单片机at89c51完成的出租车计价系统

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1、.摘 要本毕业设计说明书针对用单片机AT89C51完成的出租车计价系统。随着经济的发展，带动汽车行业快速发展，出租车日益普遍，了解在出租车上应用的计费系统，对我们日常生活也有帮助。而使用单片机实现该系统，是深化单片机应用的良好途径。本系统由单片机AT89C51和一些外围原件组成，具有操作简单，显示明了，功能强大的特点。整个系统只有两个按键，一个“启动/停止”，一个“复位”；使用六个七段数码管作为显示器，可以显示数字、字母使系统信息一目了然；本系统除了里程统计和费用计算以外，还具有万年历和语音播报功能。万年历由时钟芯片DS1302实时提供时钟信号，再由单片机调用显示；语音播报由语音芯片ISD14

2、20提供语音信息，语音信息放在不同的地址里，由单片机从这些地址中调用合适的语音进行播放。本方案充分发挥人性化的特点，利用ISD1420的语音功能，模拟实现带语音提示的出租车计价系统。比较真实地模拟出租车的空车、载客、到站及对各状况的费率的计算、统计、显示和语音播报等功能。本系统涉及到的理论知识有： AT89C51单片机知识、ISD1420语音芯片的可擦、写的语音芯片的工作原理及应用、实时时钟芯片的工作原理及应用、 出租车计费系统的原理和实现方法。 关键词：时钟芯片DS1302 语音芯片ISD1420 单片机AT89C51 掉电保护芯片24C02ABSTRACTThe abstract this

3、 graduation project instruction booklet in view of the rental car which completes with monolithic integrated circuit AT89C51 counts the price system. Along with the economical development, leads the automobile profession fast development, the rental car is day by day common, understood on the rental

4、 car the application cost system, also has the help to our daily life.But uses the monolithic integrated circuit to realize this system, is deepens the monolithic integrated circuit application the good way. This system is composed by monolithic integrated circuit AT89C51 and some periphery original

5、 part, has the operation to be simple, demonstration perspicuity, function formidable characteristic. Overall system only then two pressed keys, “start/stop”, “replacement”; Uses six seven section of nixietubes to take the monitor, may demonstrate the numeral, the letter cause the system information

6、 to be clear; This system besides course statistics and calculation of charge, but also has ten thousand calendars and the pronunciation disseminates news the function. Ten thousand calendars real-time provide the clock signal by clock chip DS1302, again transfers the demonstration by the monolithic

7、 integrated circuit; The pronunciation disseminates news by pronunciation chip ISD1420 provides the pronunciation information, the pronunciation information places in the different address, transfers the appropriate pronunciation by the monolithic integrated circuit from these addresses to carry on

8、the broadcast. This plan full display user friendly characteristic, uses ISD1420 the pronunciation function, the simulation realization belt voice prompt rental car counts the price system.Compared with really simulates the rental car the spatial vehicle, carries passengers, to station of arrival an

9、d to various conditions tariff computation, the statistics, the demonstration and the pronunciation disseminates news and so on the functions. This system involves the theory knowledge includes: The AT89C51 monolithic integrated circuit knowledge, the ISD1420 pronunciation chip may scratch the pronu

10、nciation chip principle of work and the application, the real-time clock chip principle of work and the application, the rental car cost system principle and the realization method which, write.Key word: Clock chip DS1302 Ponunciation chip ISD1420 Mnolithic integrated circuit AT89C51 Flls electricit

11、y protection chip 24C02目 录第1章 前言-（5）1.1 出租车计费器概述-（5）1.2单片机发展前景概述-（6）1.3单片机的应用范围-（7）第2章 方案论证比较与选择-（8）2.1 方案一（数字电路方案）-（8）2.2 方案二（单片机电路方案）-（8）第3章 系统总体介绍-（9）3.1 系统组成-（9）3.2 里程计量及费用计算功能-（9）3.3 语音播放功能-（10）3.4 实时时钟功能-（10）3.5按键功能-（10）3.6 555功能-（11）3.6电路设计原理图-（12）3.7 电路设计PCB图-（13）第4章 硬件设计-（14）4.1 主程序/CPU模块-（

