基于单片机的出租车计费器Word文档格式.docx
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七、参考文献9
一、设计目的
将理论与实践相结合的教学环节，通过综合运用教材及其他资料，使所学知识得到进一步加深和扩展.同时还培养设计能力和解决实际问题能力，进行基本技能的训练,进一步熟练proteus，keilC等软件的操作.本设计的目的是在学习51系列单片机的基础上，设计出符合要求的电路，从而实现设计产品的计价功能.
二、设计思路
1、硬件电路设计.
2、连接仿真电路图.
3、代码编写.
4、程序调试验证.
三、设计过程
3.1硬件设计
AT89C51单片机
显示电路
按键电路
复位电路
时钟电路
按下计价按键时，显示起步价和起步里程范围，这些在程序中设置；
当等于或超过两公里后，按计算总价的公式为：
总价=起步价+单价*（总里程-起步里程）+1进行计价.本设计中，起步价为4元，起步里程为2公里，当然这些数据可以在程序中改写，以满足不同时期价格调整的需要.下图是通过在KeilC中编译通过，并生成Hex文件，在PROTEUS中仿真通过的整体硬件原理图：
硬件设计原理图
3.1.1驱动电路
74LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备.总线驱动器74LS244和74LS245经常用作三态数据缓冲器，74LS244为单向三态数据缓冲器，而74LS245为双向三态数据缓冲器.本设计用74LS245作为驱动芯片，双向总线发送器/接收器（3S）.
图1驱动芯片管脚图
74LS245主要电器特性的典型值如下:
引出端符号:
AA总线端
BB总线端
/G三态允许端（低电平有效）
DIR方向控制端
功能表：
利用74LS245来驱动数码管显示，单片机的P2.0到P2.5分别接A0到A5管脚，进行数据的传送，其中AB/BA接高电平，控制数据从A到B进行传送，B0到B5分别接数码管的位选端，驱动数码管依次显示.P2.0到P2.5的数据通过A传送到B中的数据送到数码管，以达到显示数据信息的目的.
3.1.2显示电路
多数的应用系统,都要配输入和输出外设,LED显示器和LCD显示器,虽然LCD显示效果比较好,已经成为了一种发展趋势,但为了节约成本,我们选用了LED显示器.
在显示方面，我们选用了动态显示.静态显示虽然亮度较高，接口编程容易，但是每位的段码线分别与一个8位的锁存器输出相连.占用的I/O口线比较多，在显示位数较多的情况下，一般都采用动态显示方式.利用动态显示的方法，由于LED显示器的余辉和人眼的视觉暂留现象，只要每位显示的时间间隔足够短，就仍能感觉到所有的数码管都在显示.为了简化硬件，通常将所有位的段码线相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，在同一时刻，只让一位选通，如此循环，就可以使各位显示出将要显示的字符.
图2LED数码管
LED数码有共阳和共阴两种，把这些LED发光二极管的正极接到一块（一般是拼成一个8字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳的，相反的，就叫共阴的，那么应用时这个脚就分别的接VCC和GND.再把多个这样的8字装在一起就成了多位的数码管了.在本设计仿真中使用的是6个一组的共阴8段数码管.
找公共共阴和公共共阳的方法：
首先我们找个电源|稳压器（3到5伏）和1个1K（几百欧的也行）的电阻，VCC串接个电阻后和GND接在任意2个脚上，组合有很多，但总有一个LED会发光的，找到一个就够了，然后用GND不动，VCC（串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就是共阴的了.共阴极数码管，阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，对应的段就显示.
3.1.3复位电路
单片机的复位是由外部的复位电路实现的,复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式.上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的.除了上电复位外还需要按键手动复位.按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种.其中电平复位是通过RST端经电阻与电源VCC接通而实现的.单片机的复位速度比外围I/O接口电路快为能够保证系统可靠的复位，在初始化程序中应安排一定的复位延迟时间.
图3复位电路
3.1.4掉电保护电路
掉电保护电路中采用了存储芯片AT24C02.
AT24C02是一个CMOS标准的EEPROM存储器，是AT24CXX系列（AT24C01/02/04/08/16）成员之一，这些EEPROM存储器的特点是功耗小、成本低、电源范围宽，静态电源电流约30uA～110uA，具有标准的I2C总线接口，是应用广泛的小容量存储器之一.
图4AT24C02引脚图
上图是AT24C02的引脚图，这个芯片是一个8脚芯片，内部存储器有256字节.
引脚功能介绍如下：
A0（引脚1）：
器件地址的A0位，是器件地址的最低位，器件地址排列是A6A5A4A3A2A1A0R/W.
A1（引脚2）：
器件地址的A1位.
A2（引脚3）：
器件地址的A2位.
GND（引脚4）：
地线.
SDA（引脚5）：
数据总线引脚.
SCL（引脚6）：
时钟总线引脚.
TEST（引脚7）：
测试引脚.
Vcc（引脚8）：
电源线引脚.
本设计采用掉电存储电路图如下：
图5掉电存储电路
3.1.5时钟电路
MCS-51单片机的各功能部件都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，单片机本身如同一个复杂的同步时序电路，为了保证其各个部分同步工作，电路要在唯一的时钟信号控制下，严格地按照时序进行工作.其实只需在时钟引脚连接上外围的定时控制元件，就可以构成一个稳定的自激振荡器.为更好地保证振荡器稳定可靠地工作，谐振器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近.
