1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）題目：題目： 出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：起止時(shí)間： 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （論文）本科生課程設(shè)計(jì)（論文）iv課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)

2、參數(shù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)一款出租車計(jì)價(jià)器，該計(jì)價(jià)器根據(jù)不同情況具有不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，具有單程和往復(fù)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，能夠在掉電的情況下存儲(chǔ)單價(jià)等數(shù)據(jù)，具有等待計(jì)費(fèi)功能。硬件設(shè)計(jì)包括 cpu 選型、最小系統(tǒng)電路、里程計(jì)量電路、按鍵顯示、時(shí)鐘電路等。軟件采用匯編語(yǔ)言或 c 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、確定設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出方案框圖。2、進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)，包括元器件選擇。3、繪制原理圖。4、繪出程序流程圖，并編寫(xiě)里程采集程序、計(jì)費(fèi)程序及顯示程序。5、要求認(rèn)真獨(dú)立完成所規(guī)定的全部?jī)?nèi)容；所設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求正確、合理。6、按學(xué)校規(guī)定的格式，撰寫(xiě)、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；

3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)在4000字以上。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)1、白天：1.2 元/公里，晚上 2 元/公里；2、里程計(jì)量精度：2%。進(jìn)度計(jì)劃1、布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（2 天）2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及模塊選擇（3 天）3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及編寫(xiě)功能程序及調(diào)試（3 天）4、撰寫(xiě)、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（1 天）5、驗(yàn)收及答辯。 （1 天）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）v注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算本科生課程設(shè)計(jì)（論文）vi摘 要現(xiàn)在各個(gè)城市出租車行業(yè)都已普及，因此出租車計(jì)價(jià)器的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是出租車計(jì)價(jià)器

4、的市場(chǎng)還具有廣闊的前景。隨著城市建設(shè)的日益完善，關(guān)乎城市面貌的出租車行業(yè)也將迅速發(fā)展，出租車計(jì)價(jià)器的的大批量需求也是毫無(wú)疑問(wèn)的，所以未來(lái)出租車計(jì)價(jià)器的市場(chǎng)還是有相當(dāng)大的潛力的。本設(shè)計(jì)是以 at89s52 單片機(jī)為核心，以 a44e 霍爾傳感器為信號(hào)采集傳感器，采用 at24c02 作為存儲(chǔ)芯片，加上各種外圍電路構(gòu)成的出租車計(jì)價(jià)器。本設(shè)計(jì)采用霍爾傳感器對(duì)輪胎轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將采集到的脈沖信號(hào)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)內(nèi)部定時(shí)器對(duì)一定時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)進(jìn)行一次統(tǒng)計(jì)，經(jīng)計(jì)算實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車速度、里程、應(yīng)付金額等狀態(tài)信息的測(cè)量。本設(shè)計(jì)采用了寄存器芯片at24c02，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)單價(jià)、里程、等待時(shí)間等信息的存儲(chǔ)，

5、采用時(shí)鐘芯片ds1302 在正常及掉電的時(shí)候來(lái)顯示時(shí)間和在系統(tǒng)需要時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)。本設(shè)計(jì)設(shè)置5 個(gè)按鍵為輸入控制方式，分別控制查詢、功能、單雙成切換、暫停（結(jié)賬）以及清零，輸出顯示采用了 8 段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間、金額、里程的顯示，設(shè)置了四個(gè) led 燈，分別為空車指示燈、等待查詢指示燈、單雙程指示燈。汽車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無(wú)論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是有一定的應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；霍爾傳感器；出租車計(jì)價(jià)器；時(shí)鐘本科生課程設(shè)計(jì)（論文）v

6、ii目 錄第 1 章 緒論 .1第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案 .22.1 概述 .22.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) .22.2.1 設(shè)計(jì)要求 .22.2.2 設(shè)計(jì)的主要功能 .32.2.3 方案的選取 .3第 3 章 硬件設(shè)計(jì) .53.1 at89s52 單片機(jī)及最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) .53.2 測(cè)距單元 .73.3 按鍵單元 .93.4 時(shí)鐘單元 .93.5 顯示單元 .103.6 儲(chǔ)存單元 .113.7 總體電路圖 .12第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .134.1 系統(tǒng)主程序 .134.2 數(shù)據(jù)處理子程序 .144.3 等待時(shí)間計(jì)時(shí)子程序 .154.4 鍵盤掃描子程序 .16第 5 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .17參考文

