畢業(yè)設(shè)計--計程車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　2012屆畢業(yè)設(shè)計說明書</p><p>　　計程車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)設(shè)計</p><p>　　院 、 部： 電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱：

2、 講師 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p><b>　　2012年5月</b></p><p><b>

3、;　　摘 要</b></p><p>　　智能儀器儀表技術(shù)是一門集電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、自動化儀表、自動控制技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用等一體的跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)。自20世紀(jì)90年代初以來，這項(xiàng)技術(shù)已逐步引入到國內(nèi)工科專業(yè)中，如電子信息、通訊、自動化、計算機(jī)應(yīng)用等信息類專業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車運(yùn)輸行業(yè)也快速發(fā)展起來，計程車也成為城市生活中的重要交通工具。乘車時，乘客與司機(jī)之間的交易是通過按里程計價的，里程表的好

4、壞直接關(guān)系到雙方的利益，所以設(shè)計一個功能合適、性能良好的簡易計程車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)具有實(shí)際的應(yīng)用意義。</p><p>　　本系統(tǒng)采用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)為核心，使用12MHz 晶振提供時鐘信號,利用霍爾傳感器檢測車速，通過軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)記時、里程檢測、費(fèi)用計算，同時通過LED數(shù)碼管將里程數(shù)、總費(fèi)用直觀顯示出來，從而達(dá)到計費(fèi)的目的。該系統(tǒng)設(shè)有五個按鍵（清除、查詢/確認(rèn)、停止、單程/往返、功能選擇）,

5、進(jìn)行相應(yīng)的操作就可實(shí)現(xiàn)單程/往返模式選擇、停止計費(fèi)、等待時間查詢、清除復(fù)位等功能。具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、顯示直觀、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，有較高的推廣應(yīng)用價值。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 計程車?yán)锍瘫?；AT89S52；霍爾傳感器；硬件設(shè)計；軟件設(shè)計</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Intelligent

6、 instrument technology is a collection of electronic technology and single-chip microcomputer technology, automation instrument, automatic control technology, computer application, one of the professional technical subje

7、cts. Since the early 1990 s, the technology has introduced gradually to domestic engineering professionals, such as electronic information and communications, automation, computer applications, and other information spec

8、ialty. With the development of economy, the car t</p><p>　　The system USES the ATMEL company AT89S52 SCM as the core, the use of 12 MHz crystals provides the clock signal, using hall sensor test speed, and t

9、hrough programming method, time, cost calculation mileage detection, and at the same time through LED digital tube will mileage, total cost visual display out, so as to achieve the purpose of pricing. The system has five

10、 buttons (clear, inquires confirmation, stop, one-way / shuttle, function choose), carries on the corresponding operation can achiev</p><p>　　Key words： taxi "milestones"；AT89S52；hall element；hard

11、ware design；software design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 概述1</b></p><p>　　1.1 計程車?yán)锍瘫砀攀?</p><p>　　1.2 單片機(jī)概述1</p><p>　　2

12、 設(shè)計任務(wù)、功能要求3</p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)3</p><p>　　2.2 功能要求3</p><p>　　2.2.1 基本功能3</p><p>　　2.2.2 發(fā)揮部分3</p><p>　　2.3 總體方案介紹及工作原理說明3</p><p>　　2.

13、3.1 里程計算4</p><p>　　2.3.2 費(fèi)用計算4</p><p>　　3 硬件系統(tǒng)設(shè)計5</p><p>　　3.1 硬件系統(tǒng)各功能模塊簡介5</p><p>　　3.1.1 AT89S52單片機(jī)5</p><p>　　3.1.2 復(fù)位電路6</p><p>

14、;　　3.1.3 晶振電路7</p><p>　　3.1.4 獨(dú)立鍵盤電路7</p><p>　　3.1.5 指示燈電路8</p><p>　　3.1.6 數(shù)碼管顯示電路9</p><p>　　3.1.7 車速檢測電路10</p><p>　　3.1.8 存儲電路12</p>&l

15、t;p>　　3.1.9 時鐘顯示電路13</p><p>　　4 軟件系統(tǒng)設(shè)計14</p><p>　　4.1 系統(tǒng)主程序14</p><p>　　4.2 數(shù)據(jù)處理子程序14</p><p>　　4.3 等待時間計時子程序15</p><p>　　4.4 鍵盤掃描子程序16</p&g

16、t;<p>　　5 系統(tǒng)運(yùn)行的Proteus仿真與測試18</p><p>　　5.1 空車狀態(tài)18</p><p>　　5.2 單雙程模式切換19</p><p>　　5.3 等待模式21</p><p>　　5.4 查詢模式21</p><p><b>　　6 結(jié)束語

17、23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　致 謝25</b></p><p><b>　　附 錄26</b></p><p>　　附錄A 元器件清單26</p><p>　　附錄

18、B 源程序清單27</p><p>　　附錄C 設(shè)計原理圖48</p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　1.1 計程車?yán)锍瘫砀攀?lt;/p><p>　　計程車?yán)锍瘫恚ㄓ媰r器）是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是計程車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是計程車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良

