Flash 编程和程序校验期间,P1 接收低 8 位地址。P1 口部分端口引脚及功
能如表 1 所示。
表 1 P1 口特殊功能
P1口引脚
特殊功能
P1.5
MOSI(用于ISP编程)
P1.6
MOSI(用于ISP编程)
P1.7
SCK(用于ISP编程)
P2 口 一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P1 的输出缓冲级可
驱动(吸收或输出电流)4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部
的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为
内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。
在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器时,P2 口送出高 8
位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器时,P2 口线上的内容在整
个访问期间不改变。Flash 编程和程序校验期间,P2 亦接收低 8 位地址。
P3 口 一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P3 的输出缓冲级可
驱动(吸收或输出电流)4 个 TTL 逻辑门电路。对 P3 口写“1”时,它们
被内部的上拉电阻把拉到高电并可作输入端口。作输入端口使用时,被外
部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流(IIL)。P3 口除了作为一般的 I/O 口
线外,更重要的用途是它的第二功能,如表 2 所示。P3 口还接收一些用于
Flash 闪速存储器编程和程序校验期间的控制信号。
表 2 P3 口特殊功能
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