12、14）4.2 语音播放模块-（17）4.3脉冲发生器模块-（26）4.4时钟模块-（27）4.5按键扫描模块-（29）4.6掉电保护模块-（30）4.7显示模块-（31）第5章 系统程序设计-（33）5.1系统主程序流程框图-（34）5.2 里程和费率计算程序流程图-（35） 5. 3 程序设计-（36）第6章 设计心得-（41）致谢-（42）参考文献-（43）附 录 -（44） 1.1元件清单-（44） 1.2时序图-（48）第1章 前言1.1出租车计费器概述出租车计费器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是 出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的

13、计费器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着我国国民经济的高速发展，出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分1。多年来国内普遍使用的计价器只具备单一的计量功能。目前全世界的计价器中有90%为台湾所生产。现今我国生产计价器的企业有上百家，主要是集中在北京，上海，沈阳和广州等地。 我国第一家生产计价器的是重庆市起重机厂，最早的计价器全部采用机械齿轮构，只能完成简单的计程功能，可以说，早期的计价器就是个里程表。随着科学技术的发展，产生了第二代计价器。它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方

14、式，实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还可完成计价的工作。大规模集成电路的发展又产生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。它的功能也在不断完善。出租汽车计价器是一种专用的计量仪器，它安装在出租汽车上，能连续累加，并指示出行程中任一时刻乘客应付费用的总数，其金额值是计程和计时时间的函数2。出租车计价器在最初使用时具备的主要功能是根据行驶里程计价，要求精度高，可靠性好。随着电子技术的发展以及对计价器的不断改进和完善，便产生了诸多的附加功能。例如：(1)LED显示功能，数码管的使用让计价器实现多屏显示的功能，可同时显示各项营运数据，使乘客一目了然；(2)永久时钟功能，在非营运状态下，日历时钟

15、芯片的使用使计价器可以显示永久时钟；(3)存储功能，可存储多项营运数据，便于查询。新型数据存储器的应用使得计价器的营运数据在掉电情况下还可以保存10年。1.2单片机发展前景概述中国使用单片机的历史只有短短的30年，在初始的短短五年时间里 发展极为迅速。1986 年在上海召开了全国首届单片机开 发与应用交流会，很多地区还成立了单片微型计算机应用协会，那是全国形成的第一次高潮。单片机应用技术飞速发展，我们上因特网输入一个“单片机”的搜 索，将会看到上万个介绍单片机的网站，这还不包括国外的。电子界，在2003年7月，（91 猎头 网）在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需求报告中，单片机人才

16、的需求量位居第一。 大家都有些奇怪一块小小的片子，为何有这样的魔力？我们首先从它的构成说起：单片机，亦称单片微电脑 或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口 （I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。正因为如此他才改变了我的生活它为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导 弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据 处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些 东西也能做，但是

17、只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用， 元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们 只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成 本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的 人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达3 亿片，且每年以大约20%的速度增长，但相对于 世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩 具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。 所以，学习单

18、片机在我国是有着广阔前景的。 1.3单片机的应用范围 由于单片机超小型化，结构紧凑，可靠性高，价格低廉，在国民经济中得到广泛应用：l 工业：电机控制、工业机器人、过程控制、数字控制。l 仪器仪表：智能仪器、医疗器械、色谱仪、示波器。l 民用：电子玩具、高级电视游戏机、录像机、激光盘驱动。l 电信：调制解调器、智能线路运行控制。l 导航与控制：导弹控制、鱼雷制导控制、智能武器装置、航天导航系统。l 数据处理：图形终端、彩色黑白复印机、温氏硬盘驱动器、磁带机、打印机。l 汽车：点火控制、出租车记费控制、变速器控制、防滑刹车、排气控制。l 由上所述，从家用电器、智能仪器仪表、工业控制直到火箭导航尖端

19、技术领域，单片机都发挥着十分重要的作用。 第2章 方案论证比较与选择2.1 方案一（数字电路方案）方案一：采用数字电路控制。其原理方框图如图 11所示。采用传感器件，输出脉冲信号过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不稳定，而且不能调节单价，也不能根据天气调节计费标准，电路不够实用。图21数字电路方案2.2 方案二（单片机电路方案）方案二：采用单片机控制。利用单片机丰富的 IO端口，及其控制的灵活性，实现基里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。其原理如图 12所示。图22单片机控制方案通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而

