基于單片機的出租車自動計費設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 1） XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 :XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 （ 二 ） LED數碼管介紹 led 數碼管（ LED Segment Displays）是由多個 發光二極管 封裝在一起組成 “8” 字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。 led 數碼管常用段數一般為 7 段有的另加一個小數點， led 數碼管根據 LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED 的這些 特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。 LED 數碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數位，因此根據 LED 數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態式和動態式兩類。 8 A、靜態顯示驅動：靜態驅動也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 埠進行驅動，或者使用如 BCD 碼二十進位解碼器解碼進行驅動。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 埠多，如驅動 5 個數碼管靜態顯示則需要 5 8＝ 40 根 I/O埠來驅動，要知道一個 89S51 單片機可用的 I/O 埠才 32 個呢。故實際應用時必須增加解碼驅動器進行驅動，增加了硬體電路的復雜性。 B、動態顯示驅動：數碼管動態顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的 8 個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極 COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的 I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通 COM 端電路的 控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。 透過分時輪流控制各個 LED 數碼管的 COM 端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。在輪流顯示過程中，每位元數碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現象及發光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示資料，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的 I/O 埠，而且功耗更低。 而本次設計我采用四位七段數碼顯示管 四位七段 數碼管內部的四個數碼管共用 a~dp 這 8 根數據線，為人們的使用提供了方便，因為里面有四個數碼管，所以它有四個公共端，加上 a~dp，共有 12 個引腳 。 圖 四位七段數碼顯示管 9 四位一體數碼管的引腳圖，共陽型 ( 4 是從右邊數起的 ) 圖 四位一體數碼管的引腳圖 數碼管顯示對照表 （ 0 時點亮 1 時熄滅 ） 圖 數碼管顯示對照表 a bcdefgdp 12341234abcdefgdp 10 圖 共陽極數碼管的十六 進 制編碼 （ 三 ） 單片機最小系統 單片機最小系統包括 復位，晶振電路，電源電路 圖 11 （ 四 ） 振蕩電路 單片機內部有一個高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，其輸出端為引腳 XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取 33pF）。這樣就構成一個穩定的自激振蕩器。 振蕩電路脈沖經過二分頻后作為系統的時鐘信號，再在二分頻的基礎上三分頻產生 ALE 信號，此時得到的信號時機器周期信號。 振蕩電路如圖 所示： 圖 （ 五 ） 復位電路 復位操作有兩種基本形式：一種是上電復位，另一種是按鍵復位。按鍵復位具有上電復位功能外，若要復位，只要按圖中的 RESET 鍵，電源VCC 經電阻 R R2 分壓，在 RESET 端產生一個復位高電平。上電復位電路要求接通電源后，通過外部電容充電來實現單片機自動復位操作。上電瞬間 RESET 引腳獲得高電平，隨著電容的充電， RERST 引腳的高電平將逐漸下降。 RERST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2 個機器周期），單片機就可以進行復位操作。 