7、獻(xiàn) .18附錄 .19附錄 .20本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27第 1 章 緒論隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的收入得到很大提高。人們便越來(lái)越追求生活的舒適與方便，而出行方式便是關(guān)切到人們生活質(zhì)量的一個(gè)重要方面。在物價(jià)上漲的今天，相對(duì)于自己購(gòu)買私家車，更多的人傾向于乘坐出租車出行。雖然現(xiàn)在有部分小城市尚未普及出租車，但隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展。汽車計(jì)價(jià)器作為乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無(wú)論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有一個(gè)應(yīng)

8、用價(jià)值的。我國(guó)在 70 年代開(kāi)始出現(xiàn)出租車，但那時(shí)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)大都是國(guó)外進(jìn)口不但不夠準(zhǔn)確，價(jià)格還十分昂貴。隨著改革開(kāi)放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭已十分突出，國(guó)內(nèi)各機(jī)械廠家紛紛推出國(guó)產(chǎn)計(jì)價(jià)器。出租車計(jì)價(jià)器的功能從剛開(kāi)始的只顯示路程（需要司機(jī)自己定價(jià)，計(jì)算后四舍五入） ，到能夠自主計(jì)費(fèi)，以及現(xiàn)在的能夠打一發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變動(dòng)單價(jià)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(gè)城市的文明程度。本次設(shè)計(jì)的目的在于現(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動(dòng)計(jì)價(jià)器，所以計(jì)價(jià)器技術(shù)的發(fā)展已成定局。采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)

9、試。而采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，相對(duì)來(lái)說(shuō)功能強(qiáng)大，是深化單片機(jī)應(yīng)用的良好途徑，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案本次設(shè)計(jì)是使用單片機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)出租車的數(shù)字計(jì)價(jià)器，利用單片機(jī)豐富的io端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和單雙程價(jià)格調(diào)整、時(shí)鐘顯示功能等等。具有性能可靠，電路簡(jiǎn)單、成本低、擴(kuò)展空間大等特點(diǎn)。2.1 概述本次設(shè)計(jì)主要是綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)器，并在實(shí)踐的基本技能方面進(jìn)行一次系統(tǒng)的訓(xùn)練。能夠較全面地鞏固和應(yīng)用“單片機(jī)”課程中所學(xué)的基本理論和基

10、本方法，并初步掌握小型單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。 應(yīng)用場(chǎng)合: 應(yīng)用于出租車計(jì)價(jià)器 ，出租車計(jì)價(jià)器有一個(gè)脈沖測(cè)速傳感器，通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)可以顯示出租車行駛里程和計(jì)費(fèi)。控制器由 12v 蓄電池供電。 系統(tǒng)功能介紹: 計(jì)價(jià)器顯示的營(yíng)運(yùn)金額是營(yíng)運(yùn)里程與價(jià)格的函數(shù)。出租車計(jì)價(jià)器通過(guò)傳感器與行駛車輛連接，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)節(jié)、時(shí)鐘顯示功能。2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)2.2.1 設(shè)計(jì)要求（1）能顯示里程，單位為公里，最后一位為小數(shù)位。（2）能顯示金額數(shù)，單位為元，最后一位為小數(shù)位。（3）可設(shè)定單程價(jià)格和往返價(jià)格，單程價(jià)格為2元/公里，往返價(jià)格為1.5元/公里。（4）車速5公里/小時(shí)的時(shí)間累積為總等待時(shí)

