出租車計價器設計畢業(yè)論文

1、<p>　　題 目：出租車計價器設計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1．摘要……………………………………………… 1</p><p>　　2．第一章緒論…………………………………….. 2</p><p>　　3．第二章 總體方案的設計………………………. 3</

2、p><p>　　4．第三章 系統(tǒng)硬件電路設計…………………… 4</p><p>　　5．第四章 軟件設計……………………………… 12</p><p>　　6．第五章 仿真與調試……………………………. 14</p><p>　　7. 第六章 實物制作…………………………….. 16</p><p>　　8．參考文

3、獻……………………………………….. 18</p><p>　　9．結論……………………………………………….19</p><p>　　10．附錄1 整機電路圖……………………………. 20</p><p>　　11．附錄2 源程序……………………………….. 21</p><p><b>　　摘 要</b>&l

4、t;/p><p>　　時代變遷，電子技術也在智能化、自動化、人性化，傳統(tǒng)出租車計價器已經(jīng)滿足不了人們的要求。出租車計價器計費是否準確、出租車司機是否超速才是乘客關心的問題，而計價器營運數(shù)據(jù)的管理是否方便才是乘客最關心的問題，計價器營運數(shù)據(jù)的管理是否方便才是出租車死機最關注的。因此怎樣設計出一種面面俱到的計價器十分重要。本設計利用AT89C52單片機，具有性能可靠、電路簡單、成本低等特點。所設計的出租車計價器的主要功能

5、有：數(shù)據(jù)的復位、數(shù)據(jù)輸出、路程輸出、計時計價、單價輸出及調整、顯示當前的系統(tǒng)時間等功能，同時在不計價的時候還能作為時鐘為司機同志提供方便。</p><p>　　關鍵詞 出租車；計價器；單片機</p><p><b>　　第一章 緒論 </b></p><p>　　入21世紀，出租車已經(jīng)廣泛地出現(xiàn)在我們周圍。隨著人們生活水平的不斷提高，出租車的使

6、用頻率也越來越高，出租車行業(yè)也以高質量的服務給人們帶來了出行的享受。隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，對出租車計費器的要求也越來越高。二十世紀后半期，隨著集成電路和計算機技術的飛速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展，其實現(xiàn)方法經(jīng)歷了由分立元件、SSI、MSI到LSI、VLSI以及UVLSI的過程。同時為了提高系統(tǒng)的可靠性與通用性，微處理器和專業(yè)集成電路（ASIC）逐漸取代了通用全硬件LSI電路，而ASIC以其體積小、重量輕、功耗低、速度快、成本低、保密

7、性好而脫穎而出。目前，業(yè)界大量可編程邏輯器件（PLD），尤其是現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPLD）被大量地應用在ASIC的制作當中。在可編程集成電路的開發(fā)過程中，以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果的電子設計自動化（EDA）技術主要能輔助進行三方面的設計工作：IC設計,電子電路設計以及PCB設計。但是由于行業(yè)的特殊性，出租車行業(yè)總存在著買糾紛，困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計

8、價器，用更加精良的計價器來為乘客提供更</p><p>　　出租車計價器是出租車營運收費的專用智能儀表，目前市面所使用的計價器大都功能較少，這給出租入21世紀，出租車已經(jīng)廣泛地出現(xiàn)在我們周圍。隨著人們生活水平的不斷提高，出租車的使用頻率也越來越高，出租車行業(yè)也以高質量的服務給人們帶來了出行的享受。但是由于行業(yè)的特殊性，出租車行業(yè)總存在著買糾紛，困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計價器

9、，用更加精良的計價器來為乘客提供更加方便快捷的服務。服務質量及管理帶來一定影響。隨著電子技術的發(fā)展，出租車計價器技術也在不斷進步和提高。國內出租車計價器已經(jīng)經(jīng)歷了4個階段的發(fā)展。從傳統(tǒng)的全部由機械元器件組成的機械式，到半電子式，即用電子線路代替部分機械元器件的出租車計價器。而功能齊全的計價器大都采用雙CPU結構，這就提高了計價器的生產(chǎn)成本。從加強出租車行業(yè)管理及服務質量并且節(jié)約成本出發(fā)，本設計介紹了一種以AT89C52單片機為核心的，具

