出租車計價器系統(tǒng)完整版

1、精品好資料學(xué)習(xí)推薦智能電子產(chǎn)品設(shè)計與制作課 程 設(shè) 計（論文）題 目: 出租車計價器系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 院： 電氣與電子信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱：學(xué) 號：學(xué)生姓名：同組成員：指導(dǎo)教師：教師評語：等級課設(shè)時間： 2011年5月23日2011年6月10日目錄一設(shè)計目的2 二設(shè)計要求 2三系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2四功能模塊設(shè)計 3五軟件設(shè)計 5六電路組裝與調(diào)試6七電路仿真7 八總結(jié)8八附錄 9出租車計價器課程設(shè)計一、設(shè)計目的隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分，從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少司機(jī)與乘客的糾紛出發(fā)，具有良好性能的計價器對出租車司機(jī)和乘客來說都是很必要的。而采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計的計價器整體電

2、路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試。而采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計，相對來說功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)設(shè)計要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。本設(shè)計采用AT89S52單片機(jī)為主控器，以紅外對管測轉(zhuǎn)速，對實(shí)際里程的模擬，實(shí)現(xiàn)對出租車的多功能的計價設(shè)計，并采用AT24C01實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時候保存單價等信息，輸出采用8段數(shù)碼顯示管。本電路設(shè)計的計價器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計價，而且還能根據(jù)白天，黑夜和中途等待來調(diào)節(jié)單價。二、設(shè)計要求出租車計價器根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時間的多少進(jìn)行計價,并在行程中同步顯示車費(fèi)值。從起步價開始，當(dāng)汽車程行駛未

3、滿3公里時，均按起步價計算。過3公里后,實(shí)現(xiàn)每1公里單價收費(fèi)，中間遇暫停時，計程數(shù)不再增加，開始計時收費(fèi)，測距收費(fèi)和測時收費(fèi)的和便構(gòu)成了一位乘客的車費(fèi)。同時，白天和夜晚價格不同，可以進(jìn)行切換。白天單價、夜晚單價、等待單價和起步價格都可通過獨(dú)立鍵盤進(jìn)行調(diào)節(jié)。（默認(rèn)起步價為5元/3公里，里程單價白天為1.5元/公里，夜晚為1.8元/公里，等待計時單價為0.5元/5分鐘）三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計的要求選擇實(shí)驗(yàn)的方案：采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計，相對來說功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)設(shè)計要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。設(shè)計采用AT89S51單片機(jī)為主控器，以紅

4、外對管和電機(jī)測轉(zhuǎn)速（按鍵替代），實(shí)現(xiàn)對出租車的基本的計價設(shè)計，并采用AT24C02實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時候保存單價等信息，輸出采用8段數(shù)碼顯示管，相對液晶顯示價格便宜，利用單片機(jī)豐富的I/O端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的計價功能。器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：四、功能模塊 1、單片機(jī)模塊Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT8

5、9S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。2、模擬里程原理圖測轉(zhuǎn)速原理圖紅外對管測轉(zhuǎn)速的電路圖采用外部中斷進(jìn)行計數(shù)，紅外對接管每受到一次發(fā)射管發(fā)來的紅外,就產(chǎn)生一次中斷,計

6、數(shù)器加1,計數(shù)超過1000次時,里程加1,計數(shù)清零,從新開始計數(shù).3、掉電保護(hù)模塊AT24C02存儲單元AT24C02是一個2K位串行CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有256個8位字節(jié)，CATALYST公司的先進(jìn)CMOS技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02有一個16字節(jié)頁寫緩沖器。該器件通過IIC總線接口進(jìn)行操作，有一個專門的寫保護(hù)功能。功能簡介AT24C02支持IC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議IC，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送

7、數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過器件地址輸入端A0、A1和A2可以實(shí)現(xiàn)將最多8個AT24C02器件連接到總線上。只有一片時，A0A1A2要接地。工作參數(shù)工作溫度工業(yè)級-55 +125 商業(yè)級0 +75 貯存溫度-65 +150 各管腳承受電壓-2.0 Vcc+2.0V Vcc管腳承受電壓-2.0 +7.0V 封裝功率損耗（Ta=25） 1.0W 焊接溫度(10 秒) 300 輸出短路電流100mA芯片圖封裝圖和引腳功能管腳名稱功能管腳名稱功能A0 A1 A2器件地址選擇SDA串行數(shù)據(jù)/地址SCL串行時鐘WP寫保護(hù)Vcc+1.8V 6.0V 工作電壓Vss地存儲單元電路原理圖4、鍵盤調(diào)整單元當(dāng)單價

