基于單片機出租車測速計價系統_畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 G2OUT3RST4VCC8DISCH7THR6CVOLT5U8NE555 圖 15 555 時基電路的電路結構和引腳圖 1腳： GND(或 Vss)外接電源負端 VSS 或接地，一般情況下接地。比較器 C1 和 C2 的參考電壓分別為 UA 和 UB，根據 C1 和 C2 的另一個輸入端 —— 觸發 輸入和閾值輸入，可判斷出 RS 觸發器的輸出狀態。 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。占用系統 I/O口較少，有效地節約系統資源，使 整個系統更加人性化。 指令 8： DDRAM 地址設 置。 指令 2：光標復位，光標返回到地址 00H。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作 ，低電平時進行寫操作。占用系統 I/O口較少，有效地節約系統資源，使整個系統更加人性化。 K4：可以對年月日 時分秒進行減小調整。 該硬件電路設計簡單，抗干擾能力強。 為了啟動數據的傳輸， CE引腳信號應由低變高，當把 CE驅動到邏輯 1的狀態時， SCLK 必須為邏輯 0,數據在 SCLK 的上升沿串行輸入，無論是讀同期 還是寫周期，也無論傳送方式是單字節還是多字節，都要通過控制字指定 40 字節的哪個將被訪黑龍江八一農墾大學畢業設計（論文） — 12— 問，在開始 8個時鐘同期把命令字（具有地址和控制信息的 8 位數據）裝入移位寄存器之后，另外的時鐘在讀操作時輸出 數據，在寫操作時輸入數據，所有的數據在時鐘的下降沿變化。 4. 第 0 位：如果為 0,表示進行寫操作，為 1 表示進行讀操作。 2. 第 6 位：如果為 0,則表示存取日歷時鐘數據，為 1 表示存取 RAM 數據。 I/O 為串行數據輸入輸出端 (雙向 )，后面有詳細說明。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或 RAM 數據。 我們選擇了 口作為信號的輸入端，內部采用外部中斷 0（這樣可以減少程序設計的麻煩），車輪每轉一圈（我們設車輪的周長是 1 米），霍爾開關就檢測并輸出信號，引起單片機的中斷，對脈沖計數，當計數達到 500 次時，也就是 1 公里，單片機就控制將金額自動的增加。當施加的磁場達到工作點時，觸發器輸出高電壓 (相對于地電位 )使三極管導通，此時 OC 門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態為 “開 ”。前者輸出模擬量，后者輸出數字量。需注意的是：如果加密位 LB1黑龍江八一農墾大學畢業設計（論文） — 7— 被編程，復位時內部會鎖存 EA 端狀態。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。 P3 口： P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 。在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節，而在程序校驗時，輸出指令字節，校驗時，要求外接上拉電阻。寫入單片機內的程序還可以進行加密，這又很好地保護了你的勞動成果。本次設計的計價車速系統 不但能實現基本的計價 和間接計算出車速 ，而且還能根據白天、黑夜、中途等待來調節單價，同時在不計價的時候還能作為時鐘為司機同志提供方便 。 IO 口分配的簡易要求。隨著單片機性能不斷提高而價格卻不斷下降，單片機控制得到更廣泛的應用，外圍芯片的不斷發展，使得計價器的功能更加強大，性能更加穩定。此 時它在計程的同時還可以完成計價的工作。計價器是出租汽車的經營者和乘坐出租汽車的消費者之間用于公平交 易結算的工具，因而計價器計價準 確與否，直接關系到經營者和消費者的經濟利益。 顯示 界面采用的是 LCD1602 液晶屏 ， 其內部有 復位電路 ,時鐘電路 ,鍵盤電路，空車時可以顯示系統 時間 ， 還能實現根據時鐘芯片自動調整白天、黑天計價模式，能自動處理中途等待等功能。學士學位畢業設計（論文） 基于 單片機 出租車 測速 計價 系統 學生姓名： 劉銘航 學 號： 20xx4073336 指導教師： 孟潔 所在學院： 信息技術學院 專 業： 電氣工程及其自動化 中國 本次設計 出租車計價 測速系統 不但能實現計價的功能， 還可以通過電機的轉動模擬 汽車輪胎 轉動 ,通過 A44E 霍爾傳感器對 模擬出的 輪胎轉數進行計數，實現對出租車里程的測量 ，間接的獲得 車 速 ，并 最終計算出 總金額 。