10、有計時、計價、性能可靠、電路簡單、成本低等特點的多功能出租車計價器，能夠很好的滿足市場對出租車計價器的要求。本設計的目的就是通過對現(xiàn)有計價器的分析，從而解決計價器的現(xiàn)存問題，同時完成具有單價輸出、單價調整</p><p>　　第二章 總體方案的設計</p><p>　　2．1出租車計費設計：</p><p>　?、?單程單價：2元/公里</p><

11、;p>　?、?往返單價：1.5元/公里</p><p>　　2.2基本設計思想：</p><p>　　本設計采用AT89C52為心芯片的電路來實現(xiàn)，利用單片機豐富的IO端口，及其控制的靈活性，實現(xiàn)基本的里程計價和價格調整、時鐘顯示的功能。其原理如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1　 總體設計方框圖</p><p>　　首先，選

12、擇單程或雙程按鍵，開始計時計費。在到達目的地后，數(shù)碼管顯示金額為里程費用。而后，按下清零開關，又可進行新一輪的計時計費。</p><p>　　圖2-2 工作流程圖</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件電路設計 </p><p>　　3.1 單片機的簡介</p><p>　　單片機的工作是就是執(zhí)行用戶程序、指揮各部分硬件完成既定任務。單片

13、機能夠工作的最小電路還包括時鐘和復位電路，通常稱為單片機最小系統(tǒng)電路。以下是采用單片機AT89CC51的最小系統(tǒng)介紹。</p><p>　　單片機AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM） ，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令

14、系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，可靈活應用于各種控制領域。如圖3-1為AT89C52的芯片圖：</p><p>　　圖 3-1 AT89C52單片機引腳圖 </p><p>　　P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I／O 口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。

15、在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。 </p><p>　　P1口：P1是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I／O口。對端口寫“1” ，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。</p><p>　　P2口：P2是一個帶有內部

16、上拉電阻的8位雙向I／O口。對端口寫“1” ，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口線上的內容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內容），在整個訪問期間不改變。</p><p>　

17、　P3口：P3口是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I／O 口。P3 口輸出緩沖級可驅動4 個 TTL邏輯門電路。對 P3 口寫入“1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。 P3口除了作為一般的I／O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表3-2所示：</p><p>　　表3-2 P3口的第二功能說明</p><p

18、>　　RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 </p><p>　　ALE／PROG： 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 l／6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。<

19、/p><p>　　PSEN：程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51 由外部程序存儲器取指令時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的PSEN信號不出現(xiàn)。 </p><p>　　EA／VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密

20、位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態(tài)。 如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。 </p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p><b>　　3.2 時鐘電路</b></p><p&g

21、t;　　單片機是一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按照時序進行工作。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號。AT89C5l 中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。只要在XTAL1和XTAL2之間跨接晶振和微調電容，就可以構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖3-3。</p><p><b

22、>　　圖3-3 時鐘電路</b></p><p>　　一般地，電容C1和C2取30pF；晶振的頻率范圍是1.2～12MHz。晶振頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率也越高，單片機的運行速度也就越快。在通常情況下，使用振蕩頻率為6MHz或12MHz的晶振。如果系統(tǒng)中使用了單片機的串行口通信，則一般采用振蕩頻率為11.0592MHz的晶振。</p><p><b>　　3.3

23、復位電路</b></p><p>　　單片機不管是剛開始接上電源，還是斷電，后或者發(fā)生故障都要復位。單片機復位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都恢復到一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。所以需要一個復位電路。復位電路有上電復位電路和按鍵復位電路。上電復位電路是利用電容充電來實現(xiàn)復位的，在接電瞬間，RST端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RST的電位逐漸下降。只要保證RST為高電平的時間大

24、于兩個機器周期，便能正常復位。按鍵復位電路除了具有上電復位電路的功能外，還可以接一個按鍵來實現(xiàn)復位，此時電源VCC經(jīng)兩個電阻分壓，在RST端產(chǎn)生一個復位高電平。本次設計所選用得復位電路為上電復位電路。</p><p>　　在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機復位，只要這個腳保持高電平，52芯片便循環(huán)復位。復位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功