11、間，每5分鐘等待時(shí)間相當(dāng)于里程數(shù)增加1公里。（5）起步公里數(shù)為3公里，價(jià)格為5元，若實(shí)際距離大于3公里，按規(guī)則3計(jì)算價(jià)格。（6）按暫停鍵，計(jì)價(jià)器可暫停計(jì)價(jià)，按查詢鍵，可顯示總等待時(shí)間。（7）增加了空車指示功能，當(dāng)無(wú)客人時(shí)，按下功能切換按鍵，空車指示燈亮。（8）增加實(shí)時(shí)時(shí)間顯示，無(wú)論計(jì)價(jià)器工作或者空車，都能顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，便于時(shí)間提醒。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27（9）增加信息儲(chǔ)存功能。可以儲(chǔ)存等待時(shí)間，里程和金額。2.2.2 設(shè)計(jì)的主要功能本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的出租車數(shù)字計(jì)價(jià)器的主要功能有：金額輸出、路程輸出、數(shù)據(jù)復(fù)位、計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)、空車顯示等。輸出采用2個(gè)4位8段共陽(yáng)數(shù)碼管，車輛行走時(shí)前4位顯示路程，后4位

12、顯示金額。車輛候車時(shí)，前4位顯示等待時(shí)間，后4位顯示等待金額。空車時(shí)顯示實(shí)時(shí)時(shí)間。儲(chǔ)存等待時(shí)間，里程和金額。2.2.3 方案的選取本設(shè)計(jì)是由軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩部分組成的。軟件設(shè)計(jì)要進(jìn)行程序的編寫(xiě)和軟件仿真；硬件設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)電路、硬件仿真和制作電路板。本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)at89s52、數(shù)據(jù)顯示部件、u18霍爾傳感器電路、里程計(jì)算及計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分利用各部件的功能，實(shí)現(xiàn)多功能的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)。計(jì)價(jià)器的單片機(jī)系統(tǒng)框圖如圖1所示。它由以下幾個(gè)部件組成：霍爾傳感器單元、at89s52單片機(jī)、金額顯示、里程顯示、電源。利用單片機(jī)豐富的io端口，及其控制的靈活性，實(shí)現(xiàn)基本

13、的里程和價(jià)格的計(jì)算及顯示功能。at89s52電源電路按鍵電路傳感電路led數(shù)碼管顯示燈圖 2.1 結(jié)構(gòu)框圖本設(shè)計(jì)程序的采取c語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，使用visio編譯和protel軟件進(jìn)行繪制。其中的里程計(jì)算和費(fèi)用計(jì)算方案如下。(1)里程計(jì)算1)霍爾傳感器對(duì)車輪進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，產(chǎn)生并輸出脈沖信號(hào)到單片機(jī)；本科生課程設(shè)計(jì)（論文）272)單片機(jī)對(duì)傳感器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并進(jìn)行km計(jì)算：每一個(gè)信號(hào)代表輪胎旋轉(zhuǎn)一周，設(shè)輪胎的周長(zhǎng)為1.57m ；每km產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)為n ，里程顯示為n 1.57m = 1.57n（km）(2)費(fèi)用計(jì)算1)出租車的起步費(fèi)為5元，并且3km內(nèi)不需額外計(jì)價(jià)；2)出租車行駛3km后，單

14、程2元/km，雙程1.5元/km。3)等待收費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)為5分鐘算一公里；4)暫停時(shí)計(jì)價(jià)器暫停計(jì)價(jià)，不收費(fèi)用。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27第 3 章 硬件設(shè)計(jì)3.1 at89s52 單片機(jī)及最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)at89s52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k bytes flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram） ，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（wdt）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。p0口有二個(gè)功能：(1)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)做數(shù)據(jù)/地址總線。(2)不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的i/o使用，但內(nèi)部無(wú)上拉

15、電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。p1口只做i/o口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。 p2口有兩個(gè)功能： (1)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用。 (2)做一般i/o口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。 p3口有兩個(gè)功能：除了作為i/o使用外（其內(nèi)部有上拉電阻） ，還有一些特殊功能，由特殊寄存器來(lái)設(shè)置。設(shè)計(jì)中用到的單片機(jī)各管腳功能以及與其它模塊連接介紹如下：vcc：接+5v電源。vss：接地。時(shí)鐘引腳：xtal1和xtal2兩端接晶振和30pf的電容，構(gòu)成時(shí)鐘電路。它可以使單片機(jī)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。rst：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)在此引腳加兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。p1.0：接功能

