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(留存版)

　　

【正文】 到 30 元后 ,每公里將加收 50 %的空駛費 ,遇有特殊情況停車時 ,可設為不計費 ,以保證乘客權益。 P0口： P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如 表 31 所示： P3口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當/EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。斷電數據保護方法可選用具有斷電保護功能的 RAM 和電可擦存儲器 EEPROM。 AT24C02 介紹 AT24C02 系列串行 EEPROM 引腳、容量及結構 目前我國應用最多的封裝形式是 8 腳封裝 ,如 圖 33 所 示： 圖 33 AT24C02型號和引腳 AT24C02 的 EEPROM 的引腳說明如下： ● SCL— 串行時鐘端，用于對輸入和輸出數據的同步。 ● NC— 未連接。 RESET 是復位線 .當RESET=1 時， 8155 被復位。該信號是一個特殊信號，對它的使用要格外注意。對它們只需使用 AD2～ AD0 即可實現編址，如表 33所示。但 8155 的定時器 /計數器，不論是定時工 作還是計數工作，都由外部提供計數脈沖，其信號引腳就是 TIMER IN。 （ POR）替換模式 POR 的持續時 間直接與振蕩器的起動時間有關。 PCO~PC7:作為 8位輸入 /輸出線 。 一個 8位的雙向總線端口 A 和一個 5 位控制端口 C。 RST 變為低電平后，便又退出復位狀態。 ：串行數據 I/O 端，用于輸入和輸出串行數據。我們選擇了 口作為信號的輸入端，內部采用外部中斷 0，車輪每轉一圈，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。每根位選線控制該位的LED 的 8根段選線控制該位 LED 顯示什么字符。故在位數較多時往往采用動態顯示方法。此外，還有一些引腳信號也是提供存儲器擴展使用的。平時無按鍵動作時，行線處于高電平狀態，而當有按鍵按下時，行線電平 狀態將由與此行線相連的列線電平決定。以 4*4 鍵盤為例，可以編號為 01H， 02H， ...， 0FH， 10H 共 16 個。鍵盤分為行線和列線，本鍵盤共有 4條行線 4 條列線。定時掃描進了一大步，除了定時監視一下鍵盤輸入情況處，其余時間可進行其他任務的處理，因此 CPU 效率提高了。如 12H 表示第一行、第 2 列的按鍵、 A4H 表示第 10 行、第 4 列的按鍵等。如一個 3*3 的行、列結構可以構成一個有 9個按鍵的鍵盤。 本設計的電路連接圖如 圖 48 所示 ： 圖 48 LED顯示連接圖 如果采用 LCD 液晶顯示 ,在距離屏幕 1 m 之外就無法看清數據 ,而且在白天其對比度也不能夠滿足要求 ,因此采用高亮度 LED 數碼管顯示。如圖所示，該圖表示了一個四位靜態 LED 顯示器電路。設 8位控制器按低到高的次序依次控制 LED 顯示塊的 a~f 和小數點 dp,我們稱控制器輸出的控制 LED 顯示塊顯示字符的 8 位字節數據為段選碼。霍爾器件以霍爾效應為其工作基礎。 電路連接情況如 圖 44 所 示： 圖 44 掉電存儲電路連接圖 AT24C02 的引腳功能和意義如下： ： +5V 電源。 PCF8563是一款性價比極高的時鐘芯片它已被廣泛用于電表水表氣表電話傳真機便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產品領域 電路連接圖如 圖 41所示 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 7 J u n 2 0 09 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ O w n e r .L E N O V O D 3 B A 8 67 F \桌面 \ t i a n .d dbD r a w n B y:GND4I N T3O S C O2O S C1S D A5S C L6C O U T7V C C8U88 56 3R71 0KR61 0KV C CC21 5P FC10 .1 u FY27 2. 7 68 K H ZBTB A T T E R YP 1. 1P 1. 2V C CD11 N 41 4 8D21 N 41 4 8 圖 41 8563晶振電路 復位電路 單片機在啟動運行時都需要進行復位操作，以便使 CPU 和系統中的其它部件都處于某一確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作。 任一端口都可作為輸入或輸出 。 /RD、 /WR:讀、寫線。 CLKOUT為開漏輸出管腳，上電時輸出有效，無效時輸出為高阻抗。 ? MCS51 的定時器 /計數器有多種工作方式。 STB —— 選通信號（輸入），低電平有效。 ? CE —— 片選信 號。它一般接到 CPU 的地址線 A8 上。例如， AT24C16 所對應的 3個引腳均無效，因此使用 AT24C16 時只能尋址 1 片，同樣，使用 AT24C04 時刻尋址 4 片；使用 AT24C08 可尋址 2 片。一般商業品工作溫度為 0～ +70℃，工業品為 40～ +85℃。在閑置模式下， CPU 停止工作。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。編程電壓 VPP 有高壓 12V 的，也有低壓5V的。 AT89C51作為一個單片微型計算系統，靈活性高，其強大的控制處理功能和可擴展功能為設計電路提供了很好的選擇。具有良好性能的計價器無論是對廣大出租車司機朋友還是乘客來說都是很必要的。結果表明該計價器具有集計程、計時、計費、存儲等多種計量功能，并且具有打印和顯示等多種功能。 設計的意義 在出租車是城市交通的重要組成部分，行業健康和發展也獲得越來越多的關注。