基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 示模塊特別是點(diǎn)陣圖形液晶模塊，可以顯示數(shù)字、字符、漢字和圖形，可適用與各種場(chǎng)合。 下面介紹本次設(shè)計(jì)用到的 1602LCD 液晶顯示模塊。 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 29 頁(yè) /共 66 頁(yè) 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的 點(diǎn)陣 型液晶模塊 ， 能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32個(gè)字符。它由若干個(gè) 5X7 或者無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 30 頁(yè) /共 66 頁(yè) 5X11 等 點(diǎn)陣 字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每 位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用 。液晶 1602引腳圖如圖 35 所示： 圖 35 液晶 1602 引腳圖 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VDD 接 5V正電源。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 字符型液晶 1602 主要技術(shù)參數(shù)如表 33所示： 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 31 頁(yè) /共 66 頁(yè) 表 33 字符型液晶 1602 主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量： 16*2 個(gè)字符 芯片工作電壓： — 工作電流： () 模塊最佳工作電壓： 字符尺寸： *（ W*H） mm 接口信號(hào)說(shuō)明如表 34所示： 表 34 1602 接口信號(hào)說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 Vss 電源地 9 D2 DataI/O 2 VDD 電源正極 10 D3 DataI/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 DataI/O 4 Rs 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 DataI/O 5 R/W 讀 /寫選擇端（ H/L） 13 D6 DataI/O 6 E 使能信號(hào) 14 D7 DataI/O 7 D0 DataI/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 DataI/O 16 BLK 背光源負(fù)極 控制器接口說(shuō)明（ HD44780 及兼容芯片） 基本操作時(shí)序 a 讀狀態(tài)：輸入： Rs=L, Rw=H, E=H 輸出： D0— D7=狀態(tài)字 b 寫指令：輸入： Rs=L, Rw=L, D0— D7=指令碼 輸出：無(wú) E=高脈沖 C 讀數(shù)據(jù)：輸入： Rs=H, Rw=L, E=H 輸出： D0— D7=數(shù)據(jù) d 寫數(shù)據(jù)：輸入： Rs=H, Rw=L, D0— D7=數(shù)據(jù) 輸出：無(wú) E=高脈沖 狀態(tài)字說(shuō)明如表 35 所示： 表 35 狀態(tài)字說(shuō)明（ a） STA7 D7 STA6 D6 STA5 D5 STA4 D4 STA3 D3 STA2 D2 STA1 D1 STA0 D0 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 32 頁(yè) /共 66 頁(yè) 表 35 狀態(tài)字說(shuō)明（ b） STA06 當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值 STA7 讀寫操作使能 1：禁止 0：允許 注：對(duì)控制器進(jìn)行讀寫操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測(cè)，確保 STA7 為 0 控制器內(nèi)部帶有 80*8 位的 RAM 緩沖區(qū)，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖 36所示： 表 36 RAM 地址映射圖 LCD16 字 *2 行 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 A 0 B 0 C 0 D 0 E 0 F 1 0 ? 2 7 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 A 4 B 4 C 4 D 4 E 4 F 5 0 ? 6 7 顯示模式設(shè)置如表 37所示： 表 37 顯示模式設(shè)置 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設(shè)置 16*2 顯示， 5*7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù)接口 顯示開(kāi)關(guān)及光標(biāo)設(shè)置如表 38所示 ： 表 38 開(kāi)關(guān)及光標(biāo)設(shè)置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D=1 開(kāi)顯示； D=0 關(guān)顯示 C=1 顯示光標(biāo)； C=0 不顯示光標(biāo) B=1 光標(biāo)閃爍； B=0 光標(biāo)不顯示 0 0 0 0 0 1 N S N=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一 N=0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字后地址指針減一，且光標(biāo)減一 S=1 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移(N=1)或右移（ N=0） ,以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果 S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不移動(dòng) 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 33 頁(yè) /共 66 頁(yè) 系統(tǒng)組成及功能框圖 此出租車計(jì)價(jià)器以 AT89C52 單片機(jī)為核心，利用單片機(jī)配合液晶顯示器等硬件，實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)器的基本計(jì)價(jià)功能及一些簡(jiǎn)單的附加功能。出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)框圖如圖 36 所示： 圖 36 出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)框圖 電源電路 一般而言，出租車上使用的電源是 12V，而芯片所需供電電壓是 5V，所以我們選擇 LM7805 的經(jīng)典電路電源電路完成 12V 轉(zhuǎn) 5V 的目的。電源電路如圖 37所示： 三端穩(wěn)壓集成電路 LM7805。三端指的是這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端、輸出端。 圖 37 電源電路AT89C52 電源電路 按鍵電路 振蕩電路 顯示電路 掉電存儲(chǔ)電路 復(fù)位電路 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 34 頁(yè) /共 66 頁(yè) 振蕩電路 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)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(guò)這兩個(gè)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 30pF 左右 ）。