19、好性能的里程表無論是對廣大計程車司機(jī)朋友還是乘客來說都是很必要的。因此，計程車?yán)锍瘫淼难芯渴鞘钟袘?yīng)用價值的。</p><p>　　我國在70年代開始出現(xiàn)計程車，但那時的計費(fèi)系統(tǒng)大都是國外進(jìn)口不但不夠準(zhǔn)確，價格還十分昂貴。隨著改革開放日益深入，計程車行業(yè)的發(fā)展勢頭已十分突出，國內(nèi)各機(jī)械廠家紛紛推出國產(chǎn)計價器（以下稱為計價器）。計程車計價器的功能從剛開始的只顯示路程（需要司機(jī)自己定價，計算后四舍五入），到能夠自主計

20、費(fèi)，以及現(xiàn)在的能夠打印發(fā)票和語音提示、按時間自主變動單價等功能。隨著城市旅游業(yè)的發(fā)展，出租車行業(yè)已成為城市的窗口，象征著一個城市的文明發(fā)展程度。</p><p>　　本次設(shè)計的目的在于設(shè)計出現(xiàn)在各大中城市計程車行業(yè)都已普及的自動計價器，而部分小城市尚未普及，但隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的計程車行業(yè)也將加速發(fā)展，計價器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計價器的市場還是十分有潛力的。</p>

21、<p>　　1.2 單片機(jī)概述</p><p>　　計算機(jī)系統(tǒng)已明顯地朝巨型化、單片化、網(wǎng)絡(luò)化三個方向發(fā)展。巨型化發(fā)展的目的在于不斷提高計算機(jī)的運(yùn)算速度和處理能力，以解決復(fù)雜系統(tǒng)計算和高速數(shù)據(jù)處理，比如系統(tǒng)仿真和模擬、實(shí)時運(yùn)算和處理。單片化是把計算機(jī)系統(tǒng)盡可能集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，其目的在于計算機(jī)微型化和提高系統(tǒng)的可靠性，這種單片計算機(jī)簡稱單片機(jī)。單片機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)主要是針對自動控制應(yīng)用

22、而設(shè)計的，所以單片機(jī)又稱為微控制器MCU（Micro Controller Unit）。用它可以很容易地將計算機(jī)嵌入到各種儀器和現(xiàn)場控制設(shè)備中，因此單片機(jī)又叫做嵌入式微控制器（Embedded MCU）。單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來，以其鮮明的特點(diǎn)得到迅猛發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于家用電器、智能玩具、智能儀器儀表、工業(yè)控制、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過30多年的發(fā)展，性能不斷提高，品種不斷豐富，已經(jīng)形成自動控制的一支中堅力量。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機(jī)年

23、產(chǎn)量已達(dá)1～3億片，且每年以大約16％的速度增長，但相對于國際市場我國的占有率還不到1％。這說明單片機(jī)應(yīng)用在我國有著廣闊的前景和巨大的市場潛力。對于從事自動控制的技術(shù)人員來講，掌握單片機(jī)原理及其應(yīng)用已經(jīng)成為必</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，在工業(yè)控制領(lǐng)域、家電產(chǎn)品、智能化儀器儀表、計算機(jī)外部設(shè)備，特別是機(jī)電一體化產(chǎn)品中，都有重要的用途。其主要的用途可以分為以下方面：</p><p&

24、gt;　　顯示：通過單片機(jī)控制LED （ Light Emitting Diode，發(fā)光二極管）或LCD（Liquid Crystal Display，液晶顯示器）顯示特定的字符和圖形。</p><p>　　機(jī)電控制：用單片機(jī)控制機(jī)電產(chǎn)品做定時或定向的動作。</p><p>　　檢測：通過單片機(jī)和傳感器的聯(lián)合使用，用來檢測產(chǎn)品或者工況的意外發(fā)生。</p><p>

25、　　通信：通過RS-232串行通信或者是USB（Universal Serial BUS，通用串行總線）通信，傳輸數(shù)據(jù)和信號。</p><p>　　科學(xué)計算：用來實(shí)現(xiàn)簡單的算法。</p><p>　　那么單片機(jī)是不是解決上述應(yīng)用的唯一選擇呢？當(dāng)然不是！目前，在自動控制中，一般有三種選擇，分別是嵌入式微機(jī)、DSP（Digital Signal Processor，數(shù)字信號處理器）和單片機(jī)。

26、</p><p>　　單片機(jī)最明顯的優(yōu)點(diǎn)是價格便宜，從幾元人民幣到幾十元人民幣。這是因?yàn)檫@類芯片的生產(chǎn)量很大，技術(shù)也很成熟。</p><p>　　其次，單片機(jī)的體積也遠(yuǎn)小于其他兩種方案。單片機(jī)本身一般用40引腳封裝，當(dāng)然功能多一些的單片機(jī)也有引腳比較多的，如68引腳，功能少的只有10多個或20多個引腳，有的甚至只有8只引腳。</p><p>　　當(dāng)然，單片機(jī)無論在速

