单片机出租车计价器的设计

出租车计价器的设计

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一、 设计背景

现在各大中城市出租车行业都已普及自动计费器，所以计费器技术的发展已成定局。而部分小城市尚未普及，但随着城市建设日益加快，象征着城市面貌的出租车行业也将加速发展，计费器的普及也是毫无疑问的，所以未来汽车计费器的市场还是十分有潜力的。

随着出租车行业的发展，对出租车计费器的要求也越来越高。二十世纪后半期，随着集成电路和计算机技术的飞速发展，数字系统也得到了飞速发展，其实现方法经历了由分立元件、SSI、MSI到LSI、VLSI以及UVLSI的过程。同时为了提高系统的可靠性与通用性，微处理器和专业集成电路（ASIC）逐渐取代了通用全硬件LSI电路，而单片机开发的系统以其体积小、重量轻、功耗低、速度快、成本低、保密性好而脱颖而出。

二、设计方案

1.设计功能：

计价功能:3.5公里以内（含3.5公里）价格为8 元, 超过3.5公里以后每0.5公里加0.8 元, 不足0.5公里按0.5公里计。 2.设计过程：

分为软件设计及硬件设计两个主要部分。其中，软件设计包括基于C语言的单片机源程序设计。硬件设计包括四个模块的设计即：主控模块，通信模块，电源模块，按键及显示模块。

三、软件设计

1.设计流程单片机的软件设计流程 如右图所示

其中初始化模块由硬件初始化和软件初 始化两部分组成, 硬件初始化主要是 对单片机及其它相关芯片进行初始

化; 而软件初始化主要是对各种软件 标志进行初始化, 同时将断电前保存 的各种状态数据读入单片机的RAM中。

2.单片机源程序

#include \#include \#define uchar unsigned char uchar a,b=0,temp=0x01; unsigned char

table[]={ 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,

0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED

,0xFD,0x87,0xFF,0xEF

};

unsigned

char

table1[]={ 0xBF,0x3F,0x3F,0x3F,0x3F,0xBF,0x3F,0x3F}; int m=0,n=10,ge=0,shi=0,h=0; uchar

n1=0,n2=0,n3=0,n4=0,n5=0,n6=0,n7=0,n8=0;

void delay (uchar t) for(t1=0;t1<10;t1++) for(t2=0;t2

}

void init () { P1_3=0; P2=0xff; P0=table[10]; delay(10); }

void display () {

P2_0=0; P0=table[n1+10]; delay(1);

P2_0=1;

P2_1=0;

if(h<3000)

P0=table[n2]; delay(1); P2_1=1;

}

{

else { P0=table[n2+n]; delay(1);

P2_1=1;

} P2_2=0; P0=table[n3]; delay(10);

P2_2=1;

P2_3=0; P0=table[n4]; delay(1);

P2_3=1;

P2_4=0; P0=table[n5]; delay(1); P2_4=1; P2_5=0; P0=table[n6]; delay(1); P2_5=1; P2_6=0;

P0=table[n7];

delay(1); P2_6=1; P2_7=0; P0=table[n8]; delay(1);

P2_7=1;

}

void display1() { {

n7=n7+8;

}

if(n7<10)

{ n7=n7;

}

else {

n7=n7-10; n6++; }

if(n6==20) // { n6=10; n5++; }

if(n5==10)

{ n5=0;

n4++;

}

}

void main() {

TMOD=0X01; TH0=0X00; TL0=0X00; ET0=1; TR0=1; init(); while(1) {

if( P1_1==0 ) {

EA=0; init(); break;

}

if(P1_0==0 ) { EA=1;

}

else { EA=0;

}

display ();

}

}

void int0() interrupt 1 {

TH0=0X00; TL0=0X00; b++; h++; if(b==3) {

b=0; if(n3<10) { n3++; }

if(n3==10) { n3=0;

n2++;

} if(n2==10) {

n2=0;

n1++;

}

if(n1<1) {

n4=n5=n7=n8=0; n6=18;

}

// 运行到9.99

if(n1==9 && n2==9 && n3==9)

{

n1=m-9; n2=0; n3=0; }

display1(); }

if((n1==3 && n2==5 && n3==0) || (n1>3 && n2==0 && n3==0) || (n1>3 && n2==5 && n3==0)) } }

display1();

if(h>3000 && h<5700) //

3.仿真电路图 {

if( n3==0 || n3==5)

Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7 1239456SW2SW17SW-SPDTSW-SPDT8P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51U119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617123456789347813141718111U3D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74LS373Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7256912151619Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q718XTAL29RSTR210KR110K293031PSENALEEA四、硬件设计 系统主要由一个STC89C52 单片机、74LS373、两个4 位数码管等组成。通用STC89C52 单片机芯片作为整个电路的核心部分、74LS373 作为LED 段选控12345678

制、开关输入控制信号。

包含主控，通信，按键及显示， 电源四个模块。 如右图所示。

1.主控模块

（1）STC89C52处理芯片 ①主要性能:

与MCS-51单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33Hz 、三级加密程序存储器 、 32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针、掉电标识符 。

②功能特性描述：

STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash

P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动

8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下， P0具有内部上拉电阻。

P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX）。

P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。

在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR） 时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 P3.5 T1(定时/计数器1) P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器读选通)

RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。

ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6

输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。

PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。

EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。

③引脚图：见下图

（2）74LS373 ①功能说明：

373为三态输出的八 D 透明锁存器。373 的输出端 O0~ O7 可直接与总线相连。当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。

②引脚图：见上图

③引出端符号： D0～D7 数据输入端

Dn H LE H H OE L L On H L OE 三态允许控制端（低电平有效） L LE 锁存允许端

O0~O7 输出端

④真值表：见右图

2.通信模块

右图为通信模块组成图, 它 主要由单片机的两个I/ O 口、 和一些电阻电容等组成。 图中电阻均为10kΩ , 电容均为 10μF;单片机的P30 为串行数据 接收脚、P31 为串行数据发送脚,

3.按键及显示模块

该模块由一片74LS373、20 个数 码管及组成。该模块有三个开关键, 分别设为A、B、C开关。空车状态 按下C开关,计费器进入载客 状态; 空车状态按下B 开关, 计费器进入计费状态; 若按下 A 开关,再次进入空车状态。

X L L Q0 X X H 高阻态

4.电源模块

该模块为稳压电源, 用于将输入电源变为稳定的5V 电源。

五、调试

为检验设计的电路和程序, 将调试的程序固化到制作的实物电路板单片机中, 得到的实物运行实验结果与Proteus 的仿真结果完全一致。

六、总结

1.作品设计总结

该设计结果完成了设计方案中所要求的功能。

通过出租车计费系统的设计中, 利用Proteus 软件极大地提高了工作效率, 这对于单片机应用系统、电子电路的开发等都有很大的实用价值。

2.个人课程心得

经过这段时间电子技术综合设计的学习，我更多的懂得了查找资料对电子设计的重要性。作为一个经验极其缺乏的学生来说，想通过老师在课堂上的讲解就能精通一门课程，尤其是想自己设计一个有点创新和复杂性的东西来，我个人认为那是不现实的。毕竟在课时有限的教学中，老师也只能讲解一些比较基础的重点的内容，所以作为一个大学生，我们要充分利用手上的工具和图书馆庞大的书籍，我们要不断的在探索中学习。

本次的实习，我们小组做的是出租车计费系统的设计。在课程开始之后，我们小组就去查找相关资料，经过几天的资料收集之后，我们开始动手尝试。我们分工合作，每人承担不同的任务，但又互相配合，互相帮助。我懂得了团队合作的重要性。

另外在本次实习中，我也复习了单片机原理及数字电子技术的一些相关知识，如时钟电路的工作原理，单片机基本程序设计原理，这些课堂知识为本次的学习做了辅导，正是有了这些知识，才使得我在实习过程中能够收获很大。因此作为一个在校大学生，虽然实践的机会比较少，但我一定要充分利用这些有限的课堂时间学到更多的知识。在学习的过程中有要不断的思考研究，利用每次机会

充分锻炼自己！

七、参考文献

[1] 袁小平.电子技术综合设计教程［M］.北京：机械工业出版社,2008 [2] 胡汉才.单片机原理及其接口技术［M］.北京：清华大学出版社,2004 [3] 曹国清.可编程逻辑器件及VHDL设计技术［M］.徐州：中国矿业大学出版社,2003

[4]李华.MCS - 51 系列单片机实用接口技术[M] .北京:北京航天大学出版社,1999.

[5]周国运.单片机原理及应用:C语言版［M］.北京:中国水利水电出版社, 2009 [6]谭浩强.C程序设计［M］.北京：清华大学出版社,2004

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yj5w.html