出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)總報(bào)告剖析

1、課題名稱：出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)目錄（一）、課題設(shè)計(jì)任務(wù)： 2課題內(nèi)容簡介2課題設(shè)計(jì)目的2課題設(shè)計(jì)要求2課題設(shè)計(jì)方案簡述3（二）、方案設(shè)計(jì)4（三）、硬件部分4一. 單片機(jī)控制處理部分4二電機(jī)控制電路7三. 語音電路8四. LCD顯示電路10五. 鍵盤掃描電路11六：霍爾傳感器11七、整機(jī)電路圖：12（四）、軟件部分流程圖（程序見附錄） 13一、 總體程序流程圖13二、計(jì)速計(jì)程模塊的原理 13三、語音播放模塊原理 14（五）、參考文獻(xiàn)14附錄1:程序清單15（七）、總結(jié)與體會24（一）、課題設(shè)計(jì)任務(wù):課題內(nèi)容簡介系統(tǒng)功能：當(dāng)按下計(jì)費(fèi)鍵（鍵 C）后，系統(tǒng)將輸入的電動機(jī) 速度信號濾波、整形后，得到脈

2、沖信號。將此脈沖信號接入單片 機(jī)AT89C52的I/O 口，測出當(dāng)前出租車的運(yùn)行速度。按下計(jì)費(fèi)鍵 后，出租車處在計(jì)費(fèi)過程中；當(dāng)按下結(jié)賬鍵（鍵D）后，出租車計(jì)費(fèi)過程停止。單片機(jī) AT89C52根據(jù)采集到的速度信號以及時(shí)間 信號計(jì)算出出租車已運(yùn)行的公里數(shù)，并根據(jù)起步價(jià)、單價(jià)等因素 計(jì)算出應(yīng)繳的費(fèi)用（初始計(jì)費(fèi)起步價(jià) 5元，3公里內(nèi)不加價(jià)；超 過3公里，每公里單價(jià)乘以超過的公里數(shù)，再加起步價(jià)就為應(yīng)繳 費(fèi)用），然后通過 AT89C52的 I/O 口控制液晶顯示模塊JHD162A 并及時(shí)顯示單價(jià)、公里數(shù)、費(fèi)用數(shù)。白天和晚上收費(fèi)單價(jià)的切換 由軟件來完成。出租車到站后，按下計(jì)費(fèi)鍵，語音提示應(yīng)繳費(fèi)用。 系統(tǒng)經(jīng)過

3、升級后，可以由鍵盤控制加減速，并將控制信號傳給步 進(jìn)電機(jī)，以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這樣，整個(gè)系統(tǒng)的綜合性將近課題設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)涉及到了模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 和調(diào)試，單片機(jī)AT89C52的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和調(diào)試、無編碼鍵 盤的設(shè)計(jì)與調(diào)試、液晶顯示模塊 JHD162A調(diào)試、步進(jìn)電機(jī)控制模 塊設(shè)計(jì)和調(diào)試以及單片機(jī)的編程處理。課程設(shè)計(jì)可以達(dá)到檢測學(xué) 生對模擬電路、數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力外，還能讓學(xué)生快 速學(xué)習(xí)并運(yùn)用各種新器件，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的在給定要求情 況下進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試的技能。課題設(shè)計(jì)要求基本要求：1、輸入速度信號由信號發(fā)生器輸出一定頻率下的TTL信號來模擬，由單片機(jī) A

4、T89C52的I/O 口送入控制芯片。2、按下計(jì)費(fèi)鍵（鍵C）后，出租車處在計(jì)費(fèi)過程中；當(dāng)按下結(jié)賬鍵（鍵D）后，出租車計(jì)費(fèi)過程停止。3、 單片機(jī)根據(jù)輸入的速度信號測出當(dāng)前的速度， 并及時(shí)在液晶上示。4、單片機(jī)AT89C52根據(jù)計(jì)算出的速度和時(shí)間信息計(jì)算出已運(yùn)行 的公里數(shù)，并根據(jù)單價(jià)和起步價(jià)計(jì)算出應(yīng)繳的費(fèi)用，并及時(shí)顯 示單價(jià)、公里數(shù)、費(fèi)用數(shù)。5、 白天和晚上收費(fèi)單價(jià)的切換由編寫軟件來完成（白天1.2元/ 公里，晚上1.8元/公里）。提高要求：1、輸入的速度信號采用霍爾傳感器直接從步進(jìn)電機(jī)上取出， 不再采用信號發(fā)生器模擬的方式。2、按下結(jié)賬鍵后，邀請顧客給服務(wù)打分（0-5數(shù)字鍵），并 及時(shí)顯示出平均