20、在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。第3章 系统总体介绍3.1系统组成：此出租车计费系统以单片机为系统核心，利用89C51单片机配合六个数码管组成的显示模块及ISD1420语音模块等，实现基本的出租车计价器功能。本系统是由89C51单片机、数码管显示模块、计数脉冲发生器、系统实时时钟及语音等模块组成。系统框图如图2-1所示: 图3-1系统功能图3.2里程计量及费用计算功能：(1) 里程计量功能a)单片机对传感器输出脉冲进行计数，并将脉冲数换算成公里数；b) 每公里的脉冲数:PulsePerKM=20（个脉冲） (2) 费用计算功能（参照株洲市出租车收

21、费标准）费用计算包括三部分：起步费、行使费和燃油附加费：a)起步费用（y） 当行驶里程（s）在2Km(含2Km)以内按（y）3元计费。即行使费用（y1）为： Y1 = y + 0.5 = 3.5（元）b) 行使费用（y1）-.当行驶里程（s）超出2Km时，按1.8元/Km收费，这时行驶费用为：Y1=y+1.8(s-2) 其中：y为起步价=3s为行使里程（总行使里程）y1为行使费用（总行使金额）c) 燃油附加费-每车次加收0.5元。燃油费不显示在计价器上。3.3语音播放功能：(1).当初次按下“startstop”键，出租车开始启动，系统播放“您好！欢迎乘坐本公司出租汽车，谢谢！”播送完毕，计费

22、器开始计费。(2).在行使状态下，按下“startstop”键，表示出租车到站，结束行使。这时候，系统播放“您好！请按记价器显示金额付费，带好您的随身物品，欢迎再次乘坐,再见！”的提示音。(3).按下“Reset”键，进入空车状态。 3.4实时时钟功能：本系统采用两种方法实现日历时钟：(1).用实时时钟芯片DS1302作为时钟电路，产生年月日时分秒等信号，供系统调用。(2).用单片机中断的方法产生年月日时分秒等信号。(3).两种方法由同学自行选择。3.5按键功能：本系统设置4个按键，各个按键的功能如下：(1).“startstop”键开始进入行使/结束行使（到站）。(2). 调节时间显示(3)

23、. 时间“+”(4)“Reset”键-进入空车状态。3.6 555功能本系统中555当传感器脉冲计量，然后转换为公里数，并根据规则计算对应的费用。同时，监测行驶速度，统计低速时间，计算低速等待费用，提供数码管显示更新函数，以便主函数可以控制更新用户界面以及行驶里程、费用等信息的显示。3.7电路设计原理图3.8电路设计PCB图： 第4章 硬件设计4.1 主程序/CPU模块(1) AT89C51单片机的电路图及说明AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL

24、公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机AT89C51提供了高性价比的解决方案。AT89C51是一个低功耗高性能单片机，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，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。 图4-1 AT89C51管脚图（2）管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。 P0口： P0口为

25、一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL 门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲

26、器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电

27、平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地

28、址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/V

29、PP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。 表4-1 AT89C51 主要功能特性 兼容MCS51指令系统 4k可反复擦写(1000次）Flash ROM 32个双向I/O口 可编程UARL通道 两个16位可编程定时/计数器 全静态操作0-24MHz 1个串行中断 128x8bit内部R

30、AM 两个外部中断源 共6个中断源 可直接驱动LED 3级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能4.2 语音播放模块（1）语音播放模块说明及电路图:语音播放模块播放提示音。ISD1420系列单片录放时间8至20秒，音质好。芯片采用CMOS技术，内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少数电阻电容。在录放操结束后，芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0.5uA。ISD1420系列有唯一的录音控制和边缘/电平触发两种放音控制。不分段时外围线路最简，也可按最小段长为单位任意组合分段，芯

31、片提供若干操作模式，大大提高了控制的灵活性。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率从5.3，6.4到8.0KHz，对音质仅有轻微影响。片内信息可保存100年（无需后备电源），EEPROM单片可反复录音十万次。特点： 使用方便的单片录放系统,外部元件最少 重现优质原声，没有常见的背景噪音 放音可由边沿或电平触发 无耗电信息存储,省掉备用电池 信息可保存100年,可反复录放10万次 无需专用编程或开发系统 较强的分段选址能力可处理多