按鍵復位電路圖如圖 所示 。 圖 復位電路 12 （ 六 ） 按鈕接口電路 采用獨立式鍵盤：獨立式鍵盤中，每個按鍵占用一根 I/O 口線，每個按鍵電路相對獨立。 I/O 口通過按鍵與地相連，本次設計采用 P1 口接按鈕，因為只有兩個按鈕，我把它們接在 ， 口，又 P1 口內部沒有上拉電阻，我在外面接上拉電阻。 如下圖 所示 。 圖 按鈕接口電路 （ 七 ） 顯示電路 對于現實顯示電路我們可以采用七段顯示數碼管，也可以采用液晶顯示， 本次設計我采用四位七段顯示數碼管，如下圖 。 圖 顯示電路 13 （ 八 ） 行駛里程 設計 在本次設計中我們 用信號源模擬 出租車 里程 ， 以便獲得行駛里程信號 送到單片機 經處理計算， 送給顯示單元 。 轉換關系： 3072 個脈沖 /千米。 14 四、 程序設計 （一） 主程序流程圖 圖 主 程序流程圖 開 始 初 始 化 開總中斷和外部中斷 0，定義外部中斷 0 的觸發方式 調用掃描鍵盤子程序 調用處理總價子程序 調用數碼管顯示子程序 結 束 15 （ 二 ） 鍵盤掃描子程序 圖 開 始 是否有啟動鍵按下 消抖（調用延時 10ms 子程序） 再次確認是否有啟動鍵按下 開始轉入處理總價子程序 是否有消零的鍵按下 消抖（調用延時 10ms 子程序） 再次確 認是否有清零鍵按下 把計價器清零 Y Y N N N N Y Y N 16 （ 三 ） 處理總價子程序 圖 開 始 車程 =3km? 總價 = Count1=車程— 3km=200m？ 總價 =+，車程 =3km 總價四舍五入處理 Y N Y 17 （ 四 ） 顯示總價子程序 圖 開 始 取出最高位（百 位） 輸出顯示，延時1ms 取出 十位 輸出顯示，延時1ms 取出 個位 輸出顯示，延 時1ms 取出最后一位 輸出顯示，延 時1ms 18 五、 仿真 （一） proteus 軟件介紹 Proteus 的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的電路分析實物仿真系統，可仿真各種電路和 IC，并支持單片機，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業的單片機軟件仿真系統。 該軟件的特點： ① 全部滿足我們提出的單片機軟 件仿真系統的標準，并在同類產品中具有明顯的優勢。 ② 具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統的仿真、 RS232 動態仿真、 C 調試器、 SPI 調試器、鍵盤和 LCD 系統仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。 ③ 目前支持的單片機類型有： 68000 系列、 8051 系列、 AVR 系列、PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 ④ 支持大量的存儲器和外圍芯片。總之該軟件是一款集單片機和SPICE 分析于一身的仿真 軟件，功能極其強大 ，可仿真 5 AVR、 PIC。 硬件電路設計步驟： protues 的 isis professional。 default 模板。 ， 使用 快捷鍵 P，在關鍵字那 輸入元件名 并且 進行 連線。 （ 二 ） keil軟件介紹 Keil 軟件是目前最流行開發 MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil即可看出。 Keil提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境（ uVision）將這些部份組合在一起。 （ 三 ） 利用 proteus 與 keil 進行調試 使用步驟 : keil，建立工程，輸入程序 。 hex 文件 。 Proteus，設計硬件電路圖 hex 文件， 19 ，開始調試 在軟件編程時，應充分利用原理圖，不然會在編程時導致硬件與軟件不能對應起來，使程序無法實現功能，還有在編程時子程序的名稱應與其功能對應，否則會使別人在讀程序的時候不能及時理解程序含義，而且在軟件調試時邏輯一定要清晰，不然在找錯時會浪費很多時間， 六 、 設計體 會與小結 出租車計費器系統的設計已經全部完成車費數目。 本設計中，不管是硬件電路設計還是軟件編程，都是重點和難點。在完成這些的時候，最重要的秘訣就是將問題劃分開來，系統的，有條理的分步進行。硬件方面，先綜合考慮系統功能，再將要實現的功能劃分為各個模塊并根據各個模塊功能細化考慮模塊組成，在各個模塊都完成之后，方將所有模塊聯系在一起，形成一個完整的系統。軟件方面，同硬件也是一個道理，先綜合考慮主要程序要實現什么，然后主程序的運行思路為基礎，逐個完成各個功能的子程序，由主程序將這些子程序系統地統一在一起，使其運 行更為合理流暢。 另外，本次設計的 出租車計價器具有性能可靠、電路簡單、成本低、實用 性強等特點 。 一個月來，經過自己 和同伴的 努力，基本上完成了設計要求的內容，在系統可行性分析、原理圖設計等方面都作了許多實際工作，取得了一些成績，同時也遇到了