5、滿意值（ 0表示極不滿意， 5表示 很滿意），單價(jià)、公里數(shù)、費(fèi)用總數(shù)等。3、設(shè)計(jì)語音提示模塊，按下計(jì)費(fèi)鍵，語音提示計(jì)費(fèi)開始，按 下“結(jié)賬”鍵，語音提示費(fèi)用總數(shù)。4、鍵盤的按鍵E為加速鍵，按鍵F為減速鍵，單片機(jī)接收到 按鍵信號后輸出控制信號，通過控制模塊來控制步進(jìn)電機(jī) 的加減速。軟件功能擴(kuò)展方面：1. 出租車運(yùn)行7公里后，單價(jià)自動調(diào)整為1.5元/公里；課題設(shè)計(jì)方案簡述1、速度信號輸入處理部分直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過霍爾傳感器將速度轉(zhuǎn)化為脈沖頻率信號， 通過I/O口進(jìn)入單片機(jī)。2、參數(shù)設(shè)置部分默認(rèn)當(dāng)前為白天單價(jià)；單片機(jī) AT89C52檢測到按鍵C,采用 延時(shí)防抖動后，跳入相應(yīng)的運(yùn)行計(jì)費(fèi)處理程序；當(dāng)單片機(jī)

6、 AT89C52檢測到按鍵D,采用延時(shí)防抖動后，跳入結(jié)賬部分 程序，停止計(jì)費(fèi)。3、數(shù)據(jù)處理部分采用單片機(jī) AT89C52的定時(shí)器1 （采用中斷方式）對出租車 運(yùn)行時(shí)間計(jì)時(shí)（以秒為單位），單片機(jī)的 T0 口計(jì)算出速度 參數(shù)，然后根據(jù)時(shí)間和速度計(jì)算出已運(yùn)行的公里數(shù)，再根據(jù)起步價(jià)和單價(jià)計(jì)算出應(yīng)繳的費(fèi)用。4、顯示部分通過 AT89C52的P0,P2 口控制液晶顯示模塊 JHD162A將顯 示單價(jià)和計(jì)算出的公里數(shù)、費(fèi)用數(shù)及時(shí)顯示。（二）、方案設(shè)計(jì)單片機(jī)控制處理部分89C52芯片介紹AT89C52是52系列單片機(jī)的一種，屬8位高檔單片機(jī)，它采 用CMO技術(shù)制造而成，具有集成度高、速度快、功耗低的特點(diǎn)， 較

7、之其他類型單片機(jī)在方面功能都有很大的提高。1 振蕩電路在89C52芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XI,其輸出端為引腳X2。只需要在片外通過X1和X2引腳跨接晶體 振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，振蕩器即可工作。振蕩電路原理 如圖所示。振蕩器的工作可以由PD位（特殊功能寄存器PCO中的一位）控制。 在P/D置1時(shí)，在振蕩器停止工作，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗工作狀態(tài)。如 圖所示，用晶振和電容構(gòu)成諧振電路時(shí)，電容的大小影響振蕩器振 蕩的穩(wěn)定性和起振的快速性，通常選擇 10-30PF左右。在設(shè)計(jì)電路 板時(shí)，晶振、電容等均應(yīng)盡可能靠近芯片，以減小分布電容，保證 振蕩器振蕩的穩(wěn)定性。2 復(fù)位電

