基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器 </p><p>　　院 系： 物電學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　作 者：-----------------

2、------------</p><p>　　班 級(jí)： 12電氣專升本 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　日 期： 2013年6月26日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><

3、;p>　　隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分，出租車計(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)器的研究也是十分有一個(gè)應(yīng)用價(jià)值的。而隨著單片機(jī)性能不斷提高而價(jià)格不斷下降，單片機(jī)控制在越來(lái)越多的領(lǐng)域得以應(yīng)用。本設(shè)計(jì)按照傳統(tǒng)的模式，在整個(gè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，先根據(jù)控

4、制系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)原理圖，PCB電路圖繪制，電路板制作，元器件的焊接，然后進(jìn)行軟件編程，通過(guò)仿真器對(duì)系統(tǒng)硬件和軟件調(diào)試，最后將調(diào)試成功的程序固化到單片機(jī)中。這一過(guò)程中的主要問(wèn)題是，應(yīng)用程序需要在硬件完成的情況下才能進(jìn)行調(diào)試。本系統(tǒng)是由89C52單片機(jī)、數(shù)碼管顯示模塊、計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生器、及里程計(jì)算等模塊組成。</p><p>　　關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī) 數(shù)碼管 顯示 計(jì)費(fèi) 控制 </p><p>

5、　　Abstract </p><p>　　with the development of the taxi industry, a taxi is an important part of urban transportation, taxi drivers and passengers the message accounting device is both sides of the trading st

6、andards, it is an important symbol of development of the taxi trade, is the most important tool in a taxi. It was about trading the interests of both parties. Has good performance both for the message accounting device t

7、axi driver friend or passengers alike is very necessary. Therefore, the research is also very s</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒論6</b></p><p>　　第1章 計(jì)價(jià)器控制器的

8、背景及方案的比較7</p><p>　　1.1 選題背景和意義7</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)7</p><p>　　1.3研究的內(nèi)容及可行性分析8</p><p>　　1.3.1研究的內(nèi)容8</p><p>　　1.3.2可行性分析8</p><p>　　1.

9、4系統(tǒng)整體的方案8</p><p>　　1.4.1 系統(tǒng)整體的方案選擇8</p><p>　　1.4.2方案確定9</p><p>　　1.5 顯示模塊的方案9</p><p>　　1.5.1顯示模塊的方案選擇9</p><p>　　1.5.2方案確定10</p><p>　　第2章

10、 出租車計(jì)價(jià)器的硬件構(gòu)成11</p><p>　　2.1 硬件部分的原理圖11</p><p>　　2.2硬件設(shè)計(jì)11</p><p>　　2.2.1 單片機(jī)模塊11</p><p>　　2.2.2 AT89S52單片機(jī)及其引腳說(shuō)明12</p><p>　　2.3脈沖發(fā)生器模塊15</p>&

11、lt;p>　　2.4顯示模塊15</p><p>　　第3章 出租車幾家系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.2 里程計(jì)算的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.3 顯示程序的設(shè)計(jì)18</p><p>　　第4章 系統(tǒng)調(diào)試19</p&g

12、t;<p>　　4.1 使用的儀器儀表和工具19</p><p>　　4.2 調(diào)試方法 19</p><p><b>　　第5章 致謝20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　附錄22</b><

13、;/p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)出租車計(jì)費(fèi)器的要求也越來(lái)越高。二十世紀(jì)后半期，隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，基于單片機(jī)的出租車計(jì)費(fèi)器不僅可以解決電子系統(tǒng)小型化、低功耗、高可靠性等問(wèn)題，而且其開(kāi)發(fā)周期短、開(kāi)發(fā)軟件投入少、芯片價(jià)格不斷降低，特別是對(duì)小批量、多品種的產(chǎn)品需求，單片機(jī)具有體積

14、小、功能強(qiáng)可靠性高、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，不僅已成為工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域普遍采用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和和生活的各個(gè)角落，有力地推動(dòng)了各行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，應(yīng)用前景廣闊。隨著生活水平的提高，人們已不再滿足于衣食住的享受，出行的舒適已受到越來(lái)越多人的關(guān)注。于是，出租車行業(yè)以低價(jià)高質(zhì)的服務(wù)給人們帶來(lái)了出行的享受。但總存在著買賣糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計(jì)價(jià)器，用更加精良的計(jì)價(jià)器來(lái)

