基于单片机的出租车计价器的设计毕业设计论文.docx

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基于单片机的出租车计价器的设计毕业设计论文

毕业设计论文

基于单片机的出租车计价器的设计

独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。

除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其它人已经发表或撰写的研究成果。

与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：

　　年　　月　　日

授权声明

本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：

有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。

本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。

本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为：

签名：

　　　年　　月　　日

指导教师签名：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　　月　　日

摘要

本设计就是以AT89C51单片机为控制核心，用LCD显示器显示出租车的路程，价格，通过按键来实现开始，暂停，复位，转换等功能，还可根据不同情况来调节价格，不计价的时候还可以作为时钟使用。

设计中一共采用了四个频率开关，每个开关模拟不同的车速，6个按键，每个按键控制不同的功能，N键和P键是调整时间的导航键，+键和-键是调节时间和日期的，E/C键是模式切换键，Pause键是暂停计费按键。

关键词：

AT89C51单片机；LCD；数字时钟DS1302

ABSTRACT

ThedesignisacontrolcenterbasedonAT89C51microcontroller.LCDdisplayshowthejourneyandpriceoftaxi,bythekeyboard,achievedstartsuspended,reset,displayconversionandsoon.Youalsocanadjustthepriceaccordingtodifferentcircumstances,whenitcomestopricingcanbeusedasaclock.Therearefourfrequencyswitchsinthedesign,eachswitchsimulationdifferentspeed,andsixkeys,eachkeycontroldifferentfunction,NkeyandPkeyisthenavigationkeystoadjustthetime,+keysand-keyistoadjustthetimeanddate,E/Ckeyismodeswitchbutton,Pausekeyissuspendedbillingbuttons.

Keywords:

AT89C51microcontroller;LCD;digitalclockDS1302

目　　录

1课题背景

1.1研究背景

随着我国经济的快速发展，人民的生活水平有了很大的改善，旅游已经成为一种时尚，旅游业的发展，让人们对交通和服务行业的要求越来越高，而出租车就成为了外出旅游的重要工具之一。

当然，出租车计价就成为了最重要的问题，也是广大消费者最关心的问题。

随着出租车行业的迅猛发展，出租车成为了日常生活中重要的交通工具，只有安装了计价器的出租车才可以使用。

计价器是出租车公司和消费者之间公平交易的重要工具，所以计价器的性能一定要稳定，准确。

近年来，依据国家有关法律、法规。

出租车计价器已经被列为国家强制检定的计量器具之一。

出租车作为重要的交通工具，其行业的发展也早已备受关注，出租车能否准确的计价，是乘客与司机一直关注的重点，而良好性能的计价器无论是对汽车司机还是对广大消费者都是很重要的。

我国最早的生产计价器的是重庆市起重机厂，那时的计价器都是采用机械齿轮钩，只能完成简单的计程功能，但它是早期计价器的一个里程碑。

随着科学技术的飞速发展，第二代半机械化、半电子化的计价器产生，这时的计价器不但可以计程，还可计价。

当大规模集成电路发展时，第三代计价器很快问世，即全电子化的计价器，它利用了功能强大的单片机，可轻易的完成计程，计价，显示等基本工作。

1.2研究内容

计价器是主要负责出租车收费的职能仪表，它关系到消费者的经济利益，所以它对稳定性，准确性，精确性的要求非常的高。

本设计利用AT89C51作为核心控制中心，使计价器具有计价、计程、停车时间计价，时钟显示等相关功能。

2硬件平台

2.1单片机概述

单片机又称为单片微型计算机，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），常用英文缩写字母MCU来表示单片机，单片机最早被用在工业控制领域。

单片机主要由中央处理器（CPU）、内部数据存储器（内部RAM）、内部程序存储器（内部ROM）、I/O口、串行口、定时器、终端程序等系统组成。

 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory），高性能CMOS8位微处理器，单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

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。

AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2.1.1AT89C51单片机的中央处理器

单片机的核心部分是CPU，它相当于单片机的大脑和心脏。

CPU的主要功能是产生各种控制信号，以控制存储器、输入/输出端口的数据传送、数据的算术运算和逻辑预算以及位操作处理等。

AT89C51的中央处理器主要由运算器和控制逻辑组成，其中包括一些特殊功能寄存器（SFR）。

算术逻辑单元ALU能对数据进行加、减、乘、除等算术运算；“与”、“或”、“异或”等逻辑运算以及位操作运算。

ALU只进行运算，运算的操作数可以事先存放到累加器ACC或寄存器TMP中，运算结果可以送回ACC或通用寄存器或存储单元中，ACC也可简写为A。

寄存器B在乘法指令中用来存放一个乘数，在除法指令中用来存放除数，运算后B中为部分运算结果。

2.1.2AT89C51单片机引脚介绍

 AT89C51有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可在线编程。

它将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89C51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目限制，所以有许多引脚具有第二功能，各引脚功能如图2-1所示。

