发布时间 : 星期三 文章出租车计价器设计报告 - 图文更新完毕开始阅读
电子科学与技术1042-07课程设计
方便做如下设置TMOD=0x06，TL0=255 ，TH0=255;即单片机定时/计数器0工作于工作方式2,8位自动重装模式，作计数器使用，单片机收到一次脉冲触发一次中断，里程增加0.1Km。
通过按键能够实现启动、停止/结算以及选择不同的计费模式。显示电路使用8位LED数码管来显示，左边4位显示行车里程，小数点后面一位为百米位，右边4为显示应付金额，小数点后面一位为角位。由于现实生活中一角使用的比较少，而五角钱使用的相对较多，为了司机与乘客之间交易方便，小数点后面的角位数字小于5的一律按5计算，大于5的一律向元位上进1。由于8位数码管静态显示需要许多I/O端口，和静态显示相比动态显示仅需要少量I/O端口就可以实现，所以这里采用动态显示方式。使用74HC138译码器对单片机输出的3位片选码进行译码并输送到8段LED片选端实现对8位LED的片选。
3 系统硬件设计
设计电路时，考虑到用霍尔传感器价格昂贵，且不便于试验检测仿真，在设计中采用一个模拟开关来代替。模拟开关一端接在P3.4引脚，另一端接地，通过来回高低电平的变化，每按一次，对应的里程数加0.1Km。通过程序计算出里程和金额的信息，再加上驱动电路的设计，就可以在数码管上分别显示总金额和总里程。
在显示方面，可以用液晶显示，也可以用数码管进行显示。由于液晶显示在距离一米多远以外就不怎么能看清楚[8]，而数码管能清晰的显示、经济适用并且在这次设计中只需要显示里程和金额信息，所以本设计采用数码管进行显示。这样既节约了成本，又可以达到显示的目的。为了减少硬件的复杂度，设计中采用了动态显示方式。另外设计LED指示灯来实时指示各项状态，如出租车有客/待运状态，白天/夜晚状态，单程/往返状态，便于乘客监督司机作弊。设计中设计了控制按键，能够很好的对出租车计价器控制,如启动/停止按键，白天/夜晚按键，单程/往返按键，清零按键等。
3.1 单片机介绍
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器[9]。
3.2.1 AT89C51的特点
AT89C51具有以下几个特点：
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·AT89C51与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容； ·全静态工作：0Hz～24MHz； ·三级程序存储器加密； ·数据保留时间：10年；
·片内有4k字节在线可重复编程快擦写程序存储器； ·128×8位内部RAM； ·32位双向输入输出线； ·五个中断源,两级中断优先级； ·两个十六位定时器/计数器； ·一个全双工的异步串行口； ·间歇和掉电两种工作方式。
3.2.2 AT89C51引脚功能
AT89C51单片机为40引脚芯片，其实物图与引脚图如图所示：
图2 AT89C51实物与引脚图
①.口线：P0、P1、P2、P3共四个八位口。
P0口是三态双向口，通称数据总线口，只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。P0口也用以输出外部存储器的低8位地址。由于是分时输出,故应在外部加锁存器将此地址数据锁存，地址锁存信号用ALE。
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位专门供用户使用的I/O口,是准双向口。 P2口是系统扩展时作高8位地址线用。不扩展外部存储器时,P2口也可以作为用户I/O口线使用,P2口也是准双向口。
P3口是双功能口,该口的每一位均可独立地定义为第一I/O功能或第二I/O功能。作为第一功能使用时操作同P1口。
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P3口的第二功能如表2所示： 端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 各个功能 RXD(串行口输入端) TXD(串行口输出端) INT0(外部中断0请求输入端，低电平有效) INT1(外部中断1请求输入端，低电平有效) T0(定时器/计数器0计数脉冲输入端) T1(定时器/计数器1计数脉冲输入端) WR(外部数据存储器写选通信输出端，低电平有效) RD(外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效) ②．控制口线:PSEN（片外选取控制)、ALE(地址锁存控制)、EA(片外存储器选择)、RESET(复位控制);
③．电源： VCC：供电电压。 GND：接地
3.2.3 设计中使用的管脚
VCC:接+5V电源。 GND:接地。
时钟引脚：XTAL1和XTAL2两端接晶振和30PF的电容，构成时钟电路。
RST:复位信号输入端，高电平有效。在此引脚加两个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。
P1.0:接启动/停止按键。 P1.1:接白天/夜晚按键。 P1.2:接单程/往返按键。 P1.3:接清零键。
P0口接数码管段选端，P2口接驱动芯片。
P3.4(T0):接模拟开关按键，替代了出租车计价器中的霍尔传感器。
3.2 硬件组成
硬件组成主要包括：时钟模块、复位模块、按键及指示模块、里程测量模块、显示驱动模块、显示模块。
3.2.1 时钟模块
单片机工作是以时钟控制信号为基准，内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序执行指令进行工作[10]，为了保证系统内各部分稳定工作，系统需要一个稳定的时钟信号。
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时钟电路产生振荡脉冲，经过二分频之后，为单片机提供时钟脉冲信号。振荡频率取决于石英晶体的振荡频率，频率范围可取1.2MHz—12MHz。C1、C2具有频率微调和稳定作用，电容值可取5~30pF。单片机运行速度取决于晶体振荡频率，晶体振荡频率越高，系统的时钟频率越高，单片机运行速度越快。本设计中使用的时钟电路，由两个约30PF的电容和12MHZ晶体振荡器组成，将晶体跨接在XTAL1和XTAL2两端。在整个系统中为系统各个部分提供基准频率信号，以防因其工作频率不稳定而影响相关设备工作的稳定性，晶振可以在电路中产生振荡电流，发出时钟信号。时钟模块的电路图如图所示。
图3 单片机时钟电路图
3.2.2 复位模块
单片机在启动时需要进行复位操作，使系统处于初始状态，并从这个状态开始工作。单片机的复位是由外部的复位电路实现的, 复位电路通常有两种复位模式，一是采用上电自动复位，二是按键手动复位[11]。上电自动复位是通过复位电路的电容充电来实现的。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。复位信号是高电平有效，持续24个振荡脉冲周期（即二个机器周期）以上，即可完成复位操作。本次设计中采用手动复位的电平复位。
图4 单片机复位电路
3.2.3按键及指示模块
本设计中设有按键控制电路及LED指示部分，通过按键可以控制启动/停止计价以及根据乘客使用出租车情况选择不同的计费模式。LED指示模块可以实时的指示当前出租车所采用的计价模式状态，可以让乘客一目了然，监督司机，防止司机作弊。
按键控制电路中，单片机的P1.0引脚接启动/停止按键，通过软件编程，当按下按键计数器开始工作，开始计价，启动指示灯点亮，代表出租车出于有客状态；当弹起按键时，计数器停止工作，停止计价，结算路费，停止指示灯点亮，表示出租车出于待运状态。按
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