8、路1 復(fù)位信號RST引腳上復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時(shí) 間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期（即兩個(gè)機(jī)器周期） 以上。整個(gè)復(fù)位電 路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號（RST送斯密 特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)周期的 S5P2時(shí)刻對斯密特觸發(fā) 器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。產(chǎn)生 復(fù)位信號的電路邏輯如圖所示。2 復(fù)位方式復(fù)位方式有上點(diǎn)上電復(fù)位、開關(guān)電路復(fù)位和上電-開關(guān)復(fù)位三種方式。本設(shè)計(jì)米用第三種方式。如下圖所示，單片機(jī) RESET引腳接復(fù)位電路，X1, X2外接晶 振電路為系統(tǒng)提供時(shí)鐘，P0 口接一個(gè)排阻來增強(qiáng)驅(qū)動能力，其上數(shù)據(jù) 分別送給顯示模塊

9、，語音模塊和電機(jī)控制模塊，P1 口控制鍵盤掃描電路的行和列，采用P2 口分別對其它模塊進(jìn)行控制，所測速度信號從 T0 管腳輸入，通過計(jì)數(shù)器0對它計(jì)數(shù)，另外，通過編寫單片機(jī)程序，進(jìn)行 運(yùn)行速度，時(shí)間，路程之間的運(yùn)算，進(jìn)而計(jì)算出費(fèi)用。電機(jī)控制電路DAC0832芯片介紹本設(shè)計(jì)DAC采用DAC0832它是八位D/A轉(zhuǎn)換芯片，由八位輸 入寄存器，八位DAC寄存器和八位D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。DAC0832勺輸出是電流型的，而在單片機(jī)的應(yīng)用中，需要采用 運(yùn)算放大器將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，故在此芯片后接一片 NE5532實(shí)現(xiàn)電流電壓之間的轉(zhuǎn)換，得到的DC-OUTB卩為輸出數(shù)字形式的電壓信號。本設(shè)計(jì)中DAC083

10、2T作在單緩沖方式，將/XFER和/CS接在一 起，由單片機(jī)的P2.4控制，單片機(jī)P0 口輸出的數(shù)據(jù)信息由芯片 的D0-D7引腳輸入進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。NE553芯片介紹：NE553內(nèi)部組成如下圖所示，它由兩個(gè)放大器組成，經(jīng)過比較放大輸出數(shù)字信號v-speed。NE553內(nèi)部組成框圖：FE, N. DB PackagesolttputbINVERTING INPUT &N0H-NVERT1NG WUT B語音電路PCip c】心-7LL-rlXJKCLKTftinrT-iFTT 1=T. A3TP： FLJLTTL 1TC JnJSIA U UT AITa D?1TWC rflzc VCC-Al5上

11、gISD1420芯片介紹1. ISD1420單片20秒高保真語音錄放ICISD1420為美國ISD公司出品的單片語音錄放電路。內(nèi)部電 路由振蕩器、語音存儲單元、前置放大電路、抗干擾濾波器和輸 出放大器組成。最小的錄放系統(tǒng)僅由一個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)喇叭、兩 個(gè)按鈕、一個(gè)電源和少數(shù)電阻電容組成。錄音內(nèi)容存入U(xiǎn)prom永久存儲單元，具有零功率信息存儲功能，這個(gè)獨(dú)一無二的方法是 借助于美國ISD公司的專利一一直接模擬存儲技術(shù)（DASTTM實(shí) 現(xiàn)的。利用它，語音和音頻信號被直接存儲，以其原本的模擬形 式進(jìn)入EPROM存儲器。直接模擬存儲允許使用一種單片固體電路 方法完成其原本語音的再現(xiàn)，不僅語音音質(zhì)優(yōu)美，而且

12、具有斷電 語音保護(hù)功能。L2m4&各7 A-AA AA A A A（1）電路圖形符號及管腳功能說明UCCAUSDVSS ASP-SP + ANA I NPL A7 LFL A YERECRECLEDXCLKANAOUTH I CREFMICAGC21HV 420圖1電路圖形符號各管腳功能如下:名稱管腳功能名稱管腳功能A0A516地址ANAOUT21模擬輸出A6、A79、10地址（MSBANA IN20模擬輸入VCCD28數(shù)字電路電源AGC19自動增益控 制VCCA16模擬電路電源MIC17麥克風(fēng)輸入VSSD12數(shù)字地MIC REF18麥克風(fēng)參考 輸入VSSA13模擬地PLAYE24放音（邊沿觸