25、能寄存器SFR全部清零。當復位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的00H處開始運行程序。復位是由按鍵復位電路來實現(xiàn)的。片內復位電路是復位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的S5P2，由復位電路采樣一次。復位電路通常采用上電復位和按鍵復位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是按鍵復位電路。當時鐘頻率選用12MHz時，C取22μF，Rs約為200Ω，Rk約為1K。常用的復位電路如下3-4圖

26、所示：</p><p>　　圖3-4 上電復位電路</p><p>　　單片機復位的條件是：必須使RST（第9引腳）加上持續(xù)兩個機械周期（即24個脈沖振蕩周期）以上的高電平。若時鐘頻率為12MHZ，每個機器周期為1μs，則需要加上持續(xù)2μs以上時間高電平。</p><p>　　3.4 LED數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　顯示器普遍地用于

27、直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一。</p><p>　　3.4.1數(shù)碼管的結構及原理</p><p>　　1．LED 數(shù)碼管的結構</p><p>　　在本設計中采用的是位LED顯示數(shù)碼管，它功耗小，亮度高、字形

28、清晰，工作電壓低（1.5~3V）、體積小、可靠性高、壽命長，響應速度極快。它一共10個引腳，上面、下面分別五個引腳。其管腳順序如圖3-5所示：上面{DIG1 ,b,c,e,d} 下面{g,dp,f, DIG2}。</p><p>　　圖3-5 兩位數(shù)碼管管腳 </p><p>　　2.LED數(shù)碼管的分類</p><p>　　半導體數(shù)碼管的7個發(fā)光二極管內部接法可分

29、為共陽極和共陰極兩種，分別如圖3-6（a）、（b）所示。共陰極接法中各發(fā)光二極管的負極相連，a~g引腳中，高電平的線段發(fā)光。共陽極接法中，各發(fā)光二極管的正極相連，a~g引腳中，低電平的線段發(fā)光?？刂撇煌亩伟l(fā)光，就可顯示0~9不同的數(shù)字。</p><p>　　(a) 共陽極型 (b) 共陰極型</p><p>　　圖3-6發(fā)光二極管內部電

30、路</p><p>　　3．LED數(shù)碼管的原理</p><p>　　發(fā)光二極管（LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式LED顯示器件（半導體顯示器）。分段式顯示器（LED數(shù)碼管）由7條線段圍成8字型，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。此設計采用共陽極數(shù)

31、碼管，圖3-7是LED數(shù)碼管的原理圖和符號。</p><p>　　圖3-7共陽式數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖</p><p>　　4.LED數(shù)碼管的顯示</p><p>　　顯示電路顯示模塊需要實時顯示的時間,分別顯示30秒和27秒，因此需要2個數(shù)碼管。采用動態(tài)顯示方式顯示時間，秒的十位顯示在第一個數(shù)碼管，秒的個位顯示第二個數(shù)碼管。LED顯示器的顯示控制方式按驅動

32、方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時，相應的發(fā)光二極管恒定導通或恒定截止。且只適用于顯示數(shù)位較少的場合。動態(tài)顯示是一種按位輪流點亮各位數(shù)碼管的顯示方式，即在某一段，只讓其中一位數(shù)碼管的“位選端”有效，并送出相應的字型顯示編碼。且適合顯示多位數(shù)碼。對于多位LED顯示器，故采用動態(tài)顯示法進行顯示。</p><p>　　3.4.2 數(shù)碼管工作過程</p><p&

33、gt;　　由于設計要求有路程（4位）、單價（4位）顯示輸出，再加上我們另外擴展了時鐘顯示（包含時分秒的顯示），若采用LCD液晶段碼顯示，在距離屏幕1米之外就無法看清數(shù)據(jù)，不能滿足要求，而且在白天其對比度也不能夠滿足要求，因此采用8位LED數(shù)碼管的分屏顯示。如圖3-8所示。  P0口控制數(shù)碼管顯示當單程時，每走一公里單程單價為1.5元，往返一公里單價為2.0元，當顧客從A站到B 站時走了4公里此時需要顧客支付6元，但顧客從A