15、為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。</p><p>　　我國(guó)在70年代開(kāi)始出租車，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。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)在能夠打發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變價(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。而本次設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器是一種專用的計(jì)量?jī)x器，它安裝在出租汽車上

16、，能連續(xù)累加，并指示出行程中任一時(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用的總數(shù)，其金額值是計(jì)程和計(jì)時(shí)時(shí)間的函數(shù)。出租車計(jì)價(jià)器在最初使用時(shí)具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計(jì)價(jià)，要求精度高，可靠性好。</p><p>　　出租車計(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)器的研究也是十分有應(yīng)用

17、價(jià)值的。</p><p>　　第1章 出租車計(jì)價(jià)器</p><p>　　1.1 選題背景和意義</p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，城市的交通日趨完善，出租車計(jì)價(jià)器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。雖然私家車的擁有量在大幅度地提高，但是出租車還是在我國(guó)的交通運(yùn)輸中承擔(dān)著重要的角色，出租車計(jì)價(jià)器是出租車上必不可少的重要儀器，它是負(fù)責(zé)出租車營(yíng)運(yùn)收費(fèi)的專

18、用智能化儀表。用戶不僅要求計(jì)價(jià)器性能穩(wěn)定、計(jì)價(jià)準(zhǔn)確而且對(duì)它的要求也越來(lái)越高。</p><p>　　近年來(lái)，我國(guó)出租汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，出租汽車已經(jīng)成為我國(guó)城市公共交通的重要組成部分和現(xiàn)代化城市必備的基礎(chǔ)設(shè)施，成為人們工作、生活中不可缺少的交通工具。出租汽車服務(wù)行業(yè)和出租汽車計(jì)價(jià)器緊密相關(guān)，因?yàn)槌鲎馄嚤仨毎惭b出租汽車計(jì)價(jià)器才能投入營(yíng)運(yùn)。出租汽車計(jì)價(jià)器是一種能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行計(jì)價(jià)，并直接顯

19、示車費(fèi)值的計(jì)量器具。計(jì)價(jià)器是出租汽車的經(jīng)營(yíng)者和乘坐出租汽車的消費(fèi)者之間用于公平貿(mào)易結(jié)算的工具，因而計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益。依據(jù)國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)，出租汽車計(jì)價(jià)器是列入國(guó)家首批強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具之一，也是近年來(lái)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)化管理的六類重點(diǎn)計(jì)量器具之一。</p><p>　　出租車行業(yè)在我國(guó)是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，出租汽車已成為城市公共

20、交通的重要組成部分。多年來(lái)國(guó)內(nèi)普遍使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能。目前全世界的計(jì)價(jià)器中有90%為臺(tái)灣所生產(chǎn)?，F(xiàn)今我國(guó)生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百 www.51lunwen.com 家，主要是集中在北京，上海，沈陽(yáng)和廣州等地。</p><p>　　在出租車是城市交通的重要組成部分，行業(yè)健康和發(fā)展也獲得越來(lái)越多的關(guān)注。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

21、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。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)</p><p>　　出租車行業(yè)在我國(guó)是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，出租汽車已成為城市公共交通的重要組成部分。多年來(lái)國(guó)內(nèi)普遍使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能。目前全世界的計(jì)價(jià)器中有90%為臺(tái)灣所生產(chǎn)?，F(xiàn)今我國(guó)生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有

22、上百家，主要是集中在北京，上海，沈陽(yáng)和廣州等地。</p><p><b>　　7</b></p><p>　　我國(guó)的第一家生產(chǎn)計(jì)價(jià)器企業(yè)是重慶市起重機(jī)廠，最早的計(jì)價(jià)器全部采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)早期的計(jì)價(jià)器就是一個(gè)里程表。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。它采用了手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方

23、式，實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可以完成計(jì)價(jià)的工作。</p><p>　　大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善.當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后，現(xiàn)代出租車計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了，它可以完成計(jì)程，計(jì)價(jià)，顯示等基本工作。單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。出租車計(jì)價(jià)器在最初使用時(shí)具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計(jì)價(jià)，要求精度高，可靠性好。<

