市內(nèi)出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)

1、南 京 理 工 大 學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告作 者:姚春桂學(xué) 號(hào)：0608190146學(xué)院(系):動(dòng)力工程學(xué)院專 業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化題 目:市內(nèi)出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)申請(qǐng)面試指導(dǎo)教師： 葛 龍 2008 年 12 月 24 日1 需求分析隨著國(guó)內(nèi)城市化的加快，人民生活水平的不斷提高，作為市內(nèi)最快捷方便的交通工具出租汽車，正越來(lái)越受到廣大普通百姓的青睞，越來(lái)越多的人會(huì)選擇搭乘出租車作為自己出行的方式，隨之而來(lái)的是出租行業(yè)的蓬勃發(fā)展，因此出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)的使用數(shù)量也在不斷的增多，因此設(shè)計(jì)一款廉價(jià)且可以方便顯示行使路程及費(fèi)用的系統(tǒng)具有廣闊的市場(chǎng)前景。2 基本原理本出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)采用AT

2、89C51單片機(jī)作為核心處理器，通過(guò)編寫匯編程序輸入到單片機(jī)設(shè)置起步價(jià)、每公里計(jì)費(fèi)等固定參數(shù)及完成計(jì)程計(jì)費(fèi)的計(jì)算過(guò)程，在汽車底盤主軸上（或變速箱內(nèi)、轉(zhuǎn)軸齒輪上）裝一個(gè)反射型紅外發(fā)射接受對(duì)管JY043W，測(cè)出轉(zhuǎn)的圈數(shù)N后乘以車輪的周長(zhǎng)即為行程S。再根據(jù)起步價(jià)及每公里計(jì)費(fèi)價(jià)格即可計(jì)算出行程計(jì)價(jià)值。此外，通過(guò)手動(dòng)按鈕送給單片機(jī)一個(gè)外部中斷完成計(jì)費(fèi)的開始，通過(guò)發(fā)光二極管顯示有無(wú)乘客乘坐。計(jì)程及計(jì)價(jià)值通過(guò)數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示圖1出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3 硬件電路設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)位核心，配合路程計(jì)數(shù)裝置、外部中斷裝置、輸出顯示裝置等外圍電路組成整個(gè)

3、硬件電路。單片機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)并執(zhí)行程序，響應(yīng)外部中斷，輸出計(jì)程計(jì)價(jià)數(shù)碼。計(jì)數(shù)裝置通過(guò)裝載汽車主軸上的反射型紅外發(fā)射接受對(duì)管采集行駛路程信息。外部中斷裝置是一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，閉合開關(guān)啟動(dòng)計(jì)程計(jì)價(jià)，顯示裝置為6個(gè)7段數(shù)碼管，顯示信息從單片機(jī)的P1口及部分P2口輸出。其中計(jì)價(jià)值用4個(gè)數(shù)碼管依次顯示百元、十元、元及角，考慮到出租車主要在市區(qū)行駛，一般不會(huì)超過(guò)100千米，故計(jì)程值用2個(gè)數(shù)碼管依次顯示十千米和千米位。市內(nèi)出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)硬件電路通過(guò)Proteus7.1繪制如圖2所示圖2 市內(nèi)出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)電路原理圖市內(nèi)出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)硬件電路通過(guò)Protel99SE繪制如圖3所示圖3市內(nèi)出租車計(jì)

4、程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)電路原理圖市內(nèi)出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)硬件電路PCB印制電路板如圖4所示圖4 市內(nèi)出租車計(jì)程計(jì)價(jià)顯示系統(tǒng)PCB印制電路板PCB印制電路板模擬三維實(shí)物顯示如圖5及圖6所示圖5 PCB印制電路板模擬三維實(shí)物（正面）圖6 PCB印制電路板模擬三維實(shí)物（反面）4 軟件程序設(shè)計(jì)一開始，P2.7輸出高電平使燈D1（發(fā)光二極管）亮，并不斷檢測(cè)撥動(dòng)開關(guān)的狀態(tài)。當(dāng)有乘客上車時(shí)，接通開關(guān)，單片機(jī)檢測(cè)到P3.3為電平時(shí)使發(fā)光二極管熄滅，并開始計(jì)程計(jì)價(jià)。車輪每轉(zhuǎn)一圈，即向T0口輸入一個(gè)方脈沖。經(jīng)施米特觸發(fā)反相器74LS14整形反相后，其下降沿使單片機(jī)的定時(shí)器T0加1計(jì)數(shù)，由于出租車的車輪直徑為0.6366