利用單片機豐富的 I/O 端口，金額顯示 單價顯示 電源電路及保護電路 里程傳感器 移位寄存器電路 磁感應傳感器 編碼 器 解碼 器 計價 裝置 解碼寫入器 計價脈沖 及其控制的靈活性，實現基本的里程計價功能和價格調整、時鐘顯示功能。具有全靜態的工作方式，表明它不一定要求連續的工作時鐘定時，在等待內部事件期間，時鐘頻率可降至 0。這是由于內部上拉的緣故。此時， ALE只有在執行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信 號組合，并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。擦除 /寫入周期壽命一般都可達到 10 萬次以上。 將這 3個引腳配置成不同的編碼值，可選中不同的芯片。 CE 接到地址譯碼器上，由整個系統分配給高位地址，以保證任何時刻只有一個芯片可與 CPU 交換信息，不發生地址沖突。除進行 AD7～ AD0 的地址鎖存控制外，還用于把片選信號 CE 和 IO/M 等信號進行鎖存。 聯絡信號共有 3 個，其中： ? INTR—— 中斷請求信號（輸出），高電平有效。但是在使用上卻與 MCS51 的定時器 /計數器有許多不同之處。當讀定時器時返回當前倒計數的數值。其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。 輸入輸出有 16 種不 同的組合。計價器在出租車空車行駛時需要顯示實時時鐘 ,因為它的時鐘是作為白天 / 晚上單價自動轉換的一個基準 ,而且計價器的時鐘顯示能為司機和乘客提供方便 ,所以選擇一個好的時鐘芯片對計價器很重要。在本次設計中，我們選取晶振頻率為 6MHz,C1 和 C2 的值均為 30uF。當系統重新上電時 ,自動調用讀存儲器程序 ,將存儲器內的數據信息 ,讀到緩存單元中 ,供主程序使用，保存在 AT24C02 中的數據是不能隨意進行改動的 ,此外出租車 營運過程中的一些營運數據 ,如 :單次出租的營運額和營運里程、一段時間內的營運總額和總路程等 ,也存儲在 AT24C02 中 ,以便出租車公司及司機查詢 ,使出租車司機更方便的管理營運數據 ,出租車行業得到更有效的管理。 通常的七段 LED 顯示塊中有 八個發光二極管，故也稱為八段顯示器。 硬件譯碼就是顯示的段碼完全由硬件完 成， CPU 只要送出標準的 BCD 碼即可，硬件接線有一定標準。數字量與段的對應關系如表 42所示： 表 42 數碼管數字量與段的對應關系表 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 例如：當加到陽極的數字量為 00111111B=3FH 時，除 dp,g 不發光外，其他6 段均發光，因此顯示一個 0 字符。當使用時，它為片選信號 /E，低電平有效；當芯片編程時，它為編程控制信號 P，用于引入編程脈沖。綜合兩步的結果，則可確定按鍵所在的行和列，從而識別出所按的鍵。 2定時掃描工作方式 定時掃描工作方式是利用單片機內部定時器產生定時中斷， CPU 響應中斷后對鍵盤進行掃描，并在有鍵按下時識別出該鍵并執行相應的功能程序。由于列線通過電阻與 +5V 相連，所以列線的狀態始終為高電平。 CPU 在忙于各項工作任務時，如何兼顧鍵盤的輸入、取決于鍵盤的工作方式。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，名按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。 2716 的擴展與 6116 的擴展 程序存儲器擴展只讀存儲器芯片。顯示時通過位控信號采用掃描的方法逐位的循環點亮各位數碼管。 在多位 LED 顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位 LED 的段選線并接在一起，在某一刻時，將要顯示的字符段碼同時送到每一個顯示器的各段，但是只讓這一位 LED 顯示。為了觀察和監視鍵盤輸入的信息，為了了解系統的工作情況以及得到系統完成任務的結果，系統應設有顯示裝置。 WP：寫保護端。按鍵手動復有電平方式和脈沖方式兩種。 這些操作方式可以由 CUP輸出到 8255的控制字來選擇。 專用聯絡信號線。 當進入替換模式時，芯片立即停止復位，操作通過 I2C總線進入 EXT__CLK 測試模式。具體由 M M1 兩位定義： M2 M1= 00 單個方波 M2 M1= 01 連續方波 M2 M1= 10 單個脈沖 M2 M1= 11 連續脈沖 這 4 種輸出形式如圖 34所示： M2M1 開始計數 終止計數 ↓ ↓ 00 單個方波 01 連續方波 10 單個脈沖 11 連續脈沖 圖 34 8155定時器 /計數器的輸出方式 時鐘芯片 8563 8563 的主要特性及管腳結構圖 特性： ?? 復 位電壓標準值 Vlow= ?? A VDD=,Tamb=25 ?? 1024Hz 32Hz 1Hz ?? ?? ?? ?? I2C 總線 (VDD= ) 其從地址讀 0A3H。 命令字： 命令字共 8 位，用于定義端口及定時器 /計數器工作方式。 I/O 口及其工作方式 8155 的 3 個 I/O 口 ，分別以 PA、 PB 和 PC 稱呼，其中 PA 和 PB 都是 8 位通用輸入 /輸出口，主要用于數據的 I/O 傳送，它們都是數據口，因此只有輸入/輸出兩種工作方式。 TMROUT 是計數輸出線。它有兩個 8位口 A、 B和一個 6位口 C，總可以擴展出 22 條接線。 SDA 線上數據傳送順序是高位在先，低位在后。串行芯片成本低，線路簡單，工作可靠，占用單片機口線資源少。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在 FLASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FLASH 進行校驗時，P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。設計的整體電路框圖如 圖 24 所示，整個系統由單片機 A T89C51 控制電路、 A44E