8、等信息需要進(jìn)行修改時，就要用到鍵盤進(jìn)行修改。由于調(diào)節(jié)信息不多，故采用4個獨(dú)立鍵盤即可，分別實(shí)現(xiàn)清零、切換、增大、減小和功能等作用。S1：接P1.0口，對上一次的計費(fèi)進(jìn)行清零，為下次載客準(zhǔn)備S2：接P1.1口，實(shí)現(xiàn)白天和夜晚單價的切換；當(dāng)功能鍵S4按下時，S2可對數(shù)據(jù)進(jìn)行增大。S3：接P1.2口，當(dāng)功能鍵S4按下時，S3可對數(shù)據(jù)進(jìn)行減小。S4：接P1.3口，按1次，進(jìn)入調(diào)整白天單價；按2次，進(jìn)入調(diào)整夜晚單價；按3次，進(jìn)入調(diào)整等待單價；按4次，進(jìn)入調(diào)整起步價；按5次，返回。5、顯示單元顯示單元由7個8段共陽數(shù)碼管組成，采用動態(tài)掃描進(jìn)行顯示。前三個數(shù)碼管分別接P3.0、P3.1和P3.2，用于顯示總

9、金額；中間兩個分別接P3.4和P3.5，用于顯示里程；后邊兩個分別接P3.6和P3.7，用于顯示單價。數(shù)碼管顯示圖五、軟件設(shè)計（1）系統(tǒng)主程序 在主程序模塊中，需要完成對各參量和接口的初始化、出租車起價和單價的初始化以及中斷、計算、循環(huán)等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器和價格寄存器，并對它們進(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、清除、計程和計價等不同的操作。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行起來時，就啟動計價，根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計算和判斷行駛里程是否已超過起步價公里數(shù)。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價數(shù)和起步價數(shù)來計算出當(dāng)前的總金額，并將結(jié)果存于總

10、金額寄存器中；中途等待時，無脈沖輸入，不產(chǎn)生中斷，當(dāng)時間超過等待設(shè)定值時，開始進(jìn)行計時，并把等待價格加到總金額里，然后將總金額、里程和單價送數(shù)碼管顯示出來。程序流程如圖（2）里程計數(shù)中斷程序每當(dāng)紅外接收端輸出一個低電平信號就使單片機(jī)中斷一次，當(dāng)里程計數(shù)器對里程脈沖計滿1000次時，進(jìn)入里程計數(shù)中斷服務(wù)程序中，里程變量加一。主函數(shù)中總金額也相應(yīng)地變化。（3）中途等待中斷程序在中途等待中斷程序中，每1ms產(chǎn)生一次中斷，將當(dāng)前里程值送入某個緩存變量，每5分鐘將緩存變量中的值和當(dāng)前里程值比較，當(dāng)汽車停止，霍爾傳感器5分鐘沒有輸出信號，當(dāng)前里程值和緩存變量內(nèi)的值相同，則進(jìn)入等待計時，每5分鐘記一次價格。

11、（4）計算程序計算程序根據(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：總金額=起步價+（里程-3）*單價+等待時間*等待單價；否則，執(zhí)行公式：總金額=起步價+等待時間*等待單價。（5）顯示程序顯示程序利用定時器每1ms產(chǎn)生一次中斷，相應(yīng)變量置位，點(diǎn)亮一個數(shù)碼管，顯示一位數(shù)據(jù)，利用主函數(shù)內(nèi)的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)掃描顯示，同時根據(jù)數(shù)碼管余輝和人眼暫留現(xiàn)象，即可實(shí)現(xiàn)顯示。（6）鍵盤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。流程圖如圖鍵盤程序流程圖六、電路的組裝與調(diào)試先按照電路圖從小而且低的元器件開

12、始安裝，然后焊接然后依次焊接其他由小到大，由低到高的元器件，直到全部安裝完畢再次進(jìn)行電路檢測和調(diào)試調(diào)試時按照以下步驟進(jìn)行調(diào)試：1、調(diào)試動態(tài)顯示電路。查看數(shù)碼管是否顯示正常。2、調(diào)試AT24C02存儲單元。嘗試寫入讀出指定數(shù)據(jù)看是否符合要求。3、調(diào)試鍵盤控制電路。結(jié)合程序調(diào)試按鍵抖動，查看是否符合程序要求。4、整體調(diào)試。結(jié)合實(shí)際效果對程序進(jìn)行優(yōu)化七、電路的仿真八、總結(jié) 這次課程設(shè)計給我最大的啟迪就是，一定要對知識點(diǎn)熟悉并且十分熟練才有可能完全正確的做出自己的產(chǎn)品。協(xié)同工作很重要，一個人不可能很好的完成完整的項目。對于這次出租車計價器的，使我更加清晰的掌握單片機(jī)的各種功能，特別是外部中斷的應(yīng)用，還