27、度還是容量方面都小于其他兩種方案，但是在實(shí)際工作中并不是任何需要計算機(jī)的場合都要求計算機(jī)有很高的性能。例如，控制電冰箱的控制器就不需要使用嵌入式系統(tǒng)，用一片51單片機(jī)就可以輕松實(shí)現(xiàn)。所以應(yīng)用的關(guān)鍵是看能否夠用，是否有很好的性能價格比。51系列的單片機(jī)已經(jīng)面世多年，依然沒有被淘汰，還在不斷發(fā)展中，這就說明是他有廣闊的應(yīng)用前景。</p><p>　　2 設(shè)計任務(wù)、功能要求</p><p>&

28、lt;b>　　2.1 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計一款具有特定功能的計程車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)，通過利用傳感器檢測車速，能對里程和金額進(jìn)行處理和顯示。</p><p><b>　　2.2 功能要求</b></p><p>　　2.2.1 基本功能</p><p>　　（1）用前4位數(shù)碼管實(shí)時顯

29、示里程數(shù)（Z），單位為公里，最后一位為小數(shù)位；用后4位數(shù)碼管實(shí)時顯示金額數(shù)（J），單位為元，最后一位為小數(shù)位，</p><p>　?。?）規(guī)定出租車單程價格為2元/公里，往返的價格為1.5元/公里；單程/往返兩種模式可由按鍵切換，</p><p>　　（3）車速<5公里/小時的時間累積為總等待時間T（分鐘），每5分鐘等待時間相當(dāng)于里程數(shù)增加1公里；</p><p&

30、gt;　?。?）起步公里數(shù)為3公里，價格8元；若實(shí)際運(yùn)行大于3公里，超出的里程按要求2進(jìn)行；</p><p>　　（5）盡量充分利用所選單片機(jī)系統(tǒng)資源進(jìn)行設(shè)計；</p><p>　　（6）用光電傳感器檢測轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動模擬車速，根據(jù)車輪周長和轉(zhuǎn)動圈數(shù)計算里程；</p><p>　?。?）要求公里數(shù)檢測誤差不超過±10%；</p><p>

31、　?。?）到達(dá)目的地后，按“停止”鍵，計價器停止計價；</p><p>　?。?）按“清除”鍵，計價器能將記錄數(shù)據(jù)（里程、等待時間與價格等）自動清零；</p><p>　?。?0）按“查詢”鍵，能自動顯示總等待時間T，再按下該鍵回到顯示里程數(shù)、金額狀態(tài)。</p><p>　　2.2.2 發(fā)揮部分</p><p>　　（1）增加了空車指示功能

32、，當(dāng)無客人時空車指示燈亮；</p><p>　?。?）增加實(shí)時時間顯示功能，空車時顯示當(dāng)前時間；</p><p>　?。?）增加信息儲存功能，可以儲存等待時間，里程和金額。</p><p>　　2.3 總體方案介紹及工作原理說明</p><p>　　本設(shè)計主要由硬件和軟件兩部分組成。軟件設(shè)計運(yùn)用C語言編程實(shí)現(xiàn)；硬件設(shè)計以AT89S52單片機(jī)

33、為主控芯片，其外部電路包括復(fù)位電路、晶振電路、獨(dú)立鍵盤電路、指示燈電路、數(shù)碼管顯示電路、車速檢測電路、存儲電路、時鐘顯示電路等。設(shè)計總體方案如圖1所示：</p><p><b>　　圖1 總體方案圖</b></p><p>　　本設(shè)計的里程計算和費(fèi)用計算方案如下：</p><p>　　2.3.1 里程計算</p><p&g

34、t;　?。?）霍爾傳感器對車輪進(jìn)行信號檢測，產(chǎn)生并輸出脈沖信號給單片機(jī)；</p><p>　?。?）單片機(jī)對傳感器輸出的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，并進(jìn)行里程（單位：km）換算。每一個脈沖信號代表輪胎旋轉(zhuǎn)一周，設(shè)輪胎的直徑為d=0.5m；輪胎轉(zhuǎn)數(shù)為N，則里程Z=π*d*N/1000（km）。設(shè)速度為V，脈沖信號頻率為f，則V=π*d*f（m/s） = 3.6π*d*f（km/h）。</p><p>

35、　　2.3.2 費(fèi)用計算</p><p>　　（1）出租車的起步費(fèi)為8元，并且3km內(nèi)不需額外計價；</p><p>　?。?）出租車行駛3km后，單程2元/km，雙程1.5元/km；</p><p>　?。?）等待收費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)為5分鐘按1公里折算；</p><p>　?。?）暫停時計價器暫停計價，不收費(fèi)用。</p><p

36、><b>　　3 硬件系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　3.1 硬件系統(tǒng)各功能模塊簡介</p><p>　　本系統(tǒng)主要由單片機(jī)主控模塊、復(fù)位電路模塊、晶振電路模塊、獨(dú)立鍵盤電路模塊、指示燈電路模塊、數(shù)碼管顯示電路模塊、車速檢測電路模塊、存儲電路模塊、時鐘顯示電路模塊等組成，下面將對各模塊作簡要介紹。</p><p>　　3.1.1