34、站到B站再由B站到A站，共走了8公里此時顧客只需要支付8元錢。不同的乘車方式不同的顯示單程與單價。</p><p><b>　　圖3-8 顯示電路</b></p><p><b>　　數(shù)據(jù)控制單元設計</b></p><p>　　數(shù)字計價器的里程顯示以及單價顯示，是需要控制單元進行控制的，如下圖3-9就是控制電路圖。<

35、;/p><p>　　圖3-9　S1對分屏顯示的切換原理圖</p><p>　　各按鍵實現(xiàn)的功能如下：</p><p>　　（1）S1按鍵的功能</p><p>　　在出租車行走單程的時候，按下S1按鍵和S5按鍵時，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分屏顯示；車在行走的時候只有總金額和單價在顯示，當?shù)竭_目的地的時候，客戶要求查看總的里程，就可以按下S3按鍵切換到里程和

36、單價顯示，供客戶查詢。</p><p>　　（2）S2按鍵的功能</p><p>　　在出租車行走往返的時候，按下S2按鍵和S5按鍵時，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分屏顯示；車在行走的時候只有總金額和單價在顯示，當?shù)竭_目的地的時候，客戶要求查看總的里程，就可以按下S3按鍵切換到里程和單價顯示，供客戶查詢。</p><p>　?。?）S3按鍵的功能</p><p

37、>　　在顧客到達終點的時候，按下S3按鍵和S5按鍵時，就可以查到所走的路程以及單價顯示。</p><p>　?。?）S4按鍵的功能</p><p>　　在顧客下車后，司機可以按下S4按鍵,則當前的顯示清零。</p><p>　　3.6 整機電路工作原理</p><p>　　當顧客剛坐上車時司機師傅需要詢問顧客是否直達，如果是按下按鍵S1

38、和S5鍵，顧客需要按照2元/公里支付金額，此時數(shù)碼顯示里程與金額，到達終點時按下S3顧客需要支付總金額；當顧客回答是往返時司機師傅應按下S2和S5鍵，顧客需要按照1.5元/公里支付金額，此時數(shù)碼顯示里程與金額，到達終點時按下S3,顧客需要支付總金額；顧客下車后，司機師傅此時按下S4鍵清零，就可以拉下一個顧客。</p><p><b>　　第四章 軟件設計</b></p><

39、;p>　　程序設計是一件復雜的工作，為了把復雜的工作條理化，就要有相應的步驟和方法。其步驟可概括為以下三點：</p><p>　　分析系統(tǒng)控制要求確定算法：對復雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當?shù)臄?shù)據(jù)結構，從而確定編寫程序的步驟。</p><p>　　這是能否編制出高質量程序的關鍵。由算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯。</p>

40、;<p>　　編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當?shù)闹噶钆帕衅饋?，構成一個有機的整體，即程序。</p><p>　　程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結構化程序設計方法。結構化程序設計是對利用到的控制結構類程序做適當?shù)南拗?，特別是限制轉向語句(或指令)的使用，從而控制了程序的復雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯誤和易于修改、調試。</p>

41、<p><b>　　4.1 主程序設計</b></p><p><b>　　第五章 仿真與調試</b></p><p>　　一個應用系統(tǒng)，要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時還必須得到相應設計合理的軟件的支持，尤其是微機應用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才能

42、完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單。本設計采用Proteus和Keil兩個仿真軟件對硬件部分進行仿真。</p><p>　　5.1 仿真軟件簡介</p><p>　　1、Keil C51軟件簡介：平時熟悉的51單片機的編程語言有二種，一種是匯編語言，一種是C語言。由于涉及到大量數(shù)據(jù)的運算，程序不宜采用匯編語言， C語言大大縮短了開發(fā)時間，使程序簡潔,且程序可讀性非常好。Keil C51

43、是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。</p><p>　　2、PROTEUS軟件簡介：Proteus具有和其他EDA工具一樣的原理圖編輯、印刷電路板(PCB)設計