16、按鍵。p1.1：接切換鍵，表示單雙程切換。p1.2：接查詢（上次金額）鍵。p1.3：接清零鍵。p1.4：接空車指示燈。p1.5：接查詢指示燈。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27p1.6：接開(kāi)始計(jì)時(shí)指示燈。p1.7：接雙程指示燈。p3.0：接查詢/確認(rèn)鍵。p0口接數(shù)碼管段選端，p2口接數(shù)碼管位選端。p3.2：接霍爾傳感器的輸出口。p3.3：接存儲(chǔ)器的scl口。p3.4：接儲(chǔ)存器的sda口。p3.5：接時(shí)鐘電路ds1302的rst口。p3.6：接ds1302的sclk口。p3.7：接ds1302的i/o口。復(fù)位電路和晶振電路是單片機(jī) at89s52 工作時(shí)所需的最簡(jiǎn)外圍電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖 3.

17、1 所示。xtal119xtal218rst9psen29ale30ea31p1.01p1.23p1.34p1.56p1.45p1.67p1.78p1.12p0.0/ad039p0.1/ad138p0.2/ad237p0.3/ad336p0.4/ad435p0.5/ad534p0.6/ad633p0.7/ad732p2.0/a821p2.1/a922p2.2/a1023p2.3/a1124p2.4/a1225p2.5/a1326p2.6/a1427p2.7/a1528p3.0/rxd10p3.1/txd11p3.2/int012p3.3/int113p3.4/t014p3.5/t115p3.6

18、/wr16p3.7/rd17at89s52c130pfc230pfx112mhzc310fgndr110ks0gndrstsclkio圖3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)at89s52的復(fù)位端是一個(gè)史密特觸發(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(gè)周期，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位操作。在復(fù)位電路中，按一下復(fù)位開(kāi)關(guān)就使在rst端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平，外接11.0592m 晶振和兩個(gè)30pf 電容組成系統(tǒng)的內(nèi)部時(shí)鐘電路。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）273.2 測(cè)距單元本次設(shè)計(jì)我們選取了霍爾傳感器來(lái)進(jìn)行里程測(cè)量。霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用。霍爾器件以霍

19、爾效應(yīng)為其工作基礎(chǔ)。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(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾器件分為：霍爾組件和霍爾集成電路兩大類，前者是一個(gè)簡(jiǎn)單的霍爾片，使用時(shí)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(hào)處理電路集成在同一個(gè)芯片上。本次設(shè)計(jì)選取了霍爾集成電路來(lái)測(cè)量里程。里程測(cè)量是通過(guò)將霍爾傳感器的集成電路安裝在車輪上方的鐵板上，將磁鐵安裝在車輪上，旋轉(zhuǎn)的車輪將磁鐵對(duì)準(zhǔn)集成電路時(shí)，霍爾傳感器會(huì)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，送到單片機(jī)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的計(jì)算處理，將行駛的里程送到顯示單元并顯示出來(lái)。其原理示意圖 3.2 如下。霍爾傳

20、感器車輪小磁鐵單片機(jī)圖3.2 傳感器測(cè)距示意圖 a44e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(jì)在交變磁場(chǎng)中運(yùn)行，特別是能在低電源電壓和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行溫度范圍可達(dá)到125。這種霍爾ic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(kāi)關(guān)以及相類似的應(yīng)用場(chǎng)合。其工作電壓比較寬（2.520v） ，可運(yùn)行在較大的溫度范圍內(nèi)（-20125）, 其輸出的信號(hào)符合ttl電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27到單片機(jī)的io 端口上，而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到1mhz。圖3.3 a44e霍爾傳感器輸出特性霍爾傳感器的特性如圖3.3所示，其中bop為工作點(diǎn)“開(kāi)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度

21、，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(guò)動(dòng)作點(diǎn)bop時(shí)，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動(dòng)作點(diǎn)bop以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn)brp時(shí)，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健op與brp之間的滯后使開(kāi)關(guān)動(dòng)作更為可靠。u18集成霍耳開(kāi)關(guān)由穩(wěn)壓器a、霍耳電勢(shì)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(gè)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(shì)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(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差vh輸出，該vh信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，