24、;/p><p>　　1.3研究的內(nèi)容及可行性分析</p><p>　　1.3.1研究的內(nèi)容</p><p>　　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)（等候時(shí)間一般折算成一定比例的里程來(lái)計(jì)算）。出租車計(jì)價(jià)器通過(guò)傳感器與行駛車輛連接。出租汽車的實(shí)際里程通過(guò)傳感器的脈沖信號(hào)在計(jì)價(jià)器里折算成一定的計(jì)價(jià)營(yíng)運(yùn)里程。針對(duì)這一點(diǎn)我們來(lái)利用單片機(jī)作為控制核心，設(shè)計(jì)一款出租車計(jì)價(jià)器，

25、具有計(jì)價(jià)顯示、等待時(shí)間計(jì)價(jià)，公里數(shù)顯示，時(shí)間顯示等相關(guān)功能。</p><p>　　1.3.2可行性分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)為主控器，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的多功能的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，并采用掉電存儲(chǔ)單元AT24C02來(lái)實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息，輸出采用8段數(shù)碼顯示管。本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天，黑夜，中途等待來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)，但同時(shí)在

26、不計(jì)價(jià)的時(shí)候還能作為時(shí)鐘為司機(jī)同志提供方便。</p><p>　　1.4系統(tǒng)整體的方案</p><p>　　1.4.1 系統(tǒng)整體的方案選擇</p><p>　　方案一：采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。首先將傳感器輸出的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大整形作為移位寄存器的脈沖，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，但是考慮到這種電路過(guò)于簡(jiǎn)單，性能不夠穩(wěn)定，而且不能調(diào)節(jié)單價(jià)，也不能根據(jù)天氣調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)保準(zhǔn)，電路也不夠?qū)嵱谩?lt

27、;/p><p>　　方案二：用FPGA（可編程門陣列）實(shí)現(xiàn)：利用硬件描述語(yǔ)言編程，仿真調(diào)試后下載到可編程期間上（CPLD）上實(shí)現(xiàn)。可以對(duì)計(jì)程車整個(gè)過(guò)程進(jìn)行判斷、處理。整個(gè)過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化。</p><p>　　方案三：采用單片機(jī)控制。以單片機(jī)為核心,設(shè)計(jì)上采用89S52單片機(jī)為主控器，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)功能和價(jià)格選擇功能。不但能實(shí)現(xiàn)所要求

28、的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。</p><p><b>　　1.4.2方案確定</b></p><p>　　本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天，黑夜，中途等待來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)。單片機(jī)計(jì)算總價(jià)的公式為：總價(jià)=起步價(jià)+單價(jià)*（總里程-起步里程）。AT89C52作為一個(gè)單片微型計(jì)算系統(tǒng)，靈活性高，其強(qiáng)大的控制處理功能和可

29、擴(kuò)展功能為設(shè)計(jì)電路提供了很好的選擇。 </p><p>　　通過(guò)比較以上三種方案，我們知道采用數(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)試，對(duì)于模式的切換需要用到機(jī)械開(kāi)關(guān)，機(jī)械開(kāi)關(guān)時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，功能難以實(shí)現(xiàn)。為此采用了單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，相對(duì)來(lái)說(shuō)功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎膶?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，有較大的活動(dòng)空間，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能

30、，方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和功能擴(kuò)展。所以我們采用第三方案，用AT89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)的功能。</p><p>　　方案二：利用555產(chǎn)生脈沖計(jì)數(shù)來(lái)模擬實(shí)際車輪的轉(zhuǎn)數(shù)。555電路來(lái)產(chǎn)生一個(gè)脈沖來(lái)模擬霍爾傳感器輸出的里程脈沖，選擇P1.0口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷0，555脈沖產(chǎn)生電路輸出一個(gè)脈沖信號(hào)直接加到IO口P3.2上(產(chǎn)生的頻率F=1/T=1.414/[(R1+2R2)C1])，由單片機(jī)的內(nèi)部