44、及電路仿真功能，最大的特色是其電路仿真的交互化和可視化，Proteus軟件由ISIS和ARES兩部分構成，其中ISIS是一款便捷的電子系統(tǒng)原理設計和仿真平臺軟件，Proteus ISIS是一種操作簡便而又功能強大的原理圖編輯工具，它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析各種模擬器件和集成電路。本次設計的仿真就是用ISIS 7.1進行的。</p><p><b>　　5.2 仿真步驟</b&

45、gt;</p><p>　　單片機軟件調試主要是調試本次課程設計的主程序。其調試過程如下：</p><p>　　1、新建一個工程。單擊Project菜單，在彈出的下拉菜單中選New Project。然后選擇你要保存的路徑，輸入工程文件的名字，保存。</p><p>　　2、新建一個工程后彈出一個對話框，根據(jù)你的需要選擇你使用的單片機型號。然后點擊確定。單擊“File

46、”，選擇“New”，新建文件并在其中輸入程序代碼，然后保存為C語言文件。</p><p>　　3、回到編輯界面后，單擊“Target 1”前面的“+”號，然后在“Source Group 1”單擊右鍵選擇“Add File To Group ‘Source Group 1’”,選中Test.c文件。</p><p>　　4、單擊“Project”菜單，選中“Built Target”，完成

47、程序的編譯，在工程文件夾中找到“.hex”文件即可。</p><p>　　5、次后在Protues ISIS中畫整機電路圖，圖畫好后，雙擊C51單片機，此時彈出一個窗口，在項目文件中把剛才產(chǎn)生的“.hex”文件添加進去。保存后則可以進行仿真了。若調試一直存在問題，則要考慮換硬件的電路或軟件的程序設計方面的問題。</p><p>　　在這里需要說明的是，本次設計仿真中實際上應該有放大電路的設

48、計，但本人制作水平有限，在仿真上弄不出放大電路及傳感器部分，則用了一個變阻器代替那部分，通過直接改變電阻的大小來實現(xiàn)電壓大小的改變，通過ADC0808模數(shù)轉換后則傳達到LCD顯示出數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　5.3 仿真結果</b></p><p><b>　　圖4.1 仿真截圖</b></p><p><b

49、>　　第六章實物制作</b></p><p>　　電子工藝及裝配技術對電子產(chǎn)品及自動控制系統(tǒng)的質量尤為重要，其可靠性主要取決于電子裝配人員的知識和技能。因此，既要掌握電子裝配的基本知識技能，又要熟練掌握其故障的檢測與分析方法。本章介紹實物制作的要求及一些細節(jié)處理和最終的調試以及調試結果。制作方案是指完成給定的店子制作所采取的步驟和策略。具體做法是：根據(jù)電子制作任務書的要求和技術指標，選擇印制電路

50、（PCB）板的制作、元器件的檢測和裝配、整機調試和技術指標測試方法等。</p><p>　　5.1 PCB電路板制作</p><p>　　印刷電路板圖設計原則如下：</p><p>　　1、印制導線寬度應與傳導的電流大小相適應。小電流的電路線條主要考慮其機械強度，一般取寬度為1．5mm，微小型設備線條寬可取0．5mm或再窄一些。印制導線間距一般取1．5mm間距過小，

51、抗電強度下降，分布電容增大，容易造成線間擊穿和電路工作不穩(wěn)定等現(xiàn)象。</p><p>　　2、焊點處應加大面積，一般取焊點直徑為3mm左右。加大焊點面積一方面可以加大焊點接觸面，提高焊點質量，另一方面又可防止在焊接過程中焊點銅箔因受熱而剝離。</p><p>　　3、輸出信號印制導線與輸入信號線平行時，要防止寄生反饋。防止的辦法一般可加寬線間距離，或在輸出與輸入線間加一根地線，可起一定隔離

52、作用。</p><p>　　4、直流電源線和地線的寬度，要以減小分布電阻，即減小寄生耦合為依據(jù)。必要時可采取環(huán)抱接地的方法，即將印刷電路中的空位和邊緣部分的銅箔全部保留作為地線的方法。這樣既加大了地線面積，又增強了屏蔽隔離效果。</p><p>　　5、線間電位差較高時要注意絕緣強度，應適當增大線間距離。如果信號線與高壓線平行，可在增加線問距離的基礎上，在兩線之間再增加一條地線，以防止高壓