出租汽車計價器是一種能根據乘客乘坐汽車行駛距離和 等候時間的長度短 進行計價 的一種儀器，同時也可以 直接顯示車費值的計量器 具。它采用了手搖計算機與機械結構相結合的方式，實現了半機械半電子化。單片機以及外圍芯片的不斷發展促進了計價器的發展。 白天 、晚上、途中等待（ 3S 開始收費） 具有數據的復位功能。輸出采用 1602 液晶顯示屏。顯而易見，這種單片機對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短。在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低 8 位）和數據總 線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。 Flash 編程或校驗時， P2亦接收高位地址和一些控制信號。 ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時， ALE（ 地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節。欲使 CPU 僅訪問外部 程序存儲器（地址為0000H—FFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。 按照霍爾器件的功能可將它們分為 : 霍爾線性器件和霍爾開關器件 。在輸入端輸入電壓，經穩壓器穩壓后加在霍耳電勢發生器的兩端，根據霍耳效應 原理，當霍耳片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會產生霍耳電勢差 HV 輸出，該 HV 信號經放大器放大后送至施密特觸發器整形，使其成為方波輸送到 OC 門輸出。 黑龍江八一農墾大學畢業設計（論文） — 9— 圖 6 傳感器測距示意圖 由于 A44E 屬于開關型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（ ～ 18V），其輸出的信號符合 TTL 電平標準，可以直接接到單片機的 I/O 端口上，而且其最高檢測頻率可達到 1MHZ。 時鐘 單元設計 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續運行。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 1. 第 7 位：最高有效位，如果它為 0,則不能把數據寫入到 DS1302 中。 當第 6位為 1時， 定義 RAM 的地址， A4～ A0＝ 0～ 30,對應各子地址的 RAM，地址 31 對應的是 RAM 多字節方式選擇寄存器。但是，當以多字節方式寫RAM 時，不必寫所有 31 字節，不管是否寫了全部 31 字節，所寫的第一個字節都將傳送到 RAM。在 24小時制式下，位 5是第二個 10 小時位（ 20～ 23 時）。 K3：可以對年月日 時分秒進行增大調整。液晶屏功能強大，可顯示各種字體的數字、漢字、圖像，還可以自定義顯示內容，顯示內容 也較豐富；方便操作者讀取信息及一些擴展功能的實現。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。（說明： 1為高電平、 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標復位到地址 00H 位置。 指令 7：字符發生器 RAM 地址設置。 液晶屏功能強大，可顯示各種字體的數字、漢字、圖像，還可以自定義顯示內容，顯示內容也較豐富；方便操作者讀取信息及一些擴展功能的實現。它提供兩個基準電壓 VCC /3 和 2VCC /3。輸出級的驅動電流可達200mA。 555 時基電路的電路結構和邏輯功能 由圖 15（見下頁） 可知 555 電路由電阻分壓器、電壓比較器、基本 RS 觸發器、放電管和輸出緩沖器 5個部分組成。 6腳： TH 高觸發端。 8腳： VCC(或 VDD)外接電源 VCC，雙極型時基電路 VCC 的范圍是 ～ 16V， CMOS型時基電路 VCC 的范圍為 3～ 18V。 中途等待中斷服務程序 ， 當等待 鍵按下，每當計時到達 3 分鐘后，就對當前金額加上中途等待的單價。宏單步可執行一段程序，如一步就可執行完整個循環程序段。 （ 2）硬件系統檢 查， 硬件系統必須排除電源短路和碰線故障，然后空板（沒有插上芯片等器件）進行上電檢查各電源點是否正確，有關邏輯電平及信號是否正確。 