5、m，因此車輪每轉(zhuǎn)一圈的行程為2.0m。T0每計(jì)125個(gè)數(shù)，相當(dāng)于汽車行駛了250m。 把T0設(shè)置為計(jì)數(shù)，模式2，用T0中斷，計(jì)數(shù)初值為（100H-125）=83H。汽車每行駛250m，T0計(jì)滿數(shù)溢出一次，使T0中斷，在T0中斷子程序中，使寄存器R1加1計(jì)數(shù)。R1每計(jì)4個(gè)數(shù)，相當(dāng)于汽車行駛了1千米，使30H單元中的行程S加1（用BCD碼加法）。因此行程S為R1/4千米。程序中 ，用片內(nèi)RAM30H存儲(chǔ)行程S的千米數(shù)（壓縮BCD碼，最大不超過(guò)99），另一方面用31H、32H單元存儲(chǔ)計(jì)價(jià)值的壓縮BCD碼，高字節(jié)放在32H單元存百元位與十元位；低字節(jié)放在31H單元，存元與角位。在T0中斷子程序中，判斷

6、若行程超過(guò)3千米，在T0每次中斷使R1加1時(shí)，即汽車每行駛250米，調(diào)用壓縮BCD碼加6角。然后調(diào)用壓縮BCD碼轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD碼的子程序BCDZH（BCD轉(zhuǎn)換），將30H32H單元中的BCD碼轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD碼，分別位于40H45H單元中。之后調(diào)用顯示字程序DISP將這些數(shù)據(jù)輸出顯示。主程序流程圖如圖7所示圖7 主程序流程圖源程序如下所示QDJ EQU 125 ；起步價(jià)12.5元（3千米內(nèi)）GLJ EQU 24 ；每公里價(jià)2.4元/千米（3千米以上）S EQU 30H ；行程存在30H單元中（壓縮BCD碼）JJDZJ EQU 31H ；計(jì)價(jià)值低字節(jié)，高位為元位，低位為角位JJGZJ EQ

7、U 32H ；計(jì)價(jià)值高字節(jié)，高位為百元位，低位為十元位SGW EQU 40H ；行程的個(gè)位（非壓縮BCD碼）SSW EQU 41H ；行程的十位（非壓縮BCD碼）JJJ EQU 42H ；計(jì)價(jià)值角位（非壓縮BCD碼）JJY EQU 43H ；計(jì)價(jià)值元位（非壓縮BCD碼）JJSY EQU 44H ；計(jì)價(jià)值十元位（非壓縮BCD碼）JJBY EQU 45H ；計(jì)價(jià)值百元位（非壓縮BCD碼） ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP T0INT ORG 001BH LJMP T1INTMAIN: MOV SP,#60H MOV DPTR,#TAB ；共陽(yáng)極段碼表 MOV T

8、MOD,#16H ；T1定時(shí)，模式1，T0計(jì)數(shù)，模式2，用T0、T1中斷 MOV TH0,#83H ；T0計(jì)數(shù)初值，每計(jì)125個(gè)數(shù)（相當(dāng)于250m）申請(qǐng)一次中斷 MOV TL0,#83H MOV TH1,#3CH ；T1定時(shí)0.1秒 MOV TL1,#0B0H MOV IE,#8AH ；開CPU及T0、T1中斷 SETB PT0 SETB P2.7 ；無(wú)乘客亮燈 MOV SGW,#00H ；將各顯示位清零，顯示熄滅碼 MOV SSW,#00H MOV JJJ,#00H MOV JJY,#00H MOV JJSY,#00H MOV JJBY,#00H ACALL DISP ；調(diào)用顯示子程序 JB

9、 P3.3,$ ；無(wú)乘客等待 SETB TR0 ；有乘客開始行駛時(shí)啟動(dòng)T0與T1開始計(jì)程計(jì)價(jià) SETB TR1 CLR P2.7 ；有乘客熄滅燈 MOV S,#00H ；行程初始值0千米 MOV JJGZJ,#01H ；計(jì)價(jià)初始值12.5元，高字節(jié) MOV JJDZJ,#25H ；計(jì)價(jià)初始值12.5元，低字節(jié) ACALL BCDZH ；調(diào)用BCD碼轉(zhuǎn)換子程序L: ACALL DISP JNB P3.3,L ；乘客未到站，循環(huán)顯示 CLR TR0 ；乘客到站停止計(jì)數(shù) CLR TR1 SJMP MAIN ；乘客下車后返回程序開始；BCD碼轉(zhuǎn)換子程序，把32H30H中的壓縮BCD碼轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD

10、碼存于45H40HBCDZH: PUSH ACC SETB RS0 ；選工作寄存器組1 MOV R0,#S MOV R1,#SGWLPB: MOV A,R0 MOV R2,A ANL A,#0FH MOV R1,A INC R1 MOV A,R2 ANL A,#0F0H SWAP A MOV R1,A INC R0 INC R1 CJNE R0,#33H,LPB CLR RS0 ；返回工作寄存器組0 POP ACC RET；顯示子程序，顯示40H45H單元中的計(jì)程與計(jì)價(jià)值DISP: MOV R0,#SGW MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.1 MOV P1,A AC

11、ALL DELAY CLR P2.1 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.0 MOV P1,A ACALL DELAY CLR P2.0 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.5 MOV P1,A ACALL DELAY CLR P2.5 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.4 MOV P1,A SETB P1.7 ACALL DELAY CLR P2.4 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.3 MOV P1,A ACALL DELAY