53、對信號線的泄漏。</p><p>　　6、同一臺電子設備的各塊印刷電路板，其直流電源線、地線和置0線的引出腳要統(tǒng)一，以便于連線和測試；高壓引出腳兩側應留出空腳；電流較大的引出腳可幾腳并用。</p><p>　　7、一般將公共地線布置在板的邊緣，以便于將印刷電路板安裝在機殼上；電源、濾波、控制等單元的直流、低頻導線和元件，靠邊緣布置；高頻導線及元器件，布置在板子中間部位，以減小它們對地或機殼

54、的分布電容。</p><p>　　8、設計印刷電路板圖時，可先將元器件按電路信號流程成直線排列在紙上(即排件)，并力求電路安排緊湊、元器件密集，以縮短引線。這對高頻和寬帶電路十分重要。然后，用鉛筆畫線(即排線)，排件和排線要兼顧合理性和均勻性。</p><p>　　9、設計印刷電路的主要矛盾是解決導線交叉問題。在單面板上解決交叉線的方法，是靠元器件的空位，印制導線穿越這些空位就可避免導線交

55、叉。</p><p><b>　　5.2 元器件裝配</b></p><p>　　元件安裝前，要做好準備各項工作，清理與檢測好元件，再按電子工藝要求進行元件焊接、剪引腳、清洗和檢查等。且安裝元件要遵循先小后大，先輕后重，先內后外的原則采用手工烙鐵錫焊。其裝配的實物圖如下。</p><p>　　5.3 實物調試及結果</p><

56、;p>　　元件安裝完成后，要使電路處理最佳工作狀態(tài)，需要對單元電路和整個電路進行調試。調試與測試方案的選擇應根據(jù)現(xiàn)有的儀器儀表條件來確定，但最基本的調試與測試都要采用專用設備進行調試與測試。調試工作分調試前的準備和調試操作兩步完成。</p><p>　　1、調試準備：調試準備指在調試前，對調試過程中所需要的儀器、設備、工具、元件和材料等進行調配。</p><p>　　2、調試操作：電

57、路調試的基本原則是：先靜態(tài)，后動態(tài)，先局部，后整體。對于動態(tài)技術指標調試，要從末級開始，逐級向前級反復進行，直到調準為止。</p><p>　　3、性能檢測：該項工作在電路調試完成后進行，通過測量相關技術指標來主要了解電路是否達到技術要求。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李建忠.單片機原理及應用.西安

58、：西安電子科技大學出版社，2002</p><p>　　[2] 朱宇光.單片機應用新技術教程.北京：電子工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[3] 劉守義.單片機應用技術.西安：西安電子科技大學出版社，2002</p><p>　　[4] 段九州.放大電路實用設計手冊.沈陽：遼寧科學技術出版社，2002.</p><p>　　[5] 潘

59、新民，王燕芳.微型計算機控制技術.北京：電子工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[6] 楊寧.單片機與控制技術.北京：北京航空航天大學出版社，2005.</p><p>　　[7] 張玉蓮.傳感器與自動檢測技術.北京：機械工業(yè)出版社，2010.</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　

60、　經(jīng)過這段時間的努力，終于按照畢業(yè)設計進度要求如期完成了實用電子秤控制系統(tǒng)的硬件設計任務。在做畢業(yè)設計的過程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指導以及自己的努力下，終于取得了一定成果。智能儀器的核心部件是單片機，因其極高的性價比得到廣泛的應用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器是一種能將特定的被測量信息（物理量、化學量、生物量等）按一定規(guī)律轉換成某種可用信號輸出的器件或裝置本次設計中的半橋電子秤就是在以上儀器的基礎上設計而成的