32、达160段信息 具有自动节电模式 录或放后立即进入维持状态,仅需0.5A电流 单一5伏电源供电 二、电特性： 工作电压：5V 静态电流：典型值0.5A，最大值2A 工作电流：典型值15mA，最大值30mA（16欧姆） 语音质量:ISD1400 系列提供6.4K 和8.0K 取样频率,用户可以根据语音质量加以选择。取样的语音直接存储到片内的不挥发存储器内部，不需要数字化和压缩的其它手段。直接模拟存储能提供真实自然的语音，音乐，声音不象其它的固态数字录音质量要受到影响。 录放音时间ISD1400 能提供16 秒和20 秒的录放音时间。 EEPROM 存储ISD 的ChipCorder 技术使用片上

33、不挥发存储器，断电后信息可以持续保存100。 年器件可以重复录制10 万次。 基本操作ISD1400 ChipCorder 系列由一个单录音信号REC 实现录音操作，两个放音信号其中的一个实现放音操作，PLAYE （触发放音），PLAYL （电平放音）。ISD1400 可以配置成单一信息的应用如果使用地址线也可以用于复杂信息的处理。器件的操作在下面解释。 自动掉电模式在录音或放音操作的结束，ISD1400 将自动进入低功率等待模式，消耗0 5uA。 电流在放音操作中，当信息结束时器件自动进入掉电模式；在录音操作中，REC 信号释放变为高电平时器件进入掉电模式。 寻址可选作为处理单一信息的补充I

34、SD1400 提供了全地址的寻址功能。ISD1400 系列内部存储阵列有160 个可寻址的段，能实现下面的功能。参考ISD1400 应用信息的地址表。表4-1器件录放音周期a.ISD1420管脚图和管脚描述： 图4-2 ISD1420 管脚图和实物图 录音RECREC 输入是低电平有效录音信号。当REC 为低时开始录音。在录音过程中REC 必须保持为低电平。REC 信号优先于放音信号（PLAYE 和PLAYL）。如果在放音过程中REC 被拉低，放音将立即终止，录音开始。录制完毕后在结束处会记录一个结束标志，这样在分段放音时会结束放音。当REC 变高后器件会自动进入掉电模式。 模式注意REC 信

35、号将被延迟50ms 防止开关抖动引起重复触发。 PLAYE 触发放音此管脚检测到低电平跳变时，将开始放音操作，遇到结束标志（EOM）或储存器的尾部放音将停止。结束放音后，器件自动进入掉电等待模式。在放音过程中将PLAYE变高不会终止当前的放音操作。 PLAYL 电平放音当此管脚的信号由高变为0 时，将开始放音操作。PLAYL 变为高电平遇到结束，标志EOM或存储器的尾部放音将停止结束。放音后器件自动进入掉电等待模式。注：在放音中，如果遇到结束标志或到达存储器尾部，如PLAYL 或PLAYE 保持为低电平器件仍将进入掉电等待模式，内部时钟和时序停止。但是，PLAYE 和PLAYL 的上升沿没有防

36、抖动延迟，任何下降时序（特别是开关抖动）将会引起另外一次的音。 电源输入VCCA VCCDISD1400 内部的模拟电路和数字电路使用不同的电源回路以减小噪声的干扰。这些电源回路通过不同的引脚引出，注意尽量靠近系统电源连接在一起。务必在靠近器件处加退藕措施。 地输入VSSA VSSD同VCCA VCCD 类似，ISD1400 内部模拟地和数子地也使用不同的回路。这些管脚在尽可能靠近器件处连接接地。 录音LED 输出RECLED当处于录音操作时RECLED 输出为低电平。它可以驱动一个LED 显示表明现在正处于录音状态。另外在放音中如果遇到结束标志（EOM）， RECLED 将输出一个短的低脉冲

