基于c-51單片機出租車計價器的研究電子信息科學與技術專業(更新版)

　　

【正文】 。 8563有 16個寄存器，其中 00H01H為控制方式寄存器、 09H0CH為報警功能寄存器、 0DH為時鐘輸出寄存器、 0EH和 0FH為定時器功能寄存器、 02H08H為秒年時間寄存器。 當一個 RTC 寄存器被讀時，所有計數器的內容被鎖存，因此，在傳送條件下，可以禁止對時鐘 /日歷芯片的錯讀。當定時工作時，由于芯片內部按機器周期提供固定頻率的計數脈沖；當計數工作時，從芯片外部引入計數脈沖。 8155 的定時器 /計數器 定時器 /計數器的記數結構 ： 8155 的定時器 /計數器是一個 14 位的減法計數器，由兩個 8 位寄存器構成，以其中的低 14 位組成計數器，剩下的兩個高位（ M2,M1） 用于定義計數器輸出的信號形式。為此 8155 引入了 8 位地址 AD2～ AD0,無論是 RAM 還是可編址口都使用這 8 位地址進行編址。 當 PA 或 PB 以中斷方式進行數據傳送時，所需要的聯絡信號由 PC 提供，其中 PC2～ PC0 是為 PA 提供， PC5～ PC3 是為 PB 提供。 IO/M =0,對 RAM 進行讀寫； IO/M =1，對 I/O 口進行讀寫。 芯片 8155 基本結構及工作方式 8155 芯 片為 40 引腳雙列直插封裝，單一的 +5V 電源，其引腳排列如圖 34所 示： 圖 34 8155引腳排列圖 在與單片機接口的方向， 8155 提供如下信號： ? AD7～ AD0—— 地址數據復用線。 RD、 WR 分別是讀、寫控制線。其中，與 CPU 相連的引腳有 CE 、 IO/M 、 AD0～ ADALE、 RD、 WR 和 RESET。 ● GND— 接地端。英注意，對AT24C08 芯片，雖然第 7腳也定義為 WP，但實際不起作用。下面以 ATMEL 公司的產品進行說明。 AT24CX 系列 EEPROM 為串行的用電擦除的可編程 CMOS 只讀存儲器。 掉電存儲芯片 AT24C02 概述 單片機實現的儀器儀表，家用電器， 工業監控等系統中，對某些狀態參數，不僅要求能夠在線修改，而且斷電能保持，以備上電后恢復系統的狀態。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2應不接。 /EA/VPP：當 EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 ～ ～ + + 圖 31 AT89C51的內部結構框圖 P0驅動 P2驅動 P0鎖存器 P2鎖存器動 FPEROM RAM RAM 地址寄存器 B寄存器 ACC TMP2 TMP1 堆棧指針 ALU PSW 指令寄存器 定時控制 P1鎖存器 P3鎖存器 中斷、串行口和定時器 P1驅動 P1驅動 OSC ~ ~ 程序地址寄存器 DPTR 緩沖 PC增加 1 PC PSEN 圖 32 AT89C51管腳結構圖 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。 GND：接地。當空車燈打上乘客下車時，打印好票據 ,單片機將營運數據信息存儲到 AT24C02 中 ,等待出租車再次啟動后單次金額與里程等信息清零復位 , 就此完成一次計價。在出租車運營過程中 ,當遇到堵車等情況而導致出租車處于等待狀態 ,則每等到五分鐘 (時速低于每小時5 公里 ) 費用加 1 元。方案框圖如 圖 22 所 示 : 圖 22 編碼器方案 方案三： 采用單片機控制。本電路設計的計價器不但能實現基本的計價，而且還能根據白天，黑夜，中途等待來調節單價，但同時在不計價的時候還能作為時鐘為司機同志提供方便。目前全世界的計價器中有 90%為臺灣所生產。 關鍵詞： AT89C51；掉電存儲； LED 顯示 ABSTRACT In this paper, the importance of taximeter in our life is introduced. The designs of a new type of taximeter based on single chip microputer AT89C51 are presented. How to solve key problems in the process of designing hardware system is also discussed. The results have proved that the system is satisfied with the practical requirement s of distance, time and fare counting, storing, and the print, display function. In the thesis, hardware design of the taximeter is mainly focused on. The thesis elaborates the overall design of taximeter. The clock electric circuit mold piece, electricity saving mold piece, mileage examination mold piece and LED demonstration mold piece, keyboard mold piece, print mold piece etc. Key Words： AT89C51:Electricity saving mold piece。論文詳細闡述了該計價器的總體設計：時鐘電路模塊、掉電存 儲模塊、里程檢測模塊、 LED 顯示模塊、鍵盤模塊、打印模塊等。多年來國內普遍使用的計價器只具備 單一的計量功能。 