這樣就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 振蕩電路脈沖經(jīng)過(guò)二分頻后作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，再在二分頻的基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生 ALE 信號(hào)，此時(shí)得到的信號(hào)時(shí)機(jī)器周期信號(hào)。振蕩電路如圖 38 所示： 圖 38 振蕩電路 復(fù)位電路 復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只要按圖中的 RESET 鍵，電源 VCC 經(jīng)電阻 RR2 分壓，在 RESET 端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后，通過(guò)外部電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)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(shí)間（ 2 個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。按鍵復(fù)位電路圖如圖 39所示。 圖 39 復(fù)位 電路無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 35 頁(yè) /共 66 頁(yè) 掉電存儲(chǔ)電路 AT24C02 可解決掉電數(shù)據(jù)保存問(wèn)題，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的總金額，等待時(shí)間，運(yùn)行里程以及單價(jià)等信息。由于 AT24C02 的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線 SCL（移位脈沖）和 SDA（數(shù)據(jù) /地址）與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。每當(dāng)設(shè)定一次單價(jià)，系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)程序，將單價(jià)信息保存在芯片內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng)重新上電的時(shí)候，自動(dòng)調(diào)用讀存儲(chǔ)器程序，將存儲(chǔ)器內(nèi)的單價(jià)等信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。因?yàn)樵?proteus 中沒(méi)有 AT24C02，我們用24C02C 代替。掉電存儲(chǔ)電路如圖 310 所示： 圖 310 掉電存儲(chǔ)電路 按鍵電路 按鍵電路采用獨(dú)立按鍵，每個(gè)按鍵占用一根 I/O 口線，相互獨(dú)立。 I/O 口通過(guò)按鍵與地相連， I/O 口有上拉電阻，無(wú)鍵按下時(shí)，引腳端為高電平，有鍵按下時(shí)，引腳電平被拉低。 I/O 口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外部可不接上拉電阻。鍵盤接口電路如圖 311 所示： 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 36 頁(yè) /共 66 頁(yè) 其中依次有 S S S S S S6 這 6 個(gè)按鍵，功能分別是白天 /夜晚切換鍵、單價(jià)增、單價(jià)減、開(kāi)始 /等待鍵、里程增加、重新開(kāi)始鍵。 圖 311 鍵盤接口電路 顯示電路 我們 采用液晶 LCD 顯示，液晶又分字符型和點(diǎn)陣型，我們使用的液晶是字符型液晶，并且?guī)ё址麕?kù)的，不需要查找代碼。英文字符就可。 液晶電路使用時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)液晶不亮可以調(diào)節(jié)連接液晶的點(diǎn)位器，改變液晶的亮度。顯示電路如圖312 所示：無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 37 頁(yè) /共 66 頁(yè) 圖 312 液晶顯示電路 路程測(cè)量電路 出租車中需要一個(gè)能準(zhǔn)確獲得車輪轉(zhuǎn)動(dòng)即路量信號(hào)的裝置 ,以得到標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)送入單片機(jī)的定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 T1 即 P3. 5 引腳 ,利用單片機(jī)的 T1 的計(jì)數(shù)功能完成 100 次的計(jì)數(shù)后產(chǎn)生一中斷來(lái)完成路程的測(cè)量。 (設(shè)車輪周長(zhǎng)為 1 m ,則 每產(chǎn)生 100 個(gè)脈沖便表示車已行程 0. 1 km ,為了演示方便本設(shè)計(jì)中采用按鍵了模擬增加里程。每按一個(gè)按鍵增加 。如果按兩次就是 1 千米，以此類推不斷的增加來(lái)模擬車的不斷前進(jìn)。 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 說(shuō) 明 書 第 38 頁(yè) /共 66 頁(yè) 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)程序可分為：主程序控制程序、 AT24C02 掉電存儲(chǔ)程序、鍵盤控制程序、顯示程序等。在本次設(shè)計(jì)中像電路鍵盤用到了 P1 口，其中 到 口作為鍵盤的輸入，直流電機(jī)電路的控制線用了 P2 口線， 、 、 分別為 LED 信號(hào)控制腳。顯示電路用到了 P0 和 P2 口， P0 口為液晶的數(shù)據(jù)口。 主程序 在主程序里，需要對(duì)各芯片 的初始化、各中斷的初始化 ，另外，在主程序里還需要設(shè)置啟動(dòng) /清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器、價(jià)格寄存器，并 對(duì)它們進(jìn)行初始化。 然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)價(jià)等不同的操作。當(dāng)空車信號(hào)燈打下時(shí)，表示有乘客上車，并啟動(dòng)計(jì)價(jià)，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程是否已超過(guò)起價(jià)公里數(shù)。若已超過(guò)，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)和起價(jià)來(lái)計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并將結(jié)果存于價(jià)格寄存器中，然后將當(dāng)前時(shí)間和累計(jì)價(jià)格送到 LCD 顯示電路顯示出來(lái)。當(dāng)中途塞車 (等待或低速行駛 )時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到傳感器的脈沖信號(hào)就啟動(dòng)T0 定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)超過(guò)規(guī)定的等待時(shí)間后，計(jì)價(jià)器就根據(jù)等待價(jià)格進(jìn)行當(dāng)前金額的累加與顯示，并在計(jì) 價(jià)器上顯示等待時(shí)間；當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開(kāi)關(guān)沒(méi)有送來(lái)脈沖信號(hào)，就停止計(jì)價(jià)，顯示當(dāng)前所應(yīng)該付的金額和對(duì)應(yīng)的單價(jià)，到下次啟動(dòng)計(jì)價(jià)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)顯示清零，并重新進(jìn)行