畢業設計-基于at89c51單片機出租車計費系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的顯示當前的計數值，其電路圖如下所示： 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 14 圖 數碼管顯示電路 顯示電路是由數碼管和 75HC573 組成，數碼管用來顯示當前的計數值， 573是用來做數碼管的驅動的。 液晶顯示電路 液晶顯示電路主要用于出租的經費系統的顯示，將出租車的路程以及價格顯示出來。 液晶的介紹 ①、基本操作時序 讀狀態 輸入： RS=L, R/W=H,E=H 輸出： D0~D7=狀態字 讀數據 輸入： RS=H, R/W=H,E=H 輸出：無 寫指令 輸入： RS=L, R/W=L,D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出： D0~D7=數 寫數據 輸入： RS=H, R/W=L, ,D0~D7=數據， E=高脈沖 輸出：無。 ②、 液晶 1602 接口信號寫操作時序 通過 RS 確定是寫數據還是寫命令。讀 /寫控制端設置為寫模式，即低電平。 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 15 將數據或命令送達數據線上，給 E 一個高脈沖將數據送入液晶控制器，完成寫操作。寫操作時序如下圖所示： 圖 液晶些操作時序 ③、 液晶 1602 接口信號 液晶顯示電路的設計 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 16 如圖所示：液晶的數據線接 P0 口，用來傳輸顯示數據的信息。而 RS、 RW、E 分別接單片機的 、 、 口，控制液晶的讀寫操作。通過單片機的控制顯示出租車計費系統的路程和價格。其原理圖如下所示： 圖 液晶顯示硬件電路 鍵盤硬件電路的設計 如圖所示按鍵 KEY KEY11 分別與 （ INTO）、 （ INT1）相連，采用外部中斷方式。當外部中斷 1 響應，就可以進行計數器的停止和啟動控制，在出租車計費系統中就用來控制計費的開始于結束，其原理圖如下所示。 圖 鍵盤電路 串行通信接口電路 目前，廣泛使用的串行數據接口標準有一，一與一三種。其中一是美國電子工業協會正式公布的串口總線標準，也是目前最為常用的串行接口標準，用來實湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 17 現計算機與計算機之間，計算機與外設之間的數據通訊。串行通信接口的基本任務是實現數據格式化。來自的是普通的并行數據，接口 電路應具有實現不同串行通信方式下的數據格式化的任務。具體任務是： 并轉換； ； ； TTL 與 EIA 電平轉換； 。 由于電平和 TTL 電平不匹配，因此要實現單片機和機之間的通信，必須在它們之間加接電平轉換器。電平轉換器有 232 電平轉換和 485 電平轉換，本設計采用 232 電平轉換，系統設計采用公司的一接口芯，這是一種標準的一接口芯片。只需巧電源供電，其內部的電源變化成士電源用于通信。該芯片集成有兩路收發器，可將單片機輸入的電平轉換為電平發送給從機 ，或將從機接收的電平轉換為電平發送給單片機。通過這樣的電平轉換實現主機和從機的通信，本設計的MAX232 為雙列直插 16 腳封裝。系統串口通信電路如下圖所示。 圖 串行通信接口電路 電源電路的設計 系統所用直流電源由三端集成穩壓器組成的串聯型直流穩壓電源提供。設計中選用了雙 12V 的電源電壓變壓器和四個三端集成穩壓器，分別提供 +5V、 +8V和一 5V、 8V 直流電壓，輸出電流均為 1A。 LM780 LM7808 和 LM790 LM7908的連接方法都一樣。變壓器將的市電降壓后再通過整流橋整流 之后采用了大容量的電解電容進行濾波，以減小輸出電壓紋波。由于電解電容器在高頻下工作存在電感特性，對于來自電源側的高頻干擾不能抑制，導致電流紋波很大，因此在整流電路后加入高頻電容改善紋波效果。給各器件提供電源，使其更好的工作。