22、使其成為方波輸送到oc門輸出。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)（即bop）時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓（相對(duì)于地電位） ，使三極管導(dǎo)通，此時(shí)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(kāi)關(guān)完成了一次開(kāi)關(guān)動(dòng)作。a44e霍爾傳感器有3個(gè)外接口，2個(gè)是電源的正負(fù)極接口，最后一個(gè)是脈沖信號(hào)輸出口，只要將霍爾傳感器的信號(hào)輸出端接到單片機(jī)的端口上便可以實(shí)現(xiàn)距離檢測(cè)。其中，單片機(jī)的p3.2（int0）引腳作為信號(hào)的輸入端，采用外部中斷0進(jìn)行計(jì)數(shù)。車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾傳感器就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場(chǎng)中時(shí)，霍爾傳感器的輸出端輸出低電平。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)小

23、磁鐵提供一個(gè)磁場(chǎng)，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)生本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27信號(hào)。霍爾傳感器檢測(cè)并輸出信號(hào)到單片機(jī)的int0或int1計(jì)算脈沖輸入端，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到特定的次數(shù)時(shí)，里程就會(huì)增加，單片機(jī)對(duì)里程進(jìn)行計(jì)算后，通過(guò)接口電路將計(jì)算好的結(jié)果傳送到數(shù)碼管并顯示出來(lái)。3.3 按鍵單元本設(shè)計(jì)的按鍵單元電路（如圖 3.4）有 5 個(gè)按鍵，功能分別是：s1 是空車時(shí)查詢上次金額和里程以及等待時(shí)間，結(jié)賬時(shí)查詢本次金額和里程以及等待時(shí)間;s2功能鍵，不按時(shí)空車指示燈亮而且數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，按下時(shí)可設(shè)置單雙程，此時(shí)再按 s3 可進(jìn)行單程和雙程之間切換，再按 s

24、1 可確認(rèn)單雙程，雙程時(shí)雙程指示燈亮并開(kāi)始計(jì)價(jià)；按下 s4 可對(duì)本次金額、里程以及等待時(shí)間進(jìn)行查詢；s5 為清零鍵，按下時(shí)清零之前數(shù)據(jù)消除以及存儲(chǔ)本次信息。s1s2s3s4s5p3.0gndp1.0p1.1p1.2p1.3圖 3.4 按鍵單元電路3.4 時(shí)鐘單元本設(shè)計(jì)采用基于ds1302的時(shí)鐘電路（如圖3.5）對(duì)時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，單片機(jī)掉電對(duì)其沒(méi)有影響。用數(shù)碼管表現(xiàn)出來(lái)，當(dāng)出租車空車時(shí)就顯示時(shí)間，給人時(shí)間提示。v cc18v cc21rst5sclk7i/o6x 12x 23u 2d s1302c533pfc433pfx 232769g ndrstsclkio本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27圖 3.

25、5 時(shí)鐘單元電路3.5 顯示單元本設(shè)計(jì)顯示單元包括兩部分：數(shù)碼管顯示（圖3-7）和二極管指示顯示（圖3-8） 。數(shù)碼管顯示部分使用兩個(gè)四位一體的led數(shù)碼管，led顯示器是由led發(fā)光二極管發(fā)展過(guò)來(lái)的一種顯示器件，是發(fā)光二極管的改型。led是發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱，是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的設(shè)備。本身也是一種光源。led顯示器是由發(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(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長(zhǎng)、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(shí)間短（一般不超過(guò)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。其中每位數(shù)碼管是由8個(gè)發(fā)光二極管演變

26、而來(lái)，其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成7筆字形，另一個(gè)構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)，稱為8段led。8段led數(shù)碼管是利用7個(gè)led（發(fā)光二極管）外加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的led組合而成的顯示設(shè)備，可以顯示09等10個(gè)數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)，使用非常廣泛。這類數(shù)碼管可以分為共陽(yáng)極(8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在起)與共陰極(8個(gè)發(fā)光二極管陰極連在一起)兩種，共陽(yáng)極就是把所有l(wèi)ed的陽(yáng)極連接到共同接點(diǎn)，而每個(gè)led的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點(diǎn)） ；共陰極則是把所有l(wèi)ed的陰極連接到共同接點(diǎn)，而每個(gè)led的陽(yáng)極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點(diǎn)） ，如圖3.6所示。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27圖 3.6 共陽(yáng)和共陰數(shù)