本设计中使用的振荡电路，由12MHZ晶体振荡器和两个约30PF的电容组成，在XTAL1和XTAL2两端跨接晶体，电容的大小不会影响振荡频率的高低.在整个系统中为系统各个部分提供基准频率，以防因其工作频率不稳定而造成相关设备的工作频率不稳定，晶振可以在电路中产生振荡电流，发出时钟信号.
图6时钟电路
3.1.6按键电路
按键控制电路中，单片机的P1.0管脚接启动/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；
当弹起按键时，计数器停止工作，停止计价，启动/停止按键带自锁功能.按下启动按键，开关处于导通状态，这时给P1.0送低电平信号，这时TR0=1,计数器开始工作，调用计价子程序开始计价.清零按键接单片机的P1.3管脚，按下清零按键，P1.3为低电平，调用清零子程序，用于将显示数据清零，在程序中给各位赋0代码（0x3f），以达到清零的目的，方便下次计价.另外为功能键，控制价格调整，这个按键是在没有按下启动/停止按键时有作用，计价过程中无效.
图7按键电路
3.2系统程序设计
本设计中，软件设计采用模块化操作，利用各个模块之间的相互联系，在设计中采用主程序调用各个子程序的方法，使程序通俗易懂，我们设计了整体程序流程图.
在main函数编写开始，要进行初始化，包括对系统初始化和对存储器初始化，要对硬件设备进行初始化，并使硬件处于就绪状态.
通过判断是否计费，调价，清零等状态，来分别调用不同的子程序，使程序在设计之前，就有了很强的逻辑关系.
这些对应于硬件就是通过按下各个控制开关，来分别进行不同的动作，最后数码管根据输入的信息，来显示不同的数据信息，这就达到了软件控制硬件，同时输入信息控制输出信息的目的.
四、软件调试
4.1编程工具—C51语言
8051单片机的应用程序设计，使用C51语言进行程序设计虽然相对于汇编语言代码效率有所下降，但可以方便地实现程序设计模块化，代码结构清晰、可读性强，易于维护、更新和移植，适合较大规模的单片机程序设计.近年来，随着C51语言的编译器性能的不断提高，在绝大多数应用环境下，C51程序的执行效率已经非常接近汇编语言，因此，使用C51进行单片机程序设计已经成为单片机程序设计的主流选择之一.
4.2程序调试工具—KEIL
本设计的软件都是在KeilμVision7.5上进行编写，编译，调试以及运行操作.
4.3单片机仿真软件在线调试—PROTEUS
1.打开Proteus软件.
2.选择file菜单下的opendesign选项，找到所需的元器件，元器件上单击右键选中，再单击左键对其进行命名和赋值，接着在编辑器左边的一栏中，找出并绘制设计所要的各种元器件，按照电路图连接后并保存.
3.将用keil编译产生的hex文件下载到单片机中：
双击51单片机，在对话框中把保存过的hex文件打开，再单击确定.
4.单击左下角运行按钮，进行软件仿真调试，直到出现正确的结果.
‘
下图为软件的仿真窗口：
五、实验设备和软件
1、Protues
2、KeiluVision4
六、课程设计体会与建议
6.1、设计体会
在本次设计中，我们采用AT89S51芯片为核心器件，设计出了简单的出租车计价器，能够实现显示总金额和总里程，按键控制清零，调价.
这次课程设计完成后，体会颇多，在学与做的过程中，取长补短，不断学习新的知识，吸取经验，达到进步的目的.通过自身的努力以及相关图书资料的帮助，逐渐熟悉了KEIL、PROTEUS和C语言等软件的使用以及硬件焊接与检测过程中的一些小技巧.
6.2、设计建议
在动手设计之前，希望老师能给我们多讲解一些更深层次的专业知识，并且提供相关的学习资料，为我们展示一些相关视频，这样会有助于我们进一步进入状态，更加完善地完成设计.
七、参考文献
[1]谭浩强.C程序设计（第二版）.清华大学出版社,2003
[2]胡泉、谢芳.C语言程序设计.华中科技大学出版社,2009
[3]戴佳.51单片机C语言应用程序设计实例精讲.电子工业出版社,2007
[4]张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社,2004
[5]马忠梅.单片机的C语言应用程序设计（第三版）.北京航空航天大学出版社,2004
[6]胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:
清华大学出版社,1995
附录：
出租车计费器设计代码：
#include<
AT89x51.h>
//#include<
stdio.h>
intrins.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
intxscode[6]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d};
//显示存储区
intzxscode[6]={0x1f,0x2f,0x37,0x3b,0x3d,0x3e};
//共阴显示片选码
intcodetab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
//共阴极数码
inti,j,flag;
ucharsec;
intkk=0;
//路程标志位
intjkk=0;
//费用
intjflag=0;
//费用标志位
intkflag=0;
intzdflag=0;
//中断标志位
intkilo=0;
//路程
intdj=1;
//路程单价
intdjflag=0;
//路程单价biaozhiwei
sbitke
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