37、。 麦克输入MIC麦克输入将信号传送到前置放大器，增益由自动增益电路AGC 控制，增益在-15dB 到24Db。 外部的麦克必须是AC 耦合，通过一个电容连接到该脚。电容的数值和该管脚器件内部的电阻10K 决定ISD1400 输入的低频截止频率。关于低频截止频率的计算见应用信息。 麦克基准MIC REFMIC REF 是麦克前置放大的反向输入。当器件使用该输入脚并以差分形式连接到麦克时，能减低噪声和实现共模抑制。 自动增益控制AGCAGC 动态调整前置放大器的增益，能在一个很宽的范围内适应麦克的输入电平。AGC 电路能以很小的失真记录宽范围的声音，例如从很低的声音到很高的声音。AGC 的起控时

38、间由电路内部的一个5K 电阻，和一个外部连接的电容（图4 中的C6 连接在AGC 管脚和和模拟地VSSA 之间）决定。释放时间由外部的电阻（R5 ）和电容（C6） 决定，二者并联连接在AGC 管脚和VSSA 模拟地之间。在大多数应用中，470K 欧姆和4 .7uF 的取值能较好的满足需要。 模拟输出ANA OUT此管脚为用户提供前置放大器的输出前置放大器的电压增益，由AGC 管脚上的电平决定。 模拟输入ANA INANA IN 将输入的信号传送到录音电路。对于麦克输入，ANA OUT 脚必须通过外部电容连接到ANA IN。 脚这个电容的数值与ANA IN 内部的3。 0K 欧姆的输入电阻能提供

39、又一个音频带宽的低频截止频率。如果输入信号来自麦克以外，可以通过电容直接耦合到ANA IN管脚。 外部时钟输入XCLKISD1400 系列的外部时钟输入管脚内部设有下拉电阻，ISD1400 在出厂时配置成使用内部时钟，能保证最小的录放音时间。以ISD1420 来讲，在参数规定的范围内使用能保证20 秒的录放音时间。在商业级温度范围内，和规定的操作电压范围内取样时钟有2 25的变化，但能保证规定最小的录放音时间。对于一些器件，实际的录放音时间可能会比通常的录放音时间要多。内部时钟在在工业级温度范围内和规定的操作电压范围内有5的精度。在工业级的应用中建议使用稳定的电源。如果需要更高的精度，可以按照

40、下表在XCLK 脚使用外部时钟。表4-2外部时钟取样速率以上推荐的时钟速率最好不要变动，因为滤波器的参数已经固定；如果取样速率同推荐的数值不同，录放音质量会引起下降。输入时钟的占空比没有要求。因为时钟在内部经过2 分频。如果不使用外部时钟，XCLK 脚应该接地。 喇叭输出SP+ SPSP+和SP-能直接驱动低至10 欧姆的喇叭。也可以使用单输出，但需要注意：对于直接驱动发声装置，使用两个反极性的输出的功率是使用单输出功率的4 倍。另外，同时使用SP+和SP-可以不使用喇叭的耦合电容。对于使用单个输出，必须在SP+和喇叭之间接一个耦合电容。在录音状态中，两个喇叭输出为高阻；状态在掉电模式中保持为

41、VSSA。根据A6 A7 的电平不同，电路可以进入两种不同的工作模式：地址模式和操作模式。如果A7 A6 至少有一位为低电平，则电路认为A0-A7 全部为地址位，A0-A7 的数值将作为本次录音或放音操作的起始地址。A0-A7 全部为纯输入引脚，不会象操作模式中A0-A7 还可能输出内部地址信息输入的A0-A7 的信息。在PALYE PLAYL 或REC 的下降沿被电路锁存到内部使用。 地址输入A0-A7根据最高两位地址位的数值，地址输入有两种功能。当A7 A6 至少有一位为0 时，输入认为是地址输入，输入的地址被当作当前录音或放音的起始地址。这些地址管脚全部为输入管脚，与操作模式中能输出地址

42、信息不同。地址输入在信号PLAYE， PLAYL 或REC 的下降沿被锁存。 操作模式ISD1420 内部具备有多种操作模式，并能以最少的元件实现较多的功能，下面将详细描述。操作模式的选择使用使用地址管脚来实现，但实际的地址在ISD1420 的有效地址外部。当地址的最高两位A7 A6 为高电平时，其余的地址位将被成为状态标志位而不再是地址位。因此，操作模式和寻址模式不能兼容，也就是说不能同时使用。在使用操作模式时必须注意两点。第一，所有的操作开始于地址0 ，也就是ISD1420 的起始地址。以后的操作根据操作模式的不同可以从其它地址开始。另外，在操作模式中当A4=1，从录音变换到放音而不是从放