31、算法對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，通過(guò)計(jì)算將脈沖增加體現(xiàn)在金額和里程上。</p><p>　　1.5 顯示模塊的方案</p><p>　　1.5.1顯示模塊的方案選擇</p><p>　　方案一：采用LED數(shù)碼管顯示。</p><p>　　七段LED數(shù)碼管引腳圖如下圖:</p><p>　　圖1 LED管腳配置圖</p>

32、<p>　　LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED。這種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種，如上圖所示，共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地，如圖中所示，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。共陽(yáng)極LED顯示塊的發(fā)光二極管陽(yáng)極并接，當(dāng)某個(gè)二極管的陰極為低電平時(shí)，該二極管點(diǎn)亮。</p><p>　　方案二：采用液晶顯示器顯示。LCD的優(yōu)點(diǎn)主要包括零

33、輻射、低功耗、體積小、字符顯示精確。但如果采用LCD 液晶顯示,在距離屏幕1 m 之外就無(wú)法看清數(shù)據(jù),而且在白天其對(duì)比度也不能夠滿足要求,因此必須采用高亮度LED 數(shù)碼管顯示。</p><p><b>　　1.5.2方案確定</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)中需要顯示時(shí)間、日期等簡(jiǎn)單字符，用LED即可滿足要求，另外LCD比LED價(jià)位高。根據(jù)上述分析故選用方案一。&

34、lt;/p><p>　　第2章 出租車計(jì)價(jià)器的硬件構(gòu)成</p><p>　　本設(shè)計(jì)由軟硬件相結(jié)合的方法，其中硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)AT89S52、數(shù)據(jù)顯示部件、模擬行駛路程單元、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)。</p><p>　　2.1 硬件部分的原理圖</p><p>　　計(jì)價(jià)器的單片機(jī)

35、控制方案圖如圖5單片機(jī)控制方案圖所示。</p><p>　　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)功能和價(jià)格選擇、時(shí)間顯示控制等功能。不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。具體電路參見(jiàn)附錄中“多功能出租車計(jì)價(jià)器總體電路圖”如圖2所示</p><p>　　圖2 單片機(jī)控制方案圖</p><p>&

36、lt;b>　　2.2硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.2.1 單片機(jī)模塊</p><p>　　AT89C52是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CP

37、U和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C52是一種高效微控制器。AT89C2052是它的一種精簡(jiǎn)版本，AT89C2052是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含2K字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。因?yàn)樵诘某绦蛑杏凶x取、計(jì)算、顯示等單元

38、，2K字節(jié)的ROM可能不夠，因此我們采用AT89C52作為單片機(jī)模塊。</p><p>　　2.2.2 AT89S52單片機(jī)及其引腳說(shuō)明</p><p>　　AT89S52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KB的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存

39、儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8位微處理器于單片芯片中，具有高性價(jià)比。</p><p>　　AT89S52是一個(gè)有40個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖3 AT89S52引腳配置所示。</p><p>　　圖3 AT89S52引腳配置</p><p>　　AT89S52芯片的40個(gè)引腳功能為：</p><p>　　VCC

40、電源電壓。</p><p><b>　　GND 接地。</b></p><p>　　RST 復(fù)位輸入。</p><p>　　當(dāng)RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位。WDT溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRTO位（地址8EH）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。DISKRTO位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。<

41、/p><p>　　XTAL1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2 來(lái)自反向振蕩放大器的輸出。</p><p>　　P0口 一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口。也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（

42、低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出

43、一個(gè)電流（IIL）。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。P1口部分端口引腳及功能如表2-1 P1口特殊功能所示。</p><p>　　表2-1 P1口特殊功能</p><p>　　P2口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因

44、為內(nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口線上的內(nèi)容在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2亦接收低8位地址。</p><p>　　P3口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫“

45、1”時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻把拉到高電并可作輸入端口。作輸入端口使用時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2-2 P3口特殊功能所示。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)期間的控制信號(hào)。</p><p>　　表2-2 P3口特殊功能</p><p>　　PSEN/ 程序儲(chǔ)存允許輸出是外

46、部程序存儲(chǔ)器的讀先通信號(hào)，當(dāng)AT89S51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN/有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的PSEN/信號(hào)。</p><p>　　EA/VPP 外部訪問(wèn)允許。欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，EA端必須保持低電平，需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+5V的編程電壓VPP。</