37、 AT89S52單片機(jī)</p><p>　　AT89S52是一個低功耗高性能的單片機(jī)，具有8kB的閃存、128BRAM、32個I/O口、2個定時/計數(shù)器、六個中斷源、一個全雙工的串行口，可反復(fù)擦寫，支持ISP(在系統(tǒng)編程)，可以有效地縮短開發(fā)時間和降低開發(fā)成本。其封裝實(shí)物圖和引腳功能圖如圖2(a),(b)所示。</p><p>　?。╝）AT89S52封裝實(shí)物圖

38、 （b）AT89S52引腳功能圖</p><p>　　圖2 AT89S52封裝實(shí)物圖和引腳功能圖</p><p>　　關(guān)于四個I/O口的主要功能介紹如下：</p><p><b>　　P0口有兩個功能：</b></p><p>　?。?）擴(kuò)展外部存儲器時，當(dāng)作為數(shù)據(jù)/地址總線；</p><

39、p>　　（2）不擴(kuò)展時，可做一般的I/O口使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應(yīng)在外部接上拉電阻。</p><p>　　P1口只做I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。  </p><p>　　P2口有兩個功能： </p><p>　?。?）擴(kuò)展外部存儲器時，當(dāng)作地址總線使用；  </p><p>　　（2）

40、做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。  </p><p><b>　　P3口有兩個功能：</b></p><p>　　（1）作為I/O口使用（其內(nèi)部有上拉電阻）；</p><p>　　（2）還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置。</p><p>　　設(shè)計中用到的單片機(jī)各管腳功能以及與其他模塊連接介紹如下：&l

41、t;/p><p>　　VCC：接+5V電源。</p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　XTAL：時鐘引腳，XTAL1和XTAL2外接晶振和33pF的電容，構(gòu)成時鐘電路。</p><p>　　RST：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)在此引腳加兩個機(jī)器周期的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。</p

42、><p>　　P1.0：接功能按鍵。</p><p>　　P1.1：接切換鍵，表示單雙程切換。</p><p>　　P1.2：接停止鍵。</p><p>　　P1.3：接清零鍵。</p><p>　　P3.0：接查詢/確認(rèn)鍵</p><p>　　P1.4：接空車指示燈。</p><

43、;p>　　P1.5：接查詢指示燈。</p><p>　　P1.6：接等待指示燈。</p><p>　　P1.7：接雙程指示燈。</p><p>　　P0口接數(shù)碼管段選端口，P2口接數(shù)碼管位選端口。</p><p>　　P3.2：接霍爾傳感器的輸出口。</p><p>　　P3.3：接存儲器的SCL口。</p

44、><p>　　P3.4：接存儲器的SDA口。</p><p>　　P3.5：接時鐘電路DS1302的RST口。</p><p>　　P3.6：接DS1302的SCLK口。</p><p>　　P3.7：接DS1302的I/O口。</p><p>　　3.1.2 復(fù)位電路</p><p>　　AT8

45、9S52 的復(fù)位端是一個施密特觸發(fā)輸入，高電平有效。RST端若由低電平上升到高電平并持續(xù)2個機(jī)器周期，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位操作。此復(fù)位電路中，上電或按一下復(fù)位開關(guān)都能在RST端出現(xiàn)一段時間的高電平，使系統(tǒng)復(fù)位。如圖3所示。</p><p><b>　　圖3 復(fù)位電路</b></p><p>　　3.1.3 晶振電路</p><p>　　其輸入端

46、為芯片引腳XTAL1，其輸出端為芯片引腳XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容，這樣就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。如圖4所示。</p><p><b>　　圖4 晶振電路</b></p><p>　　3.1.4 獨(dú)立鍵盤電路</p><p>　　本設(shè)計的鍵盤電路由5個獨(dú)立按鍵組成，如圖5所示。</p>&l

47、t;p><b>　　圖5 獨(dú)立鍵盤電路</b></p><p><b>　　功能如下：</b></p><p>　　S1：功能鍵。按下時進(jìn)入單雙程選擇模式，再按回到實(shí)時時間顯示狀態(tài)。</p><p>　　S2：切換鍵。按功能鍵進(jìn)入單雙程選擇模式后再按此鍵可進(jìn)行單程和雙程之間切換。</p><p&g

48、t;　　S3：停止鍵。運(yùn)行狀態(tài)按下此鍵即停止計程計費(fèi)。</p><p>　　S4：清除鍵。按下時清除里程和金額等數(shù)據(jù)信息，并將此次信息送入存儲電路儲存。</p><p>　　S5：查詢、確認(rèn)鍵。功能選擇模式時按下此鍵確認(rèn)選擇，運(yùn)行時按下此鍵可查詢等待時間，再次按下回到顯示里程數(shù)、金額狀態(tài)。</p><p>　　3.1.5 指示燈電路</p><

49、p>　　指示燈電路由4個LED組成，包括空車指示燈、查詢指示燈、等待指示燈、雙程指示燈。如圖6所示。</p><p><b>　　圖6 指示燈電路</b></p><p>　　這些指示燈能對計程車的每一種狀態(tài)進(jìn)行指示，空車時空車指示燈亮，查詢時查詢指示燈亮，當(dāng)車速小于5km/h時等待指示燈亮。如果選擇的模式為雙程時雙程指示燈亮，單程時不亮。</p>