同時還采用了保護電路，在正、負電源兩端分別串聯了保險管起雙重保險，當負載湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 18 功率過大保險絲就會熔斷，三端集成穩壓管的輸入、輸出反接了二極管保護，避免反向電流過大擊穿穩壓管，起到了很好的保護作用，電源電路如圖 217 和 218所示。 圖 電源電路 255 計數 器的硬件的電路設計 255 計數器電路主要有電源電路，顯示電路、控制電路和顯示驅動電路以及湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 19 傳感器檢測電路等組成，主要實現 0~255 的計數功能。 圖 255 計數器原理圖 顯示電路主要用于顯示，控制電路組要用于控制計數功能，顯示電路用于顯示當前的計數值，驅動電路主要用于驅動數碼管的顯示，傳感器主要用于檢測外部的信號。 50000 計數器的硬件電路的設計 50000 計數器電路主要有電源電路，顯示電路、控制電路和顯示驅動電路等湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 20 組成，主要實現 0~50000 的計數功能。 圖 5000 計數器原理圖 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 21 出租車計費系統的硬件電路設計 出租車計費系統電路主要有電源電路，顯示電路、控制電路和顯示驅動電路等組成，主要實現路程和價格的統計并顯示。 圖 出租車計費系統電路 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 22 第三章 軟件設計 在微機測控系統中，軟件與硬件同樣重要。硬件是系統的軀體，軟件則是靈魂，當系統的硬件電路設計好之后，系統的主要功能還是要靠軟件來實現，而且軟件的設計在很大程度上決定了測控系統的性能。為了滿足系統的要求，編制軟件時一般要符合以下基本要求： （ 1）易理解性、易維護性 在軟件的設計方法中，結 構化設計是最好的一種設計方法，這種設計方法是由整體到局部，然后再由局部到細節，先考慮整個系統所要實現的功能，確定整體目標，然后把這個目標分成一個個的任務，任務中可以分成若干個子任務，這樣逐層細分，逐個實現； （ 2）實時性 實時性是電子測量系統的普遍要求 即要求系統及時響應外部事件的發生，并及時給出處理結果。近年來，由于硬件的集成度與運算速度的提高，配合相應的軟件，實時性比較容易滿足設計要求； （ 3）準確性 準確性 準確性對整個系統具有重要意義，尤其是測量系統，系統要進行一定量的運算，算法的正確性和準 確性對結果有著直接的影響，因此在算法的選擇、計算的精度等方面都要符合設計的要求。 （ 4）可靠性 可靠性是系統軟件最重要的指標之一，作為能夠穩定運行的系統，抗干擾技術的應用是必不可少的，最起碼的要求是在軟件受到干擾出現異常時，系統還能恢復正常工作。 結合上述編制系統軟件的基本要求，首先討論軟件的設計思想。 系統的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現模塊和運算控制模塊。 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 23 255 計數器的軟件設計 255 計數器的軟件設計包括顯示子程序，控制子程序，外部中斷子程序，計數子程 序和主程序其程序的流程圖如下： 圖 255 計數器軟件流程圖 程序首先初始化，然后查詢是否有脈沖輸入，沒有脈沖就繼續查詢。當有脈沖輸入時，下降沿觸發中，使計數加 1，來一個脈沖進行一次加 255時，使清零。從新開始計數 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 24 50000 計數器的軟件設計 50000 計數器的軟件設計包括顯示子程序，控制子程序，外部中斷子程序，計數子程序和主程序其程序的流程圖如下： 圖 50000 計數器軟件流程圖 程序首先初始化，然后查詢是否有脈沖輸入，沒有脈沖就繼續查詢。當有脈沖輸 入時，下降沿觸發中，使計數加 1，來一個脈沖進行一次加 255時，使清零。