13、 發(fā)）SP+ -14、15喇叭輸出+、-REC27=r.錄曰XCLK26外接定時(shí)器 （可選）RECLED)25發(fā)光二極管 接口NC7、&11、22空腳PLAYL23放音（電平觸 發(fā)）四. LCD顯示電路管腳控制叫7 CON1FIGURATION1345678910111213141516VSSVEERSR-WEDBODB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7LED*LED.!對LCD的顯示操作，以及屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編 程來實(shí)現(xiàn)的，LCD控制器的指令系統(tǒng)規(guī)定：在待送顯示字符代碼 的指令之前，先要送顯示數(shù)據(jù)寄存器的地址。五鍵盤掃描電路89C52與鍵盤的接口電路，P1.0P1.3作鍵盤的

14、行掃描輸出 線，P1.41.7作列檢測輸入線，掃描程序查詢內(nèi)容如下：單片機(jī)向行掃描線輸出全0掃描碼F0H然后從列檢測線讀 入列信號，只要有一列不為1,即P1 口不為F0H則表示有鍵按 下；接著進(jìn)行逐行掃描，單片機(jī)將讀到的信號取反，P1.41.7中為1的位即為鍵所在的列號；對所得的行列號譯碼得到鍵值；防 抖動處理：當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，不立即進(jìn)行逐行掃描，而是延時(shí) 后再進(jìn)行。鍵盤掃描子程序的源代碼見附錄。六：霍爾傳感器 霍爾傳感器通過電磁感應(yīng)，反映出步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。將霍爾傳感 器接于電路板中12V電壓上，信號輸出端與單片機(jī)14管腳相連。 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，由于磁鐵的轉(zhuǎn)動，便使霍爾傳感器輸出TTL電平 其

15、基本電路圖為:棕 +12V電阻黑（信號）藍(lán)-12V七、整機(jī)電路圖:（四）、軟件部分流程圖（程序見附錄）總體程序流程圖本系統(tǒng)程序用到了鍵盤掃描模塊，led顯示模塊，直流電機(jī) 控制模塊，計(jì)速計(jì)程模塊，計(jì)費(fèi)模塊和語音播放模塊。其中計(jì)速計(jì)程模塊是最關(guān)鍵的模塊，語音播放模塊是較難的 模塊。、計(jì)速計(jì)程模塊的原理:出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì) 語音播放模塊原理（五）、參考文獻(xiàn)1. 單片微機(jī)原理及應(yīng)用丁元杰主編機(jī)械工業(yè)出版社2. Protel99電路設(shè)計(jì)實(shí)用指南京輝熱點(diǎn)工作室 編著 人民郵電出版社3電子綜合設(shè)計(jì)課題匯編電子綜合設(shè)計(jì)課程組編 重慶大學(xué)出版社4偉福系列仿真系列的使用說明書5 匯編語言課程設(shè)計(jì)案例精編李珍

16、香 劉紅梅等編著 中國水利水電出版社6單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)馬忠梅等編著北京航空航天大學(xué)出版社7.C語言程序設(shè)計(jì)習(xí)題解析與應(yīng)用案例分析黃維通等編著清 華大學(xué)出版社附錄1:程序清單/注意事項(xiàng)：T/C必須停止工作(和關(guān)閉中斷才能付初值！)# include# include# include# define uchar unsigned char# define uint unsigned int# define ulong unsigned longdouble tempcost;bit apflag=0;float danjia;uchar key,flag;long tempadd;ul