50、<p>　　3.1.6 數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　數(shù)碼管顯示電路由兩個四位一體的LED數(shù)碼管組成， LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動，具有耗電少、使用壽命長、成本低、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。此外，它的響應(yīng)時間短（一般不超過0.1us），亮度也比較高。它的缺點(diǎn)是工作電流比較大，每一段的工作電流在10mA左右。</p><p>

51、;　　其中每位數(shù)碼管內(nèi)部由8個LED組成，示意圖如圖7，其中A—G代表7個發(fā)光二極管構(gòu)成7筆字形，余下一個DP構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)，稱為8段LED。8段LED數(shù)碼管可以顯示0～9等10個數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)，使用非常廣泛。如圖7所示。</p><p><b>　　圖7 8段數(shù)碼管 </b></p><p>　　這類數(shù)碼管可以分為共陽極和共陰極兩種，共陽極就是把所有LED的陽極連接到共同

52、接點(diǎn)，而每個LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g、dp；共陰極則是把所有LED的陰極連接到共同接點(diǎn)，而每個LED的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g、dp。如圖8和圖9所示。</p><p>　　圖8 8段共陽數(shù)碼管 圖9 8段共陰數(shù)碼管</p><p>　　通過控制這個公共端，可使該位對應(yīng)的LED亮或暗。當(dāng)共陰極端接地或共陽極接高電平

53、，該位顯示器有效，反之無效。本設(shè)計采用共陰LED數(shù)碼管。</p><p>　　數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式，本設(shè)計采用動態(tài)顯示。相比較而言，動態(tài)顯示方式具有低功耗、接口少等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計中使用的兩個四位一體數(shù)碼管接P0口作為段選，接P2口作為位選。空車時顯示當(dāng)前時間，開始計價時前四位顯示里程，后四位顯示金額。當(dāng)查詢等待時間時顯示為等待時間。如圖10所示。</p><p>　　圖10

54、 數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　3.1.7 車速檢測電路</p><p>　　本次設(shè)計選取了霍爾傳感器來進(jìn)行里程檢測。</p><p>　　霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為工作基礎(chǔ)。</p><p>　　霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長

55、，安裝方便，功耗小，頻率高，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。</p><p>　　霍爾器件分為霍爾元件和霍爾集成電路兩大類，前者是一個簡單的霍爾片，使用時常常需要將獲得的霍爾電壓進(jìn)行放大。后者將霍爾片和它的信號處理電路集成在同一個芯片上。本次設(shè)計選取了霍爾集成電路來測量里程。</p><p>　　里程測量是通過將霍爾傳感器的集成電路安裝在車輪上方的鐵板上，將磁鐵安裝在車輪

56、上，旋轉(zhuǎn)的車輪將磁鐵對準(zhǔn)集成電路時，霍爾傳感器會輸出一個脈沖信號，送到單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的計算處理，將行駛的里程送到顯示單元并顯示出來。霍爾傳感器里程檢測示意圖如圖11所示。</p><p>　　圖11 里程檢測示意圖</p><p>　　U18霍爾傳感器IC（Integrated Circuit，集成電路）是一種利用霍爾效應(yīng)做成的半導(dǎo)體集成電路器件，它被設(shè)計在交變磁場中運(yùn)行，特別是能在低

57、電源電壓工作，長時間運(yùn)行溫度范圍高達(dá)125℃。這種霍爾可用作各種類型的傳感器（速度傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等等），接觸開關(guān)以及相類似的應(yīng)用場合。其工作電壓比較寬（2.5～20V），可運(yùn)行在較大的溫度范圍內(nèi)（-20℃～125℃）, 其輸出的信號符合TTL（Transistor-Transistor Logic，晶體管-晶體管邏輯）電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的IO 口上，而且其最高檢測頻率可達(dá)到1MHZ。</p>&l

58、t;p>　　U18霍爾傳感器IC的外形圖及其工作特性如圖12(a),(b)所示。其中BOP為工作點(diǎn)“開”的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BRP為釋放點(diǎn)“關(guān)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動作點(diǎn)BOP時，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動作點(diǎn)BOP以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn)BRP時，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖?。BOP與BRP之間的滯后使開關(guān)動作更為可靠。</p><p>　　U18集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓

59、器A、霍耳電勢發(fā)生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五個基本部分組成。在輸入端輸入電壓VCC，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會產(chǎn)生霍爾電勢差VH輸出，該VH信號經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到OC門輸出。當(dāng)施加的磁場達(dá)到工作點(diǎn)（即Bop）時，觸發(fā)器輸出高電壓（相</p>

60、<p>　　對于地的電位），使三極管導(dǎo)通，此時OC門輸出端輸出低電壓，三極管截止，使OC門輸出高電壓，這種狀態(tài)為關(guān)。這樣兩次電壓變換，使霍爾開關(guān)完成了一次開關(guān)動</p><p><b>　　作。</b></p><p>　　(a) U18的外形圖及引腳 (b) U18的工作特性圖</p><p>　　