43、音到录音，器件地址指针复位到0。 第二，操作模式的执行必须是A7 A6 为高电平在PALYL ，PLAYE 或REC 变为低电平时开始执行。当前的操作模式将一致有效，直到下一次的控制信号变低，并取样地址线上的信息开始新的操作。注意：对于ISD1400 系列最高的地址位都是9 脚和10 脚。 操作模式描述：可以使用微处理器来控制操作模式也可以直接使用直接连线来实现需要的功能。A0 信息检索信息检索允许用户在内容跳转浏览，而不必关系每个信息的实际物理位置。每个控制信号的低电平脉冲将内部地址指针转移到下一个信息位置。这种模式只能在放音中使用，通常与A4 操作同时应用。A1 删除EOM 结尾标志A1

44、操作模式允许多次记录的信息组合成一个信息，结束标志只出现在最后录制信息的结尾。当配置成这种模式后，多次录制的信息在放音时会形成连续的信息。A2 没有使用A3 循环播放A3 操作模式能够实现自动连续的信息播放播放，的信息处于的地址空间的开始。如果一个信息充满了ISD1420，则用循环模式可以从头到尾连续的播放。PALYE 脉冲可以启动播放，PLAYL 脉冲可以结束播放。A4 连续寻址在通常的操作中，当放音操作遇到结尾标志EOM 时。地址指针将复原到0。 A4 操作模式将禁止地址指针的复位，允许信息能连续录制和播放。当电路处于静止状态，不是处于录音或放音状态，即可的设置该脚为低电平将复位地址指针。

45、A5 没有使用表4-3 ISD1420操作模式表时序图见附录：1.2表4-4 ISD1420管脚功能表： ISD1420内部连接图：图4-3 3ISD1420内部连接图语音播放模块电路图:图4-4 语音播放模块电路图4.3脉冲发生器模块（1） 脉冲发生器模块电路图及说明:(如下图3-1)图4-5 脉冲发生器模块 NE555定时器具有定时精度高、工作速度快、可靠性好、电源电压范围宽（3-18V）、输出电流大（可高达200mA）等优点，可组成各种波形的脉冲振荡电路、定时延时电路、是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能中规模集成电路。只需在外部配接适当的阻容元件，便可组成施密特触发器、单

46、稳态触发器和多谐振荡器等多种应用电路，在这个电路中是多谐振荡器，它电路简单、性能稳定，波形标准。4.4时钟模块（1） 时钟模块电路图及说明:图4-6 时钟模块 DS1302功能内含有一个实时时钟/日历和31 字节静态RAM 通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24 或12 小时格式DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线1 RES 复位2 I/O 数据线3 SCLK串行时钟时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信DS1

47、302 工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1Mw。 特性：u 实时时钟具有能计算2100 年之前的秒分时日日期星期月年的能力还有闰年调整的能力u 31 8 位暂存数据存储RAMu 串行I/O 口方式使得管脚数量最少u 宽范围工作电压2.0 5.5Vu 工作电流2.0V 时,小于300nAu 读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式u 8 脚DIP 封装或可选的8 脚SOIC 封装根据表面装配u 简单3 线接口u 与TTL 兼容Vcc=5Vu 可选工业级温度范围-40 +85u 与DS1202 兼容u 在DS1202 基础上增加的特性u 对Vcc1 有可选

48、的涓流充电能力，双电源管用于主电源和备份，电源供应备份，电源管脚可由电池或大容量电容输入。附加的7 字节暂存存储器 DS1302 的管脚排列及描述如下图2-5及表所示 图4-7管脚配置和管脚功能说明 DS1302 内部寄存器：CH: 时钟停止位寄存器2 的第7 位12/24 小时标志CH=0 振荡器工作允许bit7=1,12 小时模式CH=1 振荡器停止bit7=0,24 小时模式WP: 写保护位寄存器2 的第5 位:AM/PM 定义WP=0 寄存器数据能够写入 AP=1 下午模式WP=1 寄存器数据不能写入 AP=0 上午模式TCS: 涓流充电选择 DS: 二极管选择位TCS=1010 使能