61、。因此，只有充分了解有關智能儀器、單片機、傳感器以及各部分之間的關系才能達到要求。</p><p>　　主要工作及結論：熟悉AT89C51單片機功能及工作特性，掌握其接口擴展方法。采用面向對象的思想，分層次、分模塊構建設計的總體框架。對傳感器的工作原來有了更多的認識，熟悉了應變片的工作原理和其與模數(shù)轉換，放大電路的聯(lián)系應用。因為電路要用到模數(shù)轉換這方面的內容，也對這方面的知識有了更好的了解。存在的問題：電子電路的

62、設計中對各種影響因素的考慮不夠完全，比如在對過電壓情況的處理中未作防范措施。系統(tǒng)設計不夠優(yōu)化，有待改善。比如系統(tǒng)的超量程信號直接由單片機送入報警電路，沒有設計保護電路再入單片機處理后送入報警電路。沒有擴展更多電路，如日歷時鐘電路、鍵盤控制等。對各種實用芯片價格了解不夠，選擇上仍有欠缺，如所選的稱重傳感器價格較貴。動手能力不強，電子秤的精確度有待提高。這些都為我今后的學習和工作留下了積極的影響。</p><p>&

63、lt;b>　　附錄1 整機電路圖</b></p><p><b>　　附錄2 源程序</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned ch

64、ar</p><p>　　sbit dancheng=P1^0;</p><p>　　sbit wangfan=P1^1;</p><p>　　sbit zhongdian=P1^2;</p><p>　　sbit qingling=P1^3;</p><p>　　sbit sudu = P1^4;</p>

65、<p>　　sbit qiehuan = P1^7;</p><p>　　uchar tt,num,JE1,JE2,JE3,JE4,LC1,LC2,LC3,LC4;</p><p>　　uchar shi1,shi2,fen1,fen2,miao1,miao2,tt0;</p><p>　　uchar qiehuan_a=1;</p>&

66、lt;p>　　float danjia; </p><p>　　uint num1,num2,num3,tt1,num_sudu,timer;</p><p>　　uchar code table[]={ //共陰極數(shù)碼管顯示字碼</p><p>　　0x3f,0x06,0x5b,0x4f,</p><p>　　0x66,0x6d

67、,0x7d,0x07,</p><p>　　0x7f,0x6f,0x77,0x7c,</p><p>　　0x39,0x5e,0x79,0x71};</p><p>　　void shijian();</p><p>　　void licheng();</p><p>　　void delay(uint i)//延時

68、</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint x;</b></p><p>　　while(i--)</p><p>　　for(x=0;x<10;x++);</p><p><b>　　}</b></p&g

69、t;<p>　　void zhuanhuan()//數(shù)據(jù)轉換</p><p><b>　　{</b></p><p>　　LC1=num1/1000;</p><p>　　LC2=num1%1000/100;</p><p>　　LC3=num1%1000%100/10;</p><p

70、>　　LC4=num1%10;</p><p>　　JE1=num2/1000;</p><p>　　JE2=num2%1000/100;</p><p>　　JE3=num2%1000%100/10;</p><p>　　JE4=num2%10;</p><p><b>　　}</b>&l

71、t;/p><p>　　/*void zhuanhuan_shijian()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　miao1=timer%10;</p><p>　　miao2=timer%100/10;</p><p><b>　　} */</b><

72、/p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　//EX0=1;</b></p><p><b>　　IT0=1;</b>&

73、lt;/p><p>　　TMOD=0x11; //time0，time1，16位定時器模式</p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b

74、>　　TR0=0;</b></p><p>　　TH1=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL1=(65536-50000)%256;</p><p>　　ET1=1; //允許定時器中斷</p><p>　　TR1=1; //啟動</p><p><b>　　n

75、um=0;</b></p><p><b>　　num1=0;</b></p><p><b>　　num2=0;</b></p><p><b>　　danjia=0;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p

76、><p><b>　　{</b></p><p>　　if(dancheng==0) //單程計價按鍵控制</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　TR0=1;<

77、/b></p><p><b>　　danjia=2;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(!dancheng); </p><p>　　if(wangfan==0) //往返計價按鍵控制</p><p><b>

78、;　　{</b></p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p>　　danjia=15;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(!wang