61、圖12 U18霍爾傳感器IC的外形及引腳圖及其工作特性圖</p><p>　　U18霍爾傳感器IC有3個外接端子，2個是電源的正負(fù)極端子，最后一個是脈沖信號輸出，只要將此信號輸出端接到單片機(jī)的IO口端子上便可以實(shí)現(xiàn)距離檢測。其中，單片機(jī)的P3.2（INT0）引腳作為信號的輸入端接收來自傳感器輸出的信號，采用外部中斷0進(jìn)行計數(shù)。車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器就產(chǎn)生一個脈沖信號，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時，霍爾

62、傳感器的輸出端輸出低電平。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動一圈時小磁鐵提供一個磁場，則霍爾傳感器輸出一次低電平完成一次數(shù)據(jù)采集，從而產(chǎn)生信號?；魻杺鞲衅鳈z測并輸出信號到單片機(jī)的INT0計算脈沖輸入端，引起單片機(jī)的中斷，對脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達(dá)到特定的次數(shù)時，里程就會增加，單片機(jī)對里程進(jìn)行計算后，通過接口電路將計算好的結(jié)果傳送到數(shù)碼管并顯示出來。</p><p>　　3.1.8 存儲電路</p><p>　　存儲電

63、路的作用是儲存上一次的里程、金額和等待時間。本設(shè)計采用Atmel公司的AT24C1024可擦除存儲芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，芯片內(nèi)的信息可以在斷電的情況下保存40年以上，而且采用8 腳的DIP 封裝，使用方便。存儲電路如圖13所示。圖中R3、R4 是上拉電阻，其作用是減少AT24C1024 的靜態(tài)功耗。由于AT24C1024的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SCL（時鐘脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址

64、）與單片機(jī)P3.3和P3.4口連接，進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　圖13 存儲電路</b></p><p>　　3.1.9 時鐘顯示電路</p><p>　　本設(shè)計采用基于DS1302的時鐘電路，空車時顯示當(dāng)前時間。DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時時鐘電路，DS1302的引腳排列,其中

65、VCC1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。X1和X2是振蕩源，外接晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)， SCLK為時鐘輸入端。 如圖14所示。</p><p><b>　　1</b></p><p>　　圖14 時鐘顯示電路</p&g

66、t;<p><b>　　4 軟件系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為系統(tǒng)主程序、數(shù)據(jù)處理子程序、等待時間計時子程序和鍵盤掃描子程序四個模塊，下面對每一塊進(jìn)行介紹。</p><p>　　4.1 系統(tǒng)主程序</p><p>　　本設(shè)計中采用了主程序調(diào)用各個子程序的方法。在main函數(shù)編寫開始，要進(jìn)行初始化

67、，包括對系統(tǒng)初始化和對硬件設(shè)備進(jìn)行初始化，并使硬件處于就緒狀態(tài)。在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、出租車起價和單價的初始化、中斷向量的設(shè)計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。系統(tǒng)主程序流程圖如圖15所示。</p><p>　　圖15 系統(tǒng)主程序流程圖</p><p>　　4.2 數(shù)據(jù)處理子程序</p><p>　　每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機(jī)中斷

68、一次，在計數(shù)中斷服務(wù)程序，里程和金額都相應(yīng)變化，當(dāng)然等待時間也換算成里程（當(dāng)速度小于5km/h時，每5分鐘相當(dāng)于1公里）。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：金額=（里程-3）*單價+8；否則，執(zhí)行公式：總金額=起步價。數(shù)據(jù)處理子程序流程圖如圖16所示。</p><p>　　圖16 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖</p><p>　　4.3 等待時間計時子程序

69、</p><p>　　當(dāng)出租車的速度5km/h時等待時間開始計時，并換算成里程，進(jìn)行計算后顯示等待時間和金額。當(dāng)停止鍵按下時停止計時和計費(fèi)并顯示金額，當(dāng)有查詢鍵按下時顯示等待時間，當(dāng)有清除鍵按下時存儲本次金額。等待時間計時子程序如圖17所示。</p><p>　　圖17 等待時間計時子程序</p><p>　　4.4 鍵盤掃描子程序</p><

70、p>　　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。鍵盤掃描子程序流程圖如圖18所示。</p><p>　　圖18 鍵盤掃描子程序</p><p>　　5 系統(tǒng)運(yùn)行的Proteus仿真與測試</p><p>　　設(shè)計仿真中采用輔助軟件Keil uVision3對程序進(jìn)行編譯

71、，從而生成Proteus中單片機(jī)能夠讀取并載入的“.hex”文件?！?hex”文件生成界面如圖19所示。</p><p>　　圖19 “.hex”文件生成界面</p><p>　　在Proteus軟件中畫出仿真電路，另外為了將注意力集中在單片機(jī)對系統(tǒng)的控制上，將車速檢測電路有傳感器輸出的信號簡化為用一個脈沖信號源替代，通過改變脈沖頻率模擬車速變化。把Keil uVision3編譯后生成的“

72、.hex”導(dǎo)入到單片機(jī)中，進(jìn)行仿真。下面對系統(tǒng)的幾種主要狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)行測試。</p><p><b>　　5.1 空車狀態(tài)</b></p><p>　　空車狀態(tài)時，空車指示燈亮，數(shù)碼管顯示當(dāng)前時間?？哲嚑顟B(tài)仿真電路及其顯示如圖20所示。</p><p>　　圖20 空車狀態(tài)仿真電路</p><p>　　5.2 單雙程模