47、p><p>　　2.3脈沖發(fā)生器模塊</p><p>　　圖4 脈沖發(fā)生器模塊</p><p>　　NE555定時(shí)器具有定時(shí)精度高、工作速度快、可靠性好、電源電壓范圍寬（3-18V）、輸出電流大（可高達(dá)200mA）等優(yōu)點(diǎn)，可組成各種波形的脈沖振蕩電路、定時(shí)延時(shí)電路、是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能中規(guī)模集成電路。只需在外部配接適當(dāng)?shù)淖枞菰憧山M成施

48、密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等多種應(yīng)用電路，在這個(gè)電路中是多諧振蕩器，它電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定，波形標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　2.4顯示模塊</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是用八個(gè)八段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)的計(jì)價(jià)的顯示。</p><p>　　圖5 數(shù)碼管封裝圖及數(shù)據(jù)線與數(shù)碼管管腳關(guān)系</p><p>　　

49、第3章 出租車計(jì)價(jià)器的程序設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要可分為主程序模塊、定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序、里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序、中途等待中斷服務(wù)程序、顯示子程序服務(wù)程序、鍵盤服務(wù)程序六大模塊。下面對(duì)各部分模塊作介紹。</p><p>　　3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)</p><p>　　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

50、的設(shè)計(jì)以及開(kāi)中斷、循環(huán)等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動(dòng)/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器和價(jià)格寄存器，并對(duì)它們進(jìn)行初始化。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)價(jià)等不同的操作。主程序流程圖如圖6 所示。當(dāng)按下S1時(shí)，就啟動(dòng)計(jì)價(jià)，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程是否已超過(guò)起價(jià)公里數(shù)。若已超過(guò)，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來(lái)計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并將結(jié)果存于價(jià)格寄存器中，然后將時(shí)間和當(dāng)

51、前累計(jì)價(jià)格送顯示電路顯示出來(lái)。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開(kāi)關(guān)沒(méi)有送來(lái)脈沖信號(hào)，就停止計(jì)價(jià)，顯示當(dāng)前所應(yīng)該付的金額和對(duì)應(yīng)的單價(jià)，到下次啟動(dòng)計(jì)價(jià)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)顯示清零，并重新進(jìn)行初始化過(guò)程。</p><p><b>　　圖6 主程序流程圖</b></p><p>　　3.2 里程計(jì)算的設(shè)計(jì)</p><p>　　計(jì)算程序根據(jù)里程數(shù)分別進(jìn)入不同的計(jì)算

52、公式。如果里程大于3公里，則執(zhí)行公式:總金額=起步價(jià)+（里程-3）*單價(jià)；否則，執(zhí)行公式：總金額=起步價(jià)。</p><p><b>　　圖7里程計(jì)算流程圖</b></p><p>　　3.3顯示程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　顯示程序利用定時(shí)器每1ms產(chǎn)生一次中斷，相應(yīng)變量置位，點(diǎn)亮一個(gè)數(shù)碼管，顯示一位數(shù)據(jù)，利用主函數(shù)內(nèi)的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描顯示

53、，同時(shí)根據(jù)數(shù)碼管余輝和人眼暫留現(xiàn)象，即可實(shí)現(xiàn)顯示。</p><p><b>　　第4章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。測(cè)試包括里程計(jì)價(jià)測(cè)試。</p><p>　　4.1 使用的儀器儀表和工具 </p><p>　　4.2 調(diào)試的方

54、法</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)法，所以方便對(duì)各電路模塊功能進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試。</p><p>　　確定方案后的焊接過(guò)程很順利，3天后就完成了大部分電路的焊接工作，進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序測(cè)試后發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：由于要用到555芯片產(chǎn)生脈沖，預(yù)先設(shè)計(jì)的電路中沒(méi)有提供5V電源給555供電。我們想到外接一個(gè)5V的直

