模拟出租车计价器的设计

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1、2011级学生单片机课程设计 单片机课程设计报告书课题名称模拟出租车计价器的设计姓 名孟 清 华学 号1123080616院、系、部物理与电子科学系专 业应用电子技术指导教师郑 文 2013年11月30日一、设计任务及要求：设计任务：1.设计一款基于AT89S52单片机的出租车计价器；2.起步费10元，超过3公里后，每公里按2元收费，无附加燃油费；3.若途中存在等待时间，当等待时间超过8分钟后，按每分钟0.5元收费；4.能够显示的公里数；5.能够与打印机链接；要 求：1.进行预设计，根据设计的任务要求，先确定设计的硬件电路方案，然后进行硬件电路的初步设计，在计算机上画出硬件电路图，在老师的指导

2、下进行修正硬件电路图，并对所涉及的参数进行计算。 2在确定硬件的基础上，要进行软件的总体设计，包括软件主流程的设计以及各子程序的设计，同时，要写出详细的操作说明，如时间的调整方法，显示窗口的时间切换等，以配合软件的设计。 3进入硬件的调试及编程工作，设计组内的同学可根据任务分工，有调试硬件各功能模块的，如键盘子程序、显示子程序等，有进行整体程序的编制的，各模块的编制过程中要注意资源的衔接，最好采用伪定义的方式采用单片机的片内RAM资源。 4.进入联机调试，联机调试的原则也要采用分步走的原则，各个功能模块要逐步套入，通过一个再增加一项功能，从而达到设计的总体要求，不要上来编制个最大的程序，最后无

3、法查找错误！ 5.写出设计报告。 指导教师签名： 年 月 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日 三、成绩 指导教师签名： 年 月 日 1 目 录1 绪 言12 系统设计方案比较与论证1 2.1 系统整体流程图1 2.2 出租车计价器的控制方案论证1 2.3 单片机的选择方案论证2三 硬件电路设计3 3.1 行列式键盘的设计3 3.2 数字显示电路的设计4 3.3 主要元器件选择4四 程序流程图5 4.1主程序流程5 4.2中断子函数6 4.3 判键子函数7 4.4 里程计算、计价单元的设计7五 模拟出租车计价器仿真8 5.1 Keil调试8 5.2 Proteus调试9六 C语言程

4、序设计10七 结束语13八 参考文献13附录1 系统电路原理图132 1、 绪 言 随着国民经济水平的不断提高出租车行业迅速发展起来 ，出租车已经成为大众的代步工具，是人们出行的首选，同时出租车计费的准确性与人们的切身利益息息相关备受广大民众的关注。 本设计以单片机 AT89C51为核心控制芯片，易于编程且控制简单 ，而且成本低廉，设计电路简单。出租车起动后 自动计费，上电后显示最初的起步价、里程计费单价、等待时间计费单价；通过按键可以调节起步价、里程计费单价等待时间计费单价；同时具有运行、暂停 、停止等状态；可以显示运行时间、暂停时间；具有累加功能 ：暂停和运行时间能够在前一次的状态上计时；

5、出租车停止后能够显示行驶的总费用及总里程。 二、方案比较与论证2.1 系统整体流程图9单片机AT89S52数码管显示AT24C02EEPROM独立键盘单片机AT89S52霍尔传感器输出显示图 1 系统总体框图2.2 出租车计价器的控制方案论证根据设计要求，可以设想几种控制方案，可以是简单控制，也可以是较复杂的控制。本设计采用以下出租车计价器的控制方案。本设计程序的控制采取语言进行编写，使用编译其中的里程计算和费用方案如下：01 . 里程计算（）霍尔传感器对车轮进行信号检测，产生并输出脉冲信号到单片机；（）单片机对传感器输出的脉冲信号进行计算，并进行计算：每一个信号代表轮胎旋转一周，设轮胎的周长

6、为；每产生的信号为，里程显示为（）.费用计算（）出租车的起步费为元，内不额外计价收费；（）出租车行驶后，单程元/；（）当等器待时间超过分钟后，按每分钟.元收费；（）暂停时计价暂停计价，不收费用。2.3 单片机的选择方案论证采用单片机芯片采用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制器。AT89S52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。主要性能. 与单片机产品兼容；. 字节在系统可编程存储器；. 次擦写周期；. 全静态操作

7、：；. 三级加密程序存储器；. 个可编程口；. 六个中断源；. 掉电后中断可唤醒等等。12 图引脚图三.硬件电路设计3.行列式键盘的设计键盘电路如图所示。设计数字键09 的键号依次为09，取消键的键号为10，确认键的键号为11，键号可按键值行首键号（0、4、8、12）列键号（0、1、2、3）公式计算。 图 键盘电路2 3.2 数字显示电路的设计 LED显示器可以显示单价、路程、总金额和时钟显示。LED数码管的分屏显示如下图： 图4 6位LED数码管的分屏显示3.3 主要元器件选择主要元器件选用型号和数量如表1所示：表1 主要元器件清单序号材料名称规格型号数量元件代号1单片机AT8951U12晶

8、振MHzX1，3电容PFC1，C2，4键盘15数码管7SEG-MPX616 电阻1004R4，R5，R6，R77发光二极管1D18时钟芯片1U9存储芯片1Q10电阻10k，四、程序流程图.主程序流程 在主程序模块中，需要完成对各芯片的初始化，各中断的初始化，另外，在主程序中还需要设置启动/清除标志寄存器，里程寄存器和计价寄存器，并对他们进行初始化，然后，主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同操作。 图5 主程序流程图 4.2中断子函数 只要定时器计数满就会产生中断50ms中断一次，共计20次，秒钟加 1，秒钟计满再分钟加，当分钟加到 99时全部清零。以下是中断子函