13、有就是單片機(jī)對I/O口對數(shù)碼管的控制功能，通過對數(shù)碼管的動態(tài)掃描和鍵盤的防抖的綜合編程，能過很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。在實(shí)際的操作過程中還是遇到和很多問題，主要體現(xiàn)在對單片機(jī)外部中斷的的應(yīng)用理解的不夠深刻，以及在程序調(diào)用方面的欠缺，而導(dǎo)致功能不能完全實(shí)現(xiàn)；還有是關(guān)于默寫硬件應(yīng)用不夠了解，而在編程中出現(xiàn)了很大麻煩。通過最終的調(diào)試和苦想，以及同學(xué)的幫助下，還是解決了問題。通過這次課程設(shè)計，我最大的收獲就是自己的動手能力和獨(dú)立解決問題的能力得到了很大的提高，也充分體會到了自己設(shè)計東西的樂趣、學(xué)會查閱資料和對別人的東西融會變通的重要性，也明白了很多知識光靠趴在書本上學(xué)是學(xué)不到其中的精髓的，必須親自去試

14、著實(shí)踐，親自去經(jīng)歷才能對它們真正的掌握，凡事都要自己去動下手，去實(shí)踐一下，遇到困難，永遠(yuǎn)不要沮喪氣餒。在動手的過程中，不僅能增強(qiáng)實(shí)踐能力，而且在理論上可以有更深的認(rèn)識；這次設(shè)計給了我極大的鼓舞和信心，相信在以后的學(xué)習(xí)中可以通過不斷的摸索和實(shí)踐來提高其他方面的知識。九、附錄附錄1元器件清單：名稱數(shù)量AT89S52單片機(jī)111.0592M時鐘晶體122P瓷片電容2輕觸開關(guān)622uF電解電容11K電阻84.7K電阻29015三極管8共陽四合一2AT24C010外部EEPROM1電機(jī)1紅外對管1導(dǎo)線若干附錄2：原理圖附錄三PCB和源程序附錄四實(shí)物圖附件3實(shí)物圖模擬計程車起步：實(shí)物圖：單價里程金額模擬行

15、駛3km內(nèi)：模擬行駛4km后附件 五系統(tǒng)源程序Include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define delayNOP(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();uchar code table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;sbit exter=P33; /外部中斷sbit key0=P10; /清零sbit key1=P11; /切換/+sbit key2=P12; /-sbit ke

16、y3=P13; /功能鍵sbit P3_0=P30; /數(shù)碼管各位控制sbit P3_1=P31;sbit P3_2=P32;sbit P3_4=P34;sbit P3_5=P35;sbit P3_6=P36;sbit P3_7=P37; sbit SDA=P23; /IIC引腳sbit SCL=P22;uint inter,aa,bb,temp,temp1; /變量的定義uint zongjine,licheng,dengdai;uint key3num,qiehuantemp,delaytemp;uchar danjia1,danjia2,danjia3,danjia,qibu;void

17、delay(unsigned char t) unsigned char j,i; for(i=0;it;i+) for(j=0;j255;j+);void start() /IIC開始位 SDA = 1; SCL = 1; delayNOP(); SDA = 0; delayNOP(); SCL = 0; void stop() / IIC停止位 SDA = 0; delayNOP(); SCL = 1; delayNOP(); SDA = 1;void respons() /IIC應(yīng)答位 uchar i; SCL=1; delayNOP(); while(SDA=1)&(i250) i+;

18、 SCL=0; delayNOP(); uchar read_byte() / 從EEPROM讀到MCU uchar i,j; for(i=0;i8;i+) SCL=1; j=1; j|=SDA; SCL=0; return(j);void write_byte(uchar date) / 從MCU寫到EEPROM uchar i,temp; temp=date; for(i=0;i8;i+) temp=temp1; SCL=0; delayNOP(); SDA=CY; delayNOP(); SCL=1; delayNOP(); SCL=0; delayNOP(); SDA=1; delay

19、NOP();void write_data(uchar addr, uchar date) / 在指定地址addr處寫入數(shù)據(jù)date start(); write_byte(0xa0); respons(); write_byte(addr); respons(); write_byte(date); respons(); stop(); uchar read_data(uchar addr) / 在指定地址addr讀取數(shù)據(jù) uchar date; start(); write_byte(0xa0); respons(); write_byte(addr); respons(); start(); write_byte(0xa1); respons(); date=read_byte(); stop(); return date; void display(uint zongjine0,uint licheng0,uint danjia0) uchar z; uint jbai,jshi,jg