55、流電源，發(fā)現(xiàn)這樣會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)顯示累贅而難以操作。后來(lái)我們想到與單片機(jī)最小系統(tǒng)的Vcc和555芯片共用5V電源。于是將555的電源和地接到了最小系統(tǒng)的Vcc和地。這樣，只要單片機(jī)一上電，555便可以正常工作，操作起來(lái)非常方便和快捷。</p><p>　　在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題就是系統(tǒng)的時(shí)序設(shè)計(jì)。我們發(fā)現(xiàn)程序的鍵盤掃描程序和中斷程序發(fā)生沖突。導(dǎo)致按鍵功能和顯示功能不能同時(shí)出現(xiàn)。后來(lái)經(jīng)過(guò)排查發(fā)現(xiàn)，中斷子程序

56、設(shè)計(jì)的不合理，導(dǎo)致發(fā)生了中斷嵌套。將中斷子程序的部分內(nèi)容調(diào)整到主程序中調(diào)用子程序則這解決了這一問(wèn)題。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)這些天有關(guān)于出租車計(jì)價(jià)器的課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用有了更深的了解。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還是碰到了許多的問(wèn)題。比如，對(duì)于數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示和鍵盤的延時(shí)防抖的綜合編程不能較好地解決；對(duì)于代碼的前后順

57、序及調(diào)用掌握得還不夠好；對(duì)于一些相關(guān)的應(yīng)用軟件沒(méi)能熟練掌握。通過(guò)這幾天晚上的苦想和反復(fù)調(diào)試，以及參考網(wǎng)上的程序，最終還是把問(wèn)題解決了。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我最大的收獲就是自己的動(dòng)手能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力得到了很大的提高，也充分體會(huì)到了自己設(shè)計(jì)東西的樂(lè)趣、學(xué)會(huì)查閱資料和對(duì)別人的東西融會(huì)變通的重要性，也明白了很多知識(shí)光靠趴在書本上學(xué)是學(xué)不到其中的精髓的，必須親自去試著實(shí)踐，親自去經(jīng)歷才能對(duì)它們真

58、正的掌握，凡事都要自己去動(dòng)下手，去實(shí)踐一下，遇到困難，永遠(yuǎn)不要沮喪氣餒。在動(dòng)手的過(guò)程中，不僅能增強(qiáng)實(shí)踐能力，而且在理論上可以有更深的認(rèn)識(shí)；這次設(shè)計(jì)給了我極大的鼓舞和信心，相信在以后的學(xué)習(xí)中可以通過(guò)不斷的摸索和實(shí)踐來(lái)提高其他方面的知識(shí)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，又使我學(xué)到了許多書本上無(wú)法學(xué)到的知識(shí),也使也深該體會(huì)到單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛，不僅使我對(duì)學(xué)過(guò)的單片機(jī)知識(shí)有了很多的鞏固，同時(shí)也對(duì)單片機(jī)這一門課程產(chǎn)生了更大的興趣。</p>

59、<p>　　在此特別感謝我們的指導(dǎo)老師：**老師！因?yàn)?*老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，教學(xué)水平高，對(duì)同學(xué)們指導(dǎo)耐心細(xì)致，不斷鼓勵(lì)我，幫助我，我才能順利的完成此次設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)學(xué)習(xí)的又一次飛躍！在丁老師的幫助下，我不僅切實(shí)掌握了專業(yè)知識(shí)，更是在實(shí)際操作中學(xué)到了很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我后續(xù)的學(xué)習(xí)及工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>

60、　　[1] 華成英,童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].第五版.北京：清華大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[2] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].第五版.北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　[3] 李金平,沈明山.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[4] 潘永雄,沙河.電子線路CAD使用教程[M].西安：西安

61、電子科技大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[5]譚浩強(qiáng).MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[6] 劉海成.單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與實(shí)踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009</p><p>　　[7] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].第三版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005</p&

62、gt;<p>　　[8] 梁曉雯.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].第三版.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2008。</p><p>　　[9] 李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].第二版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008。</p><p>　　[10] 王平.電子CAD應(yīng)用教程[M].第一版.浙江：東南大學(xué)出版社，2009。</p><p>　　[11] 何

63、小艇.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].第四版.浙江：浙江大學(xué)出版社，2008。</p><p>　　[12] 黃智偉.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽電路設(shè)計(jì)[M].第一版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011。</p><p>　　[13] 馮育長(zhǎng).單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例指導(dǎo)[M].第三版.西安：西安電子科技大學(xué)，2007。</p><p>　　[14] 于永權(quán).單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)