12、CLR P2.3 INC R0 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR SETB P2.2 MOV P1,A ACALL DELAY CLR P2.2 RETTAB: DB 0C0H,0CFH,0A4H,0B0H DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H；T0中斷子程序，每250米中斷一次T0INT: PUSH ACC INC R1 ；R1中存250米數(shù)，每行駛250米R(shí)1加1 CJNE R1,#4,LPT0 ；行駛不滿1千米，行程不增加，跳轉(zhuǎn) MOV A,S ；行駛滿1千米，行程加1 ADD A,#1 DA A MOV S,A MOV R1,#0 ；R1復(fù)位LPT0

13、: MOV A,S ；判斷行程是否，滿3千米 CLR C SUBB A,#3 JC FH0 ；行程不到3千米，計(jì)價(jià)不加6，返回 ACALL BCDJ6 ；行程滿3千米，調(diào)用BCDJ6子程序FH0: ACALL BCDZH ACALL DISP POP ACC RETI；壓縮BCD碼加6子程序，將31H32H中的計(jì)價(jià)值加6BCDJ6: MOV A,JJDZJ ADD A,#6 DA A MOV JJDZJ,A MOV A,JJGZJ ADDC A,#0 ；考慮可能的進(jìn)位 DA A MOV JJGZJ,A RET；T1中斷子程序，每0.1秒中斷一次T1INT: PUSH ACC MOV TH1,#

14、3CH MOV TL1,#0B0H MOV A,R2 JNZ LPT MOV R4,TL0LPT: INC R2 CJNE R2,#50,FH1 MOV R2,#0 MOV A,R4 CJNE A,TL0,FH1 INC R3 CJNE R3,#9,FH1 MOV R3,#0 ACALL BCDJ6 ACALL BCDZH ACALL DISPFH1: POP ACC RETIDELAY: MOV R6,#5LOOP1: MOV R7,#200LOOP2: NOP NOP NOP DJNZ R7,LOOP2 DJNZ R6,LOOP1 RETEND5 調(diào)試及改進(jìn)完成電路的硬件設(shè)計(jì)及軟件編程后，

15、打開仿真開關(guān)效果基本符合最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)，可以完成無(wú)乘客時(shí)處于等待狀態(tài)，發(fā)光二極管亮；當(dāng)有乘客時(shí)撥動(dòng)開關(guān)即開始計(jì)程計(jì)費(fèi)，當(dāng)遇到交通阻塞汽車停止前進(jìn)超過(guò)45秒鐘，計(jì)程不增加，但計(jì)費(fèi)會(huì)增加；正常行駛時(shí)每250米費(fèi)用增加6角。仿真截圖如圖8所示圖8 仿真截圖從仿真中可以看出，結(jié)果較好的滿足了設(shè)計(jì)需求，但也存在一些小的問(wèn)題，如仿真時(shí)，數(shù)碼管顯示有時(shí)會(huì)跳動(dòng)，計(jì)程計(jì)費(fèi)結(jié)束后撥動(dòng)開關(guān)數(shù)碼管及熄滅，不能有效地保存數(shù)據(jù)，針對(duì)這些問(wèn)題可以在電路中加入一個(gè)74LS373鎖存器用以保存數(shù)據(jù)。6 課程學(xué)習(xí)體會(huì)通過(guò)對(duì)單片機(jī)這門課程的學(xué)習(xí)，我對(duì)C51系列單片機(jī)有了較為深刻的認(rèn)識(shí)，它是計(jì)算機(jī)家族的一個(gè)重要分支，具有體積小、價(jià)格

16、低、面向控制的特點(diǎn)，在人類生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域都有極為廣泛的應(yīng)用，它是數(shù)字電路的延伸，但功能又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)它，只需要單片機(jī)配以簡(jiǎn)單的電路就可以完成比較復(fù)雜的功能，同時(shí)只要加上適當(dāng)?shù)臄?shù)/模和模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置就可以處理模擬電路的問(wèn)題。此外，通過(guò)單片機(jī)這門課程的學(xué)習(xí)，還加深了我對(duì)匯編語(yǔ)言及C語(yǔ)言的理解，對(duì)于其他課程也起了促進(jìn)的作用。單片機(jī)是一門面向?qū)嶋H應(yīng)用的課程，要多查找資料，及時(shí)廣泛的了解現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用信息才能夠跟得上單片機(jī)的發(fā)展，不能死記書本，也不必去刻意去記那些指令語(yǔ)句，在實(shí)際應(yīng)用中可以通過(guò)查指令表來(lái)閱讀或編寫匯編程序。參 考 文 獻(xiàn)1 葛龍. 單片機(jī)講義. 南京: 南京理工大學(xué), 2006.2 閆玉德, 俞虹. MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.3 張鵬, 王雪梅. 單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例教程.北