17、onga=0,b=0,count0=0,count1=0,count2=0,speed=0,zhouchang=1,distance,cost,n,zon gfen,junfen;uchar dispspeed3=0,0,0,dispcost3=0,0,0,dispdist4=0,0,0,0;sbit playl=P2A2;sbit csda=P2Al;/鍵盤掃描程序開始void keyscan() uchar temp;uint i;P仁 0XFF;P仁 0XF0;while(P1=0XF0);for(i=1;i=5;i+)switch(i) case 1:P 1=0 XFE;key=0;

18、break;case 2:P1=0XFD;key=0;key+=4; break;case 3:P1=0XFB;key=O;key+=8; break;case 4:P1=0XF7;key=O;key+=12; break;case 5:i=0; break;temp=P1;temp|=OXOF;switch(temp) case 0XEF: key+=0; i=40; break;case 0XDF: key+=1; i=40; break;case 0XBF: key+=2; i=40; break;case 0X7F: key+=3; i=40; break;P仁 0XF0;while(

19、P1!=0XF0);松開鍵盤再顯示數(shù)/鍵盤掃描程序結(jié)束開始/led 的準(zhǔn)備程序，里面包含lcd 顯示初試化等子函數(shù)/sbit dc=P2A4; /*P2.0 LCD的RS 21*/sbit rw=P2A5; /*P2.1 LCD的R/W 22*/sbit cs=P2A6; /*P2.4 LCD的E 25*/sfr lcdbus=0x80; /*p0LCD數(shù)據(jù) D0=P0.0*/unsigned int sys10mscounter;/unsigned char syslimitcounter;void soft_nop()void soft_10ms()/*12MHZ提供 10MS 軟件延時(shí)

20、*/ register int i; /使用CPU內(nèi)部寄存的變量for(i=0;i711;i+);void soft_20ms()/*12MHZ提供 20MS 軟件延時(shí) */ soft_10ms();soft_10ms();/bit Icdusing1,lcdusing2;bit lcd_checkbusy()/* 檢查 LCD 忙*/ register Icdstate;dc=O; /*dc=1為數(shù)據(jù)，=0 為命令.*/rw=1; /*rw=1為讀,=0 為寫.*/cs=1; /*cs=1選通.*/soft_nop();lcdstate=lcdbus;cs=0;return(bit)(lcd

21、state&0 x80);寫LCD命令*/void lcd_wrcmd(unsigned char lcdcmd) /* /lcdusing1=1;while(lcd_checkbusy(); lcdbus=lcdcmd;dc=0; /*dc=1為數(shù)據(jù),=0 為命令.*/rw=0; /*rw=1為讀,=0 為寫.*/cs=1; /*cs=1選通.*/soft_nop();cs=0;lcdbus=0xff;void lcd_wrdata(char lcddata) /*在當(dāng)前顯示位置顯示數(shù)據(jù)*/while(lcd_checkbusy(); lcdbus=lcddata;dc=1; /*dc=1為

22、數(shù)據(jù),=0 為命令.*/rw=0; /*rw=1為讀,=0 為寫.*/cs=1; /*cs=1選通.*/soft_nop();cs=0;lcdbus=0xff;void lednit()/*初始化 */ lcd_wrcmd(0x38); /* 設(shè)置 8 位格式,2 行,5*7*/lcd_wrcmd(0x0c); /*整體顯示，關(guān)光標(biāo)，不閃爍*/lcd_wrcmd(0x06); /*設(shè)定輸入方式，增量不移位*/lcd_wrcmd(0x01); /* 清除顯示 */void lcd_cls()/*清除顯示 */ lcd_wrcmd(0x01);void lcd_string(char *strpo

23、int) /* register i=0;while(strpointi!=0)lcd_wrdata(strpointi);i+;/lcd的準(zhǔn)備程序，里面包含/void delay2s()uint m;for(m=0;m250)tempadd=240;csda=0;P0=tempadd;csda=1;if(key=15) /F鍵控制減tempadd-=30;if(tempadd0)tempadd=0;csda=0;P0=tempadd;csda=1;if(key=13)break;csda=0;P0=0;csda=1;for(;)keyscan();if(key=13)EA=0;TR0=0;TR1=0;P0=0x70;playl=0;delay