64、用[M].第二版. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010。</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄1 總體設(shè)計(jì)電路圖</p><p><b>　　附錄2元件清單 </b></p><p><b>　　附錄3 PCB板圖</b></p>

65、<p><b>　　附錄4 仿真圖</b></p><p><b>　　附錄5 源程序</b></p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#define uchar

66、unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define ON 1</p><p>　　#define OFF 0</p><p>　　sbit led1=P3^3; //端口定義；</p><p>　　sbit led2=P3

67、^4;</p><p>　　sbit key1=P1^0;</p><p>　　sbit key2=P1^1;</p><p>　　sbit key3=P1^2;</p><p>　　uchar Switch=OFF;</p><p>　　uchar Night=OFF;</p><p>　　u

68、int Viameter=0; </p><p>　　uint dat[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};// 數(shù)碼管為共陽(yáng)</p><p>　　uint Money=0;</p><p>　　void Delay(uint i)</p><p><

69、b>　　{</b></p><p><b>　　do</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　i-=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><

70、b>　　while(i);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key() //按鍵定義；</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(key1==0)</

71、p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Delay(5);</b></p><p>　　if(key1==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!key1);</p><p&

72、gt;<b>　　{</b></p><p>　　if(Switch==ON)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Switch=OFF;</p><p><b>　　led1=1;</b></p><p><b>　　

73、}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　Switch=ON;</p><p><b>　　led1=0;</b></p><p><b>　　}</

74、b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key2==0)</p><p><b>　　{</b></p>

75、;<p><b>　　Delay(5);</b></p><p>　　if(key2==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!key2);</p><p>　　Switch=OFF;</p><p><b>　

76、　Money=0;</b></p><p>　　Viameter=0;</p><p><b>　　led1=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key3==

77、0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Delay(5);</b></p><p>　　if(key3==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!key3);</p>

78、<p>　　if(Night==ON)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Night=OFF;</p><p><b>　　led2=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b&

79、gt;　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Night=ON;</b></p><p><b>　　led2=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><

80、;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void DisV() //里程定義；</p><p><b>　　{</b></p&g

81、t;<p>　　uint ge,shi,bai,qian;</p><p>　　qian=(Viameter*100)/1000;</p><p>　　bai=(Viameter*100)%1000/100;</p><p>　　shi=(Viameter*100)%100/10;</p><p>　　ge=(Viameter*

82、100)%10;</p><p><b>　　P2=0x01;</b></p><p>　　P0=dat[qian];</p><p>　　Delay(100);</p><p><b>　　P2=0x02;</b></p><p>　　P0=(dat[bai]&0x

83、7f);</p><p>　　Delay(100);</p><p><b>　　P2=0x04;</b></p><p>　　P0=dat[shi];</p><p>　　Delay(100);</p><p><b>　　P2=0x08;</b></p>&

84、lt;p>　　P0=dat[ge];</p><p>　　Delay(100);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void DisM() //價(jià)格定義；</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ui

85、nt ge,shi,bai,qian;</p><p>　　qian=Money/1000;</p><p>　　bai=Money%1000/100;</p><p>　　shi=Money%100/10;</p><p>　　ge=Money%10;</p><p><b>　　P2=0x10;</

86、b></p><p>　　P0=dat[qian];</p><p>　　Delay(100);</p><p><b>　　P2=0x20;</b></p><p>　　P0=dat[bai];</p><p>　　Delay(100);</p><p><b

87、>　　P2=0x40;</b></p><p>　　P0=(dat[shi]&0x7f);</p><p>　　Delay(100);</p><p><b>　　P2=0x80;</b></p><p>　　P0=dat[ge];</p><p>　　Delay(100

88、);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　EX0=1;</b>&l

89、t;/p><p><b>　　IT0=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　key();</b></p><p><b>　　D

90、isV();</b></p><p><b>　　DisM();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void exter0() interrupt 0</p><p>

91、<b>　　{</b></p><p>　　if(Switch==ON)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Viameter++;</p><p>　　if(Viameter<=3)</p><p><b>　　Money=60;&l

92、t;/b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(Night==OFF)</p><p>　　Money=Money+17;</p><p><b>　　else</b>&l