27、碼管結(jié)構(gòu)通過(guò)控制這個(gè)公共端，可使該位亮或暗。如共陰極端接地或共陽(yáng)極接高電平，則該位顯示器有效，反之無(wú)效。本設(shè)計(jì)采用共陰led數(shù)碼管。數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種，這里采用動(dòng)態(tài)顯示。它具有低功耗、接口少等特點(diǎn)。如圖3.7兩個(gè)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(shí)顯示時(shí)間，開(kāi)始計(jì)價(jià)時(shí)前四位顯示路程，后四位顯示價(jià)錢。當(dāng)查詢等待時(shí)間時(shí)顯示為等待時(shí)間。abcdefgdp1234abcdefgdp1234987654321rp1respa ck-8圖 3.7 顯示單元（數(shù)碼管顯示部分）二極管指示部分包括空車指示燈、等待時(shí)間查詢指示、開(kāi)始計(jì)時(shí)指示和雙程指示如圖3.8。r2100r6100

28、r5100r7100d1d2d3d4p1.4p1.5p1.6p1.7 圖 3.8 顯示單元（二極管指示部分）這些指示燈能對(duì)出租車的每一種狀態(tài)進(jìn)行指示，空車時(shí)空車指示燈亮，查詢本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27等待時(shí)間時(shí)等待時(shí)間查詢指示燈亮，當(dāng)汽車速度小于5km/h時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)指示燈亮。計(jì)價(jià)前如果按下雙程鍵雙程指示燈亮，表示為雙程。3.6 儲(chǔ)存單元存儲(chǔ)單元的作用是儲(chǔ)存上一次的里程、金額和等待時(shí)間。at24c02 是atmel公司的1kb的電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到2.5v，額定電流為1ma，靜態(tài)電流10ua(5.5v)，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存40年以

29、上，而且采用8腳的dip封裝，使用方便。scl6sda5wp7a12u3at24c1024r410kr310k+5vp3.3p3.4圖3.9 儲(chǔ)存單元電路圖3.9中r3、r4是上拉電阻，其作用是減少at24c02的靜態(tài)功耗。由于at24c02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(shí)鐘脈沖）和sda（數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)p3.3和p3.4口連接，進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)。3.7 總體電路圖總體電路圖設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27第 4 章 軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)主程序本設(shè)計(jì)中，軟件設(shè)計(jì)采用模塊化操作，利用各個(gè)模塊之間的相互聯(lián)系，在設(shè)計(jì)中采用主程序調(diào)用各個(gè)子程序的方法，

30、使程序通俗易懂，我們?cè)O(shè)計(jì)了整體程序流程圖。在main函數(shù)編寫(xiě)開(kāi)始，要進(jìn)行初始化，包括對(duì)系統(tǒng)初始化和對(duì)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(duì)各接口芯片的初始化、出租車起價(jià)和單價(jià)的初始化、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開(kāi)中斷、循環(huán)等待等工作。系統(tǒng)流程圖如下圖4.1。開(kāi)始結(jié)束初始化數(shù)據(jù)處理鍵盤掃描圖 4.1 系統(tǒng)主程序流程圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）274.2 數(shù)據(jù)處理子程序每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)就使單片機(jī)中斷一次，在計(jì)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(shí)間也換算成里程（當(dāng)速度小于5km/h時(shí)5分鐘想當(dāng)于1公里） 。計(jì)算程序根據(jù)里程數(shù)分別進(jìn)入不同的計(jì)算公式。如果里

31、程大于3公里，則執(zhí)行公式：金額=（里程-3）*單價(jià)+5；否則，執(zhí)行公式：總金額=起步價(jià)。程序流程圖如圖4.2所示。開(kāi)始計(jì)算里程金額=5元顯示金額金額=單價(jià)*（里程-3）+5里程3公里結(jié)束yn圖 4.2 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）274.3 等待時(shí)間計(jì)時(shí)子程序當(dāng)出租車的速度5km/h時(shí)等待時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，并被換算里程，進(jìn)行計(jì)算顯示等待時(shí)間和金額。當(dāng)結(jié)算時(shí)停止計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)并顯示金額，當(dāng)有查詢鍵按下時(shí)顯示等待時(shí)間，當(dāng)有清零鍵按下時(shí)存儲(chǔ)本次金額。如圖4.3：開(kāi)始速度5公里/小時(shí)查詢鍵按下ynyn圖 4.3 等待時(shí)間計(jì)時(shí)子程序本科生課程設(shè)計(jì)（論文）274.4 鍵盤掃描子程序鍵盤采用查詢的方式