79、fan);</p><p>　　if(zhongdian==0)//終點按鍵</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p>　　EX0=0; //停止計數(shù)</p><p><b>　　}</b

80、></p><p>　　while(!zhongdian);</p><p>　　if(qingling==0) //清零鍵</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　return;</b></p><p><b>　　}<

81、/b></p><p>　　while(!qingling); </p><p>　　num2=(num1*danjia);</p><p>　　if(sudu==0) //速度切換鍵</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(50);</p>

82、;<p>　　if(sudu==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　num1=num_sudu;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　}while(!sudu);</p><p>　　if(qiehuan==

83、0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(50);</p><p>　　if(qiehuan==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　qiehuan_a++;</p><p>　　if(q

84、iehuan_a>2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　qiehuan_a=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　}while(!qiehuan);&l

85、t;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void int1() interrupt 0//速度采集</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　num1++;

86、</b></p><p><b>　　num3++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time0() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(

87、65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　tt0++;</b></p><p>　　if(tt0==20)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　t

88、t0=0;</b></p><p>　　//timer++;</p><p><b>　　miao1++;</b></p><p>　　if(miao1==10)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　miao1=0;&

89、lt;/b></p><p><b>　　miao2++;</b></p><p>　　if(miao2==6)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　miao2=0;</b></p><p><b>　　f

90、en1++;</b></p><p>　　if(fen1==10)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　fen1=0;</b></p><p><b>　　fen2++;</b></p><p>　　if(fe

91、n2==6)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　fen2=0;</b></p><p><b>　　shi1++;</b></p><p>　　if(shi1==10)</p><p><b>　　{</

92、b></p><p><b>　　shi1=0;</b></p><p><b>　　shi2++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　

93、　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time1

94、() interrupt 3</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH1=(65536-2000)/256;</p><p>　　TL1=(65536-2000)%256;</p><p><b>　　tt++;</b></p><p><b&g

95、t;　　tt1++;</b></p><p>　　if(tt1==500) //定時1秒；</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　tt1=0;</b></p><p>　　num_sudu=num3;</p><p><b&g

96、t;　　num3=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(tt==2)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　tt=0;</b></p><

97、;p>　　//P2=!P2;</p><p><b>　　num++;</b></p><p>　　if(num==9)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　num=1;</b></p><p><b>

98、;　　}</b></p><p>　　if(qiehuan_a==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　zhuanhuan(); //數(shù)據(jù)轉換</p><p>　　licheng();</p><p><b>　　}/**/</b&

99、gt;</p><p>　　if(qiehuan_a==2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//zhuanhuan_shijian();</p><p>　　shijian();</p><p><b>　　}</b></p>&

100、lt;p>　　delay(10);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void licheng()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(num

101、) //數(shù)碼管顯示</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 1:{P2=~0x01;P0=table[LC1];}break;</p><p>　　case 2:{P2=~0x02;P0=table[LC2];}break;</p><p>　　case 3:{P2=~0x04;P0=

102、table[LC3]+0x80;}break;</p><p>　　case 4:{P2=~0x08;P0=table[LC4];}break;</p><p>　　case 5:{P2=~0x10;P0=table[JE1];}break;</p><p>　　case 6:{P2=~0x20;P0=table[JE2];}break;</p>&l

103、t;p>　　case 7:{P2=~0x40;P0=table[JE3]+0x80;}break;</p><p>　　case 8:{P2=~0x80;P0=table[JE4];}break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

104、　　void shijian()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(num) //數(shù)碼管顯示</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 1:{P2=~0x01;P0=table[shi2];}break;</p>

105、<p>　　case 2:{P2=~0x02;P0=table[shi1];}break;</p><p>　　case 3:{P2=~0x04;P0=0x40;}break;</p><p>　　case 4:{P2=~0x08;P0=table[fen2];}break;</p><p>　　case 5:{P2=~0x10;P0=table[fen

106、1];}break;</p><p>　　case 6:{P2=~0x20;P0=0x40;}break;</p><p>　　case 7:{P2=~0x40;P0=table[miao2];}break;</p><p>　　case 8:{P2=~0x80;P0=table[miao1];}break;</p><p><b>