從新開始計數 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 25 出租車計費系統軟件設計 出租車計費系統的軟件設計包括液晶顯示子程序，控制子程序，外部中斷子程序，計數子程序和主程序其程序的流程圖如下： 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 26 圖 出租車計費系統的軟件流程圖 第四章 仿真與調試 系統的調試 硬件電路調試，先用 proteus 仿真之后，在去買好元器件清單，焊接電路。焊接要特別小心，要仔細的對照電路圖，既不能使電路短路也不能是電路開路，保持電路的暢通，并在相應的位置裝上發光二級管提示 電路通電，可以減輕硬件電路的調試困難，還有芯片的焊接要根據芯片資料了解管腳的功能去焊接，不然很容易燒壞芯片，如過芯片的工作不正常先觀察芯片管腳有無接觸，或者芯片的使能是不是根據相應的要求接的，在用萬用表去測試電源管腳是否通電，通電后在去測相應的管腳是否輸出相應的電平，如果沒有就是芯片有問題，如果相應位置的二極管沒有點亮，先觀察二級管有沒接反，如果沒接反就用萬用表去測看是否有電壓，如果沒有電壓說明沒通電，如果有電壓說明二極管壞了，當然也要根據軟件結合，測試數碼管給以程序， 8 段數碼管一段一段的觀察，看是否管腳接錯，如果斷碼接錯了等顯示數據就會錯亂。 系統軟件程序調試，程序調試先在 KEIL 軟件里寫好各模塊程序，在一個個子程序調試，結合 proteus 仿真成功后，再將所有的程序拼在一起調試，軟件調試注意的主要是定時中的的初始化，算好中斷時間，還有按鍵程序，看是否讀取得到相應的電平，其他的就沒沒什么了吧。 255 計數器的仿真 啟動計數開始，其仿真圖如下： 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 27 圖 255 計數器仿真圖 50000 計數器的仿真 啟動計數開始，其仿真圖如下： 圖 50000 計數器仿真圖 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 28 圖 50000 計數器仿真圖 50000 計數器的仿真 啟動計費器開始計費，其仿真圖如下： 圖 出租車計費器仿真圖 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 29 圖 出租車計費器仿真圖 第五章 總結 社會是不斷變化的、發展的，眼下社會發展迅速，對人才的要求越來越高，要用發展的眼光看社會，要學會習，學會創新，學會適應社會的發展需要。在走出校園，邁向社會之即，把握今天，才學能創造未來。畢業設計工作中，在老師的熏陶和教誨下，使我懂得了更多的設計思想，有了一定的創新精神和專研精神。 在完成畢業設計的這段時間里，我收獲頗多。本文設 計的出租車計費系統具有硬件簡單，容易實現，性能穩定可靠，成本低，壽命長等特點。 主要做了下面幾點較突出的工作： 一、通過查閱相關資料，詳細了解了 AT89C51 單片機的原理，明確了設計采用的元件，明確了研究目標。 二、本文給出了系統具體的硬件設計方案，硬件結構電路圖，設計中采用的編程軟件的介紹，電路圖模塊分析等方面。 三、在這次課程設計的過程中，進一步學習了單片機的基本使用，感到了單片機對復雜電路設計的重要性。 通過本次設計我對單片機有了一定的認識，這是我對專業知識一次實際性檢驗和鞏固。課程設計收獲很多，比如 學會了查找相關資料，分析數據，提高了自己的繪圖能力，讓自己的設計思想也不斷得到修正和提高。 理論與實際相結合，不僅包括課堂上學習的有關知識要與技能訓練相結合，還要包括了解可接觸社會實際的能容。進行課程設計，是在專業知識的指導下，通過各種方式，解決一些實際性的問題。在設計過程中，可以將所學習得理論知識運用到實踐中，不僅能加深自己對專業知識的理解，而且能豐富和發展書本上的理論知識，使之轉化成更高層次的經驗、技能和技巧。 擴展出租車計費器的功能：能夠顯示汽車行駛速度；能夠自動打印收據發票。 湖南工業大學電氣與信息工程學院單片機課程設計 基于單片機出租車計費系統 30 第六章 附錄一 程序源代碼 255 計數器源代碼 include //51 的頭文件 define CONUT 255 //計數的最大值 255 用宏定義 unsigned char stop_startflag=0。//起、停計數標志 unsigned char dis