32、，放在主程序中，當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)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。流程圖如圖4.4。開(kāi)始功能鍵按下？切換鍵按下？確認(rèn)鍵按下？單雙程設(shè)置切換單雙程顯示時(shí)間顯示上次金額空城指示燈滅，開(kāi)始計(jì)價(jià)，計(jì)時(shí)，顯示里程，價(jià)格結(jié)算鍵按下？結(jié)算金額顯示查詢鍵按下？顯示等待時(shí)間與里程結(jié)算鍵按下？存儲(chǔ)金額結(jié)束ynnyyn查詢鍵按下yn按下兩次ynyn圖 4.4 鍵盤掃描子程序本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27第 5 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)總結(jié)在本次設(shè)計(jì)中，我采用at89s52芯片為核心器件，設(shè)計(jì)出了簡(jiǎn)單的出租車計(jì)價(jià)器，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示時(shí)間、等待時(shí)間、金額和里程，按鍵控制，空車指示。選題后，

33、我們便開(kāi)始復(fù)習(xí)單片機(jī)方面的知識(shí)，也查閱、搜索了很多相關(guān)資料，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)與具體設(shè)計(jì)，同時(shí)也學(xué)習(xí)軟件protel和編程軟件visio。由于以前都采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)編程，對(duì)用c語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的編程不太習(xí)慣，花費(fèi)了一些時(shí)間來(lái)熟悉c語(yǔ)言的編程。在設(shè)計(jì)開(kāi)始，要形成流程圖，它可以使設(shè)計(jì)有一定的邏輯性與嚴(yán)密性，使得設(shè)計(jì)思路明確。采用模塊化的設(shè)計(jì)思想很重要，它方便編寫(xiě)、修改與調(diào)試，另外加上必要的注釋，便于交流與理解。這次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完成后，體會(huì)頗多，在學(xué)與做的過(guò)程中，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)，吸取經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到進(jìn)步的目的。通過(guò)自身的努力以及相關(guān)圖書(shū)資料的幫助，逐漸熟悉了visio、protel和c語(yǔ)言等軟件的使

34、用以及硬件焊接與檢測(cè)過(guò)程中的一些小技巧。本次設(shè)計(jì)我學(xué)習(xí)到不少單片機(jī)的知識(shí)，但由于自己的理論知識(shí)水平有限，實(shí)踐知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免存在一些問(wèn)題。所焊實(shí)物尚有許多不足，個(gè)別功能還不能很好的實(shí)現(xiàn)，主要原因是考慮問(wèn)題不周全，電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)少，實(shí)際動(dòng)手能力不足。懇請(qǐng)各位老師批評(píng)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。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27參考文獻(xiàn)1戴佳,陳斌,苗龍.51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)典型實(shí)例m.中國(guó)電力出版社,20052余發(fā)山,王福忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)m.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2008.63李玉梅.基于 mcs-51 系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計(jì)m.國(guó)防工業(yè)出版社,200

35、64邊春元,李文濤,江杰.c51 單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用m.機(jī)械工業(yè)出版社,20085樓然苗,胡佳文,李光飛等.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)m.浙江大學(xué)出版社,2010.106喬雅,周思浩.出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)j.信息通信,2014,(2):61-627馬江華.出租車計(jì)價(jià)器檢定中常見(jiàn)問(wèn)題的解析j.計(jì)量與測(cè)量技術(shù),2011,38(8):42-438程民利.基于霍爾傳感器的高精度測(cè)速電路設(shè)計(jì)j.電子設(shè)計(jì)工程,2013,21(8):109-1119楊建潮.出租汽車計(jì)價(jià)器的計(jì)價(jià)原理j.檢定與規(guī)程,2001,(2):44-4510洪傳文.出租車計(jì)價(jià)器的原理及應(yīng)用j.技術(shù)監(jiān)督和服務(wù),1997,(3):17-201