49、涓流充电 DS=01 选择一个二极管TCS=其它 禁止涓流充电 DS=10 选择两个二极管DS=00 或11, 即使TCS=1010, 充电功能也被禁止4.5按键扫描模块: (1) 按键扫描模块电路图及说明:整个系统只有五个按键，一个“启动/停止”，四个功能调整按键；本模块功能:扫描按键功能，返回扫描。 图48（1）图48（2）图4-8 （1）按键连接电路图和（2）总开关连接图4.6掉电保护模块：(1) 本电路掉电保护采用了24C02芯片来完成此部分功能。掉电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的单价信息。AT24C02 是ATMEL 公司的 2KB字节的电可擦除存储芯片，采用两线串

50、行的总线和单片机通讯，电压最低可以到 2.5V，额定电流为 1mA，静态电流 10Ua(5.5V)，芯片内的资料可以在断电的情况下保存 40年以上，而且采用8 脚的 DIP 封装，使用方便。其电路如图 39所示。图49 掉电存储电路原理图图中 R8、R10 是上拉电阻，其作用是减少 AT24C02的静态功耗，由于 AT24C02的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，所以只用两根线 SCL（移位脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机传送数据。每当设定一次单价，系统就自动调用存储程序，将单价信息保存在芯片内；当系统重新上电的时候，自动调用读存储器程序，将存储器内的单价等信息，读到缓存单元

51、中，供主程序使用。4.7显示模块：本设计是用六个七段数码管动态扫描来实现的时钟与计价的显示。（1） 段码数码管中的每一段相当于一个发光二极管，8段数码管则具有8个发光二极管。本次实验使用的是共阳数码管，公共端是1、6，公共端置0，则某段选线置1相应的段就亮。公共端1控制左面的数码管；公共端6控制右面的数码管。正面看数码管的引脚、段选线和数据线的对应关系为： 4-10数码管封装图 4-11数据线与数码管管脚关系图段码是指在数码管显示某一数字或字符时，在数码管各段所对应的引脚上所加的高低电平按顺序排列所组成的一个数字，它与数码管的类型（共阴、共阳）和与数据线的连接顺序有关。表4-5数码管对应七段显

52、示表对应数据线D7D6D5D4D3D2D1D0对应显示段efDPgcdba显示数字段码00CFH11001111103H0000001125DH0101110135BH01011011493H1001001150DAH1101101060DEH11011110743H0100001180DFH1101111190DBH11011011（2）位码 位码也叫位选，用于选中某一位数码管。在实验图中要使第一个数码管显示数据，应在公共端1上加低电平，即使P2.7口为0，而公共端6上加高电平，即使P2.6口为1。位码与段码一样和硬件连接有关。（3）拉电流与灌电流单片机的I/O 口与其他电路连接时，I/O

53、电流的流向有两种情况：一种是当该I/O 口为高电平时，电流从单片机往外流，称作拉电流；另一种是该I/O 口为低电平时，电流往单片机内流，称为灌电流。一般I/O 的灌电流负载能力远大于拉电流负载能力，对于一般的51 单片机而言，拉电流最大4mA，灌电流为20mA。一般在数码管显示电路中采用灌电流方式（用共阳数码管），可以得到更高的亮度。本实验电路中采用灌电流方式（用共阳数码管）。第5章 系统程序设计本系统程序由C语言编写，编译软件是KEILUVISION2 C语言编译软件。5.1系统主程序流程框图 5.2 里程和费率计算程序流程图： 5.3 程序设计：#include /头文件#include

54、typedef unsigned char uchar; /定义一个无符号的字符型的简写code uchar tab =0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; bit flag=0; /定义标量初值为零float y; /定义 一个浮点型的全局常量 float y1;float count_price=0; /定义 一个浮点型的全局变量 int a; /定义两个无符号的全局变量float s; /定义 一个浮点型的全局变量#define time_num 100 /宏定义时间为100ussbit CLK=P35; /DS1302的时钟控制线 sbit DAT=P36; /DS1302的数据线sbit RST=P37; /DS1302的复位信号#define delay_time 60 /宏定义时间为60ussbit SCL=P36; /2