73、式切換</p><p>　　按下功能鍵，進(jìn)入單雙程選擇模式。如圖21和圖22所示。數(shù)碼管顯示單價，數(shù)字前帶負(fù)號表示當(dāng)前單價。</p><p>　　圖21 單程模式仿真電路</p><p>　　圖22 雙程模式仿真電路</p><p>　　模式選定后按確認(rèn)鍵進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，空車指示燈滅，該模式對應(yīng)的指示燈亮（雙程亮，單程不亮）。數(shù)碼管前四位顯示里

74、程，后四位顯示金額。以雙程模式運(yùn)行狀態(tài)為例，如圖23所示。</p><p>　　圖23 雙程模式運(yùn)行狀態(tài)仿真電路</p><p><b>　　5.3 等待模式</b></p><p>　　當(dāng)車速小于5km/h，系統(tǒng)進(jìn)入等待模式，等待指示燈亮，數(shù)碼管顯示等待時間。如圖24所示。</p><p>　　圖24 等待模式仿真電

75、路</p><p><b>　　5.4 查詢模式</b></p><p>　　當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)后，按下停止鍵，系統(tǒng)停止運(yùn)行，此時按查詢鍵可查詢總等待時間、再按下該鍵回到顯示里程和金額狀態(tài)，查詢指示燈亮。如圖25所示。</p><p>　　圖25 查詢狀態(tài)仿真電路</p><p>　　交易完成之后，按下清除鍵，系統(tǒng)回到空車狀態(tài)

76、，空車指示燈亮，數(shù)碼管顯示當(dāng)前時間。</p><p>　　仿真時由于軟件本身存在延時等現(xiàn)象，所以顯示結(jié)果可能存在誤差，但并不影響該系統(tǒng)的功能。仿真結(jié)果表示該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)設(shè)計的全部功能要求。</p><p><b>　　6 結(jié)束語</b></p><p>　　在本次設(shè)計中，我采用了AT89S52芯片為核心器件，結(jié)合復(fù)位電路、晶振電路、獨(dú)立鍵盤電路

77、、指示燈電路、數(shù)碼管顯示電路、車速檢測電路、存儲電路、時鐘顯示電路等外部電路，設(shè)計出了一個簡易計程車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)。利用C語言編程，編譯后寫入單片機(jī)中，通過仿真和調(diào)試之后，系統(tǒng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)顯示當(dāng)前時間、等待時間、金額和里程，按鍵控制，空車指示等多種功能。雖然還存在一些誤差，但還是達(dá)到了本次畢業(yè)設(shè)計的要求。成功設(shè)計出了一個多功能的簡易計程車?yán)锍瘫硐到y(tǒng)。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中，我的體會頗多。選題后，我便開

78、始復(fù)習(xí)電子信息專業(yè)各方面的知識，也查閱了很多相關(guān)資料，同時也學(xué)習(xí)仿真軟件Proteus和編程軟件Keil uVision3。的使用。由于我以前大都采用匯編語言來編程，而對這次用C語言來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的編程還不太熟練，所以也花費(fèi)了一些時間來熟悉C語言的編程。復(fù)習(xí)了一段時間的理論知識后，我便開始著手設(shè)計方案，通過比較，最終確定了利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)里程表的計程計費(fèi)。方案確定后，我便分模塊設(shè)計了系統(tǒng)原理圖；軟件方面，繪制了流程圖，并利用C語言編寫了全

79、部程序。軟硬件均設(shè)計完成之后，我通過Proteus軟件對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果達(dá)到設(shè)計任務(wù)的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)。通過幾個月的努力，我最終完成了本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。</p><p>　　本次設(shè)計我學(xué)習(xí)到了不少知識，但由于自己的理論知識水平有限，實(shí)踐知識和設(shè)計經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計過程中難免存在一些問題，尚有許多不足，個別功能還不能很好的實(shí)現(xiàn)，實(shí)物制作并沒有完成。下一步的工作，是對計程車計價器的功能和實(shí)用性方面進(jìn)一

80、步完善，并完成實(shí)物的制作，真正做成有實(shí)用價值的應(yīng)用儀器。懇請各位老師批評指正，以使我在以后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中加以改進(jìn)和提高。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 代啟化.基于Proteus的電路設(shè)計與仿真[J].現(xiàn)代電子技術(shù).2006,第19期.</p><p>　　Dai QiHua.Proteus-base

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89、;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過不斷努力，我終于完成了此次畢業(yè)設(shè)計。在此，首先感謝XX老師，正是他在百忙之中還抽出寶貴的時間對我進(jìn)行精心的指導(dǎo)，才使我順利完成了此次畢業(yè)設(shè)計。同時也感謝各位同學(xué)和老師對我提供的幫助，使我在此次設(shè)計中學(xué)到了許多寶貴的知識和經(jīng)驗(yàn)。在此，衷心地感謝你們！</p><p><b&g

90、t;　　附 錄</b></p><p>　　附錄A 元器件清單</p><p>　　附表1 元器件清單</p><p>　　附錄B 源程序清單</p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<intrins.h></p>