36、1黃代福.出租車計(jì)價(jià)器傳感器原理及檢測(cè)j.計(jì)量與檢測(cè)技術(shù),2006,(8):20-2112王幸之.at89 系列單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.北京航空航天大學(xué)出版社,2004:51-5513陳明.出租車計(jì)價(jià)器的功能發(fā)展和使用維修j.安徽科技,2006,(09):53-5514王志輝.淺談對(duì)出租車計(jì)價(jià)器的管理j.黑龍江科技信息,2008,(16):62-6815柳丹冉.出租車計(jì)價(jià)器檢定中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題的探討j.黑龍江科技信息,2009,(17):23-2616董麗娜.出租車計(jì)價(jià)器示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定j.科技信息,2009,(26):10-13本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27附錄總電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（

37、論文）27xtal119xtal218rst9psen29ale30ea31p1.01p1.23p1.34p1.56p1.45p1.67p1.78p1.12p0.0/ad039p0.1/ad138p0.2/ad237p0.3/ad336p0.4/ad435p0.5/ad534p0.6/ad633p0.7/ad732p2.0/a821p2.1/a922p2.2/a1023p2.3/a1124p2.4/a1225p2.5/a1326p2.6/a1427p2.7/a1528p3.0/rxd10p3.1/txd11p3.2/int012p3.3/int113p3.4/t014p3.5/t115p3.6

38、/wr16p3.7/rd17at89s52c130pfc230pfx112mhzc310fgndr110ks0gnds1s2s3s4s5p3.0gndr2100r6100r5100r7100d1d2d3d4scl6sda5wp7a12u3at24c1024r410kr310k+5vrstsclkiovcc18vcc21rst5sclk7i/o6x12x23u2ds1302c533pfc433pfx232769gndrstsclkioabcdefgdp1234abcdefgdp1234987654321rp1respack-8p3.0本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27附錄主程序：#include#inc

39、lude#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table_du=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f; uchar code table_we=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f; uchar tt,aa;uchar quanshu;uchar second,minute;uint round;uchar round_24c022;uint dista

40、nce;uint price,cost;uint wait;uchar qian,bai,shi,ge;sbit key0=p31;sbit key1=p30;sbit key2=p17;sbit key3=p16;sbit key4=p15;sbit led0=p10;sbit led1=p11;sbit led2=p12;sbit led3=p13;sbit led4=p14;bit key0_flag;bit key1_flag;bit key2_flag;bit key3_flag;bit flag;void delayms(unsigned int c)unsigned char b

41、;for(;c0;c-)for(b=110;b0;b-);void delay_dis(void)unsigned char b,c;for(c=7;c0;c-)for(b=110;b0;b-); void init_data(void)distance=0;cost=0;round=0;second=0;minute=0;key0_flag=0;key1_flag=0;key2_flag=1;key3_flag=0;flag=1;本科生課程設(shè)計(jì)（論文）27void jisuan(void) wait=minute*60+second;distance=round+wait/30;if(key

42、1_flag)price=15;else price=20;if(distance9999) temp=9999;qian=temp/1000;bai=temp/100%10;shi=temp%100/10;ge=temp%10;void write(void) round_24c020=round & 0 x00ff; round_24c021=(round 8) & 0 x00ff ;write_24c02(0 x00,key0_flag);write_24c02(0 x01,key1_flag);write_24c02(0 x02,key2_flag);write_24c

43、02(0 x03,key3_flag);write_24c02(0 x04,second);write_24c02(0 x05,minute);write_24c02(0 x06,round_24c020);write_24c02(0 x07,round_24c021);void read(void)key0_flag=read_24c02(0 x00);key1_flag=read_24c02(0 x01);key2_flag=read_24c02(0 x02);key3_flag=read_24c02(0 x03);second=read_24c02(0 x04);minute=read_24c02(0 x05);round_24c020=read_24c02(0 x06);round_24c021=read_24c02(0 x07);round= round_24c021 ;round=(round=57)本科