系統設計的要求 本設計采用 AT89C51 單片機為主控器，以 A44E 霍爾傳感器測距，實現對出租車的多功能的計價設計，并采用掉電存儲單元 AT24C02 來實現在系統掉電的時候保存單價和系統時間等信息，輸出采用 6段數碼顯示管。解決了以往計價器計價不準確、使用 壽命短等缺點，但此方法通常使干擾信號也能產生計數脈沖，分立元件過于復雜，電路穩定性不好。 系統總體設計要求 所設計的出租車計價系統 ,要求可以設置起步價， (如 5 公里內 10 元 ) ,5 公里后開始按每公里增加費用 ,每公里的單價為 1. 6 元。當空車燈掰下乘客上車時，通過 8563 獲取時間信息分辨白天 / 晚上 ,然后調用AT24C02 程序獲取白天 / 晚上的單價及起始價 ,便開始計價并顯示時間、里程和金額等信息 。 VCC：供電電壓。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。當 P3 口寫入“ 1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。在智能化裝置中，正日益獲得廣泛應用。 目前，我國采用的 AT24CX系列串行芯片 EEPROM主要是由 ATMEL， MICROCHIP，XICOR， NATIONAL 等幾家公司提供。被保 護部分的讀操作不受影響，實際上這時被保護的區域就可以作為串行只讀存儲器。 ● Vcc— 電源電壓 +5V。 8155 共有 40 個腳。 ALE是地址鎖存信號輸入線。 PC0～ PC5 是 C 口的 6位輸入 /輸出線。 8155 內部的 I/O 口與 RAM 是分開編址的，因此要使用控制信號進行區分。 當以無條件方式進行數據輸入 /輸出傳送時，由于不需要任何聯絡信號，因此 這時 PA、 PB 及 PC 都可以進行數據的輸入 /輸出操作。 表 32 PC口線聯絡信號定義 方式 口位 作 PA 控制端口 作 PA 和 PB 控制端口 PC0 AINTR AINTR PC1 ABF ABF PC2 ASTB ASTB PC3 輸出 BINTR PC4 輸出 BBF PC5 輸出 BSTB RAM 單元及 I/O 口編址 8155 共有 256 個 RAM 單元，加上 6 個可編址的端口，這 6 個端口是：命令/狀態寄存器、 PA 口、 PB 口、 PC 口、定時器 /記數器低 8 位以及定時器 /計數器高 8 位。用于寄存器各端口及定時器 /計數器的工作狀態。 ? MCS51 的定時器 /計數器有兩種計數脈沖。前兩個寄存器（內存地址 00H， 01H） 用于控制寄存器和狀態寄存器，內存地址02H08H 用于時鐘計數器（秒 ~年計數器），地址 09H0CH 用于報警寄存器（定義報警條件）地址 0DH 控制 CLKOUT 管腳的輸出頻率，地址 0EH 和 0FH 分別用于定時器控制寄存器和定時器寄存器：秒、分鐘、小時、日、月、年、分鐘報警、小時報警、日報警寄存器，編碼格式為 BCD ，星期和星期報警寄存器不以 BCD 格式編碼。 8563內嵌掉電檢測器，當 VDD低于 Vlow時 ,位 VL（ Voltage Low,秒寄存器的位7）被置 1，用于指明可能產生不準確的時鐘 /日歷信息， VL標志位只可以用軟件清除，當 VDD慢 速降低（例如以電池供電）達到 Vlow時，標志位 VL被設置，這時可能會產生中斷。 可編程并行接口 8255 為了連接鍵盤、顯示器等 并行輸入輸出的外圍設備，采用可編程并行接口 8255 來實現 AT89C51 單片機并行接口擴展。 (2)與 I/O 設備交換數據引腳 APO~PA:7A 口的 8 位輸入 /輸出線。 任一端口可以作為輸入輸出 。 若兩個端口都工作于方式 1，端口 C 還留下兩位，這兩位可以用作輸入 輸出，也具有置位 /復位功能。這種系統成本低廉、結構簡單，常用來構成簡單的控制系統。 復位信號是高電平有效，其有效時間應持續 24 個振蕩脈沖周期（即二個機器周期）以上，若使用頻率為 6MHz 的晶振，則復位信號持續時間應超過 4μ s才能完成復位操作。一般電容 C3 和 C4 取 30uF 左右。 ：串行時鐘輸入端。 WP 接地是因為 WP為寫保護引腳，由于 AT24C02 不具有寫保護功能，所經該引腳接地。 本設計采用 霍爾傳感器 A44E,用它來檢測車輪信號， 送到單片機中，經處理計算后，送給顯示單元，原理圖如圖 45 所示： 圖 45 傳感器測距示意圖 根據 在霍爾電勢發生器的兩端加上電壓 VCC 后，根據物理學中的霍耳效應原理，當霍耳片處在磁場中時，霍爾傳感器 A44E 的輸出端輸出低電平。在單片機應用系統中通常使用的是七段 LED。 在單片機應用系統中使用 LED 還可構成任意位的 LED 顯示器。靜態顯示就是顯示驅動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數據送出后就不再管，直到下一次顯示數據需要更新時再傳送一次新數據，顯示數據穩定，占用很少的 CPU 時間。由于每一位由一個 8 位輸出口控 制段選碼，故在同一時間里每一位顯示的字符可以各不相同。 7 段 LED 顯示器由 7條發光二極管組成顯示字段，并按“日”字形排列，這7段發光管分別稱為 a,b,c,d,e,f,g,有的還帶有一個小數點 dp,7 段 LED 由此得名，將 7段發光管陰極都連在一起，稱為共陰極接法，當某個字段的陽極為高電平時，對應的字段就點亮。在乘客時顯示營運的單價、等待時間、路程、金額及時鐘。 VPP：編程電源。 按鍵設置在行、列線交點上，行、列分別連接到按鍵開關的兩端。 圖 411 存儲 器擴展電路圖 2線反轉法 掃描法要逐列掃描查詢，當被按下的鍵處于最后一列時，則要經過多次掃描才能最后獲得此按鍵所處的行列值。例如一個 4*4 鍵盤， 14H 鍵和 21H 鍵之間間隔 13，因此不利于散轉指令。鍵盤的工作方式通常有 3種：編程掃描、定時掃描和中斷掃描。可以說，前兩種掃描方式， CPU 對鍵盤的監視是主動進行的，而后一種掃描方式， CPU對鍵盤的監視是被動進行的