图2-1AT89C51的引脚图

电源引脚VCC和VSS

VSS：

接地端。

VCC：

+5V电源端。

时钟信号引脚XTAL1和XTAL2

XTAIL1、XTAL2：

当使用单片机内部振荡电路时，用外接石英晶振和微调电容，XTAL1是内部振荡电路反相放大器的输入端，XTAL2是片内振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率就是晶振的固有频率。

当使用外部时钟时，XTAL1接地，XTAL2接外部时钟信号源。

控制信号引脚RST/VPD、ALE/

、

和EA/VPP

RST/VPD：

RET是复位信号输入端。

当输入的复位信号保持两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平时有效,用来完成复位操作；第二功能VPD作为备用电源输入端，当电源VCC发生故障，电压降低到低电平规定值时，可通过VPD为单片机内部RAM提供电源，以保护片内RAM中的信息不丢失，使系统在上电后能继续正常运行。

ALE/

：

ALE为地址锁存允许输出信号。

在访问外部存储器时，ALE用来锁存P0口扩展低8位地址的控制信号。

在不访问外部存储器时，ALE也以时钟振荡频率的1/6的固定频率输出，因而它又可以作对外输出时钟信号或其他需要，例如可以示波器查看ALE是否有脉冲信号输出来确定89C51芯片的好坏；第二功能PROG是对内部有EPROM的单片机的EPROM编程脉冲输入端，它和31号引脚的第二功能VPP一起使用。

：

外部ROM的读选通信号输出端。

在访问外部ROM时，PSEN产生负脉冲作为读外部ROM的选通信号。

而在访问外部RAM或片内ROM时，不会产生有效PSEN信号。

/VPP：

EA是访问外部ROM的控制信号。

EA为低电平时，CPU只执行外部ROM中的程序。

EA为高电平且PC值小于0FFF（4K）时，CPU执行内部ROM的程序，但当PC的值超出4K时将自动转去执行片外ROM的程序。

对于无片内ROM的8031或不使用内部ROM的89C51，EA必须接地；第二种功能VPP是作为8751的片内EPROM的+21V编程电源输入端。

并行I/O端口P0、P1、P2和P3

P0口（P0.0~P0.7）：

P0口是一个8位双向I/O端口（无需外接上拉电阻）。

在访问外存储器时，分时提供低8位地址线和8位双向数据线。

P0口先输出片外存储器的低8位地址并锁存在地址锁存器中，然后再输入或输出数据。

P1口（P1.0~P1.7）：

P1口是一个内部带有上拉电阻的8位准双向I/O端口。

且P1口只能作为一般I/O口使用。

P2口（P2.0~P2.7）：

P2口是一个内部带有上拉电阻的8位准双向I/O端口。

在访问外部ROM或外部RAM时，输出高8位地址，与P0口提供的低8位地址一起组成16位地址总线。

P0口和P2口用作数据/地址线后，不能再作为通用I/O口使用。

P3口（P3.0~P3.7）：

P3口是一个内部带有上拉电阻的8位准双向I/O端口，在系统中8个引脚都有各自的第二功能。

2.2硬件电路的组成

2.2.1复位电路的设计

单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，使单片机从第一个单元取指令。

无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。

本设计所用的复位电路如图2-2所示。

图2-2复位电路

2.2.2时钟电路的设计

AT89C51系列单片机内部有一个可控制的反相放大器，引脚XTAL1、XTAL2为反相放大器的输入端和输出端，在XTAL1、XTAL2上外接晶振和电容便组成振荡器。

具体的时钟电路如图2-3所示。

振荡器频率主要取决与晶振的频率，但小于器件所允许的最高频率。

振荡器的工作可由软件置‘1’，使振荡器停止振荡，从而使整个单片机停止工作，以达到节电的目的。

图2-3时钟电路

2.3单片机最小系统电路

单片机最小系统是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。

对于AT89C51单片机来说，最小系统一般应该包括：

单片机、晶振电路、复位电路等。

它们是AT89C51工作所需的最简外围电路。

单片机最小系统电路如图2-4所示。

图2-4单片机最小系统电路图

2.4A44E霍尔传感器

2.4.1A44E霍尔传感器简介

A44E霍尔传感器是一种磁传感器。

可以检测磁场及其变化，可在各种磁场有关的场合中使用。

以霍尔效应为其工作基础。

它结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动不怕一些污染和腐蚀，而且精度高工作温度范围宽。

这种霍尔元件大量用于直流无刷电机和测磁仪表。

A44E集成霍尔开关由稳压器Ａ，霍尔电势发生器（即硅霍尔片）B，差分放大