B) 對出現的問題進行仔細地分析，合理推測，借助開發系統的調試手段，逐步縮小疑點范圍，直至找出問題所在進行修改。雖然 AT89S52 單片機具有較強抗干擾能力，雖然其抗干擾能力不如 PLC，但是PLC 價格較貴，不符合以經濟為主的設計原則 。 最后，我要感謝我的母校，是她培養了我，培養了一批又一批像我一樣受益于她的孩子們，沒有學校領導的細細關懷，大學四年我們不會過的如此充實 。 這次設計是我 認識到 了 完整 、嚴謹、科學分析問題、解決問題的思想是多么的重要，只有擁有了科學的態度才能設計出有用的產品。 結論 — 31— 結論 在這段時間里，經過自己努力，基本上完成了設計要求的內容， 實現了出租車計價系統的計費，總里程顯示等功并且能通過電機模擬輪胎轉動，間接獲得車速功能。 有些故障只有通過軟件調試才能排除，有時還需通過軟件調試修改硬件設計。全速斷點運行為檢查實時性 及中斷響應處理等提供了方便。 開始 LCD 初始化 寫數據 LCD 判忙 =0 寫完 設置字符位置 寫數據 LCD 判忙 =0 寫完 結束 否 否 否 否 是 黑龍江八一農墾大學畢業設計（論文） — 29— 5系統 安裝與 調試 程序的檢測與調試 程序的查錯手段 單片機的應用系統均需借助對應的開發系統（或裝置）進行在線仿真，對應用系統的軟，硬件進行全面地檢測與調試。 在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、啟動計價，將根據里程寄存器中的內容計算和判斷出行駛里程是否已超過起價公里數。電阻分壓器為比較器 C C2 提供參考電壓，比較器 C1 的參考電壓為 2/3Vcc，加在同相輸入端，比較器 C2 的參考電壓為1/3Vcc，加在反相輸入端。 4腳： R 是直接清零端。 555 定時器的應用 （ 1）構成施密特觸發器，用于 TTL 系統的接口，整形電路或脈沖鑒幅等； 黑龍江八一農墾大學畢業設計（論文） — 22— （ 2）構成多諧振蕩器，組成信號產生電路； （ 3）構成單穩態觸發器，用于定時延時整形及一些定時開關中。若觸發輸入端 TR 的 電壓小于 VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發器置 1，使輸出端 OUT=1。 555 定時器的電源電壓范圍寬，可在 ~16V 工作， 7555 可在 3~18V 工作，輸出驅動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、 CMOS 或者模擬電路電平兼容。 指令 11：讀數據。 指令 4：顯示開關控制。 第 7～ 14 腳： D0～ D7為 8 位雙向數據線。下面以長沙太陽人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。 K7：中途等待按鍵，按鍵按下后，進入等待模式，再按下，可以解除等待 . 黑龍江八一農墾大學畢業設計（論文） — 16— 顯示 模塊設計 顯示部分要求顯示單價、里程、總金額等各種信息。 DS1302 采用雙電源供電，平時由 +5V 電源供電，當 +5V 電源之后，由圖中 +3V 備用電源供電。 圖 8 DS1302 單字節讀寫時序 DS1302 片內寄存器說明 通過控制字對 DS1302 片內的寄存器進行尋址之后，即可就所選中寄存器的各位進行操作。同樣，在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿，讀出 DS1302 的數據，讀出的數據也是從最低位到最高位。 A4～ A0＝ 0～ 6,順序為秒、分、時、日、月、星期、年的寄存器。 表 1 DS1302 引腳功能說明 引腳號 名稱 功能 1 VCC1 備份電源輸入 2 X1 輸入 3 X2 輸出 4 GND 地 5 RST 控制移位寄存器 /復位 6 I/O 數據輸入 /輸出 7 SCLK 串行時鐘 8 VCC2 主電源輸入 黑龍江八一農墾大學畢業設計（論文） — 11— DS1302 控制字和讀寫時序說明 在編程過程中要注意 DS1302 的讀寫時序， DS1302 是 SPI 總線驅動方式，它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應寄存器的數據。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節或多字節數據的傳送手段。 主要特點是采用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。車輪每轉一周，磁鐵