9、数的流程图如图6所示。 图6 中断子函数流程图4.3判键子函数 对于独立式键盘判键，首先看有键按下不，如果有键按下则延时一会儿，在判断是否真的有键按下，如果确实有键按下，在判键释放，最后执行键功能程序。判键子函数的流程框图如图7所示。 图7 判键子程序流程 4.4里程计算、计价单元的设计 里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的信号，送到单片机，经过处理送给显示器的。其原理图如图8 图8 传感器测距原理图五、模拟出租车计价器仿真 在完成了出租车计价器硬件设计和软件设计以后，就进入了系统的调试阶段。采用keilc51编译器进行源程序编译及仿真调试，同时进行硬件电路板的设计制作。硬件电路制作

10、完毕，用万用表检测有无电路短路、开路等现象，确定电路没问题后，用仿真头与硬件电路相连接，运行程序进行调试。5.1 Keil调试5.2 Proteus调试 6、 C语言程序设计/*晶振：11.0592M T1-250 微秒溢出中断一次；P3.2(int0)-中断100 次，查询IE0 置位，P10 为启动键；P11 为清除键；P12 为白天/晚上的切换键变量的定义:key_val: 返回按键的值255-无键T1_cnt: 定时器溢出数计数cnt_30: 30 秒钟的计时cnt_distance: 计算路程cnt_cost: 总金额state_val: 状态:0-白天1 夜晚cost_val3:

11、收费标准：白天单价cost_val0=1 元/公里；晚上单价cost_val1=2元/公里；等待单价cost_val2=1 元/30sled_seg_code：数码管7 段码*/-#include reg51.hunsigned char data cnt_30,cnt_distance,cnt_cost;unsigned int data T1_cnt,D_cnt;unsigned char data key_val,key_val_old;unsigned char data state_val;char code cost_val3=1,2,1;char codeled_seg_code

12、10=0x3f,0x06,0x05b,0x04f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/led_seg_code0-9代表0-9/-延时-void delay(unsigned int i)/延时 while(-i); /-初始化变量-void init_variant() /初始化一些变量的内容unsigned char i;cnt_30=0; /30 秒的计时D_cnt=0; /脉冲的个数cnt_distance=0; /距离的计数cnt_cost=0; /保存总价格/-扫描键盘-unsigned char scan_key() unsigned char i,k;

13、i=P1;if (i=0xff) k=255; /无键按下else /有键按下 delay(10); /延时去抖动if(i!=P1)k=255;else switch (i) case 0xfe: k=0; break; /P1.0 按下，启动键case 0xfd: k=1; break; /P1.1 按下，清除键case 0xfb: k=2; break; /P1.2 按下，切换键return k;/-数码管动态扫描-void led_show()unsigned char i,k;/-显示单价-k=cost_valstate_val;i=k%10; /暂存个位P0=led_seg_code

14、i;P2=0xbf;delay(10);i=k%100/10;P0=led_seg_codei;P2=0x7f;delay(10);/-显示距离-k=cnt_distance;i=k%10; /暂存个位P0=led_seg_codei;P2=0xf7;delay(10);i=k%100/10;P0=led_seg_codei;P2=0xef;delay(10);/-显示总价格-k=cnt_cost;i=k%10; /暂存个位P0=led_seg_codei;P2=0xfe;delay(10);i=k%100/10;P0=led_seg_codei;P2=0xfd;delay(10);/-计时-

15、void timer1() interrupt 3 /T1 中断 T1_cnt+;if(T1_cnt3999) /如果计数3999, 计时1s T1_cnt=0;if(cnt_30 x= 230.4TL1=0x19;EA=1; /开中断ET1=1;TR1=0; /定时器T0TCON=0x01; /Int0 中断取边沿触发模式while(1) key_val=scan_key(); / 255;/if (key_val!=key_val_old) key_val_old=key_val;if (key_val!=255) switch (key_val) case 0: /启动键TR1=1; /

16、启动计时，TR1=1 为启动了的标志break;case 1: /清除键init_variant(); /清除变量TR1=0; /关闭定时器break;case 2: /白天/黑夜的切换if(state_val=0)state_val=1;elsestate_val=0;break;if(IE0=1& TR1=1) /每来1 个脉冲，中断一次 IE0=0;cnt_30=0; /30 秒的计时清零if(D_cnt100)D_cnt+;else /计数100 次，每次10 米，表示一公里D_cnt=0;cnt_distance=cnt_distance+1;cnt_cost=cnt_cost+co

17、st_valstate_val;led_show();7、 结束语通过这次课程设计，使我得到了一次用专业知识和专业技能去分析问题、解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及用c语言设计程序的思路技巧等方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。八、参考文献1 张迎新,等.单片机初级教程M.北京：北京航空航天大学出版社，2006.82 王化祥，张淑英.传感器原理及应用M.天津：天津大学出版社，2007.23 张迎新，等.单片微型计算机原理、应用及接口技术M.修订版.北京：国防工业出版社，2004.4 王幸之，等.AT89系列单片机原理及接口技术M.北京：北京航空航天大学，2004.5 李伟提，郭强.液晶显示应用技术M.北京：电子工业出版社，2000.6 孙传友，等.测控电路及装置M.北京：北京航空航天大学出版社，2002.7 王明泉，等.信号与系统M.北京：科学出版社，2008.8 李明生，等.电子测量仪器与应用M.北京：电子工业出版社，2011.119 王成安，等.电子测量技术与实训简明教程J.北京：科学出版社，2007.10 孙焕根.电子测量与智能仪器J.杭州：浙江大学出版社，1992.附录1 系统电路原理图10