91、;<p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define DanJia_DanCheng 20</p><p>　　#define DanJia_WangFan 15</p><p>　　#define Lu

92、nJing 5 /*車輪直徑0.5m*/</p><p>　　#define LunChang 1.57//m 3.14*0.5</p><p>　　/**************************</p><p><b>　　狀態(tài)碼定義</b></p><p>　　*********************

93、*****/</p><p>　　#define KongChe_flag 0</p><p>　　#define JinEr_LiCheng_flag 1</p><p>　　#define ShiJian_flag 2 </p><p>　　#define DanJia_flag

94、 3</p><p>　　/*****************************************</p><p>　　ds1302 地址定義</p><p>　　*****************************************/</p><p>　　#define WRITE_SECOND

95、 0x80</p><p>　　#define WRITE_MINUTE 0x82</p><p>　　#define WRITE_HOUR 0x84</p><p>　　#define READ_SECOND 0x81</p><p>　　#def

96、ine READ_MINUTE 0x83</p><p>　　#define READ_HOUR 0x85</p><p>　　#define WRITE_PROTECT 0x8E</p><p>　　/***********************************

97、******</p><p><b>　　AT24C1024</b></p><p>　　*****************************************/</p><p>　　#defineOP_READ0xa1// 器件地址以及讀取操作</p><p>　　#defineOP_WRITE

98、0xa0// 器件地址以及寫入操作</p><p>　　/*********************************</p><p><b>　　引腳定義</b></p><p>　　*********************************/</p><p>　　sbit Function_Key=

99、P1^0;</p><p>　　sbit QieHuan_Key=P1^1;</p><p>　　sbit JieZhang_Key=P1^2;</p><p>　　sbit Clear_Key=P1^3;</p><p>　　sbit ChaXun_QueRen_Key=P3^0;</p><p>　　sbit Ko

100、ngChe_Led=P1^4;</p><p>　　sbit ChaXun_Led=P1^5;</p><p>　　sbit JiShi_Led=P1^6;</p><p>　　sbit DanShuang_Led=P1^7;</p><p>　　//位尋址寄存器定義</p><p>　　sbit ACC_7 = AC

101、C^7;</p><p>　　sbit SCLK = P3^6; // DS1302時鐘信號 7腳</p><p>　　sbit DIO= P3^7; // DS1302數(shù)據(jù)信號 6腳</p><p>　　sbit CE = P3^5; // DS1302片選

102、5腳</p><p>　　sbit SDA = P3^4;</p><p>　　sbit SCL = P3^3;</p><p>　　uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};</p><p>　　uchar code wei[]={

103、0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; </p><p>　　uchar data dis1[]={0x00,0x00,0x0b,0x00,0x00,0x0b,0x00,0x00}; //時分秒顯示緩沖區(qū)</p><p>　　uchar data chuzhi[]={0x00,0x00,0x00}; //時分秒初值</p>

104、<p>　　uchar data time1302[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};</p><p>　　uint data Count=0;</p><p>　　uint data Count1=0,Count2=0;</p><p>　　uchar data DanJia=DanJia_DanChe

105、ng; //默認(rèn)單程價格</p><p>　　uint data LiCheng=0;</p><p>　　uint data JinEr=0;</p><p>　　uchar data Second;</p><p>　　uint data Minute;</p><p>　　uint data Speed=

106、0;</p><p>　　uint data Old_Count,New_Count;</p><p>　　uchar i=0,j=0,k=0,n=0;</p><p>　　uint data_temp[];</p><p>　　bit KaiShiFlag=0;</p><p>　　bit JiShiFlag=0;

107、</p><p>　　bit ChaXunFlag=0;</p><p>　　bit JieZhangFlag=0;</p><p>　　bit JinErFlag=0;</p><p>　　void start();</p><p>　　void stop();</p><p>　　unsig

108、ned char shin();</p><p>　　bit shout(uchar write_data);</p><p>　　unsigned char read_random(uchar random_addr);</p><p>　　void write_byte(uchar addr, uchar write_data);</p><

109、p>　　void delayms(uchar ms);</p><p>　　void data_process();</p><p>　　void fill_byte(uchar fill_data,uchar n);</p><p>　　void delay(uint x)</p><p><b>　　{</b>

110、</p><p><b>　　uint y;</b></p><p>　　while(x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************************

111、************</p><p>　　at24c1024程序</p><p>　　***************************************/</p><p>　　void start()</p><p><b>　　// 開始位</b></p><p><b&g

112、t;　　{</b></p><p><b>　　SDA = 1;</b></p><p><b>　　SCL = 1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></

113、p><p><b>　　SDA = 0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><

114、b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　SCL = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void stop()</p><p><b>　　// 停止位</b></p><p>

115、;<b>　　{</b></p><p><b>　　SDA = 0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　SCL = 1;</b&

116、gt;</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p

117、><b>　　SDA = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar shin()</p><p>　　// 從AT24Cxx移入數(shù)據(jù)到MCU</p><p><b>　　{</b></p><p>　　u

118、nsigned char i,read_data;</p><p>　　for(i = 0; i < 8; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　SCL = 1;</b></p><p>　　read_data <<= 1;</p>