基于PIC单片机的出租车计费系统----毕业设计论文Word文档格式.doc
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时钟芯片PCF8563语音芯片ISD1420TG12864液晶模组LCD液晶显示器
目录
摘要……………………………………………………………………1
第一章系统总体介绍………………………………………………2
1.系统组成及功能框图………………………………………………3
2.里程计量及费用计算功能…………………………………………3
3.语音播放功能………………………………………………………4
4.中文菜单显示功能…………………………………………………4
5.实时时钟功能………………………………………………………5
6.按键功能……………………………………………………………5
7.系统电路设计原理图………………………………………………6
第二章硬件设计………………………………………………………7
1.主程序/CPU模块……………………………………………………7
2.语音播放模块………………………………………………………8
3.液晶显示驱动模块…………………………………………………9
4.脉冲发生器模块……………………………………………………11
5.时钟模块……………………………………………………………12
6.按键扫描模块………………………………………………………14
第三章系统程序设计…………………………………………………12
1.系统主程序流程框图………………………………………………15
2.里程和费率计算程序流程图……………………………………………18
3.键盘处理程序流程图…………………………………………………………19
结束语……………………………………………………………………19
致谢………………………………………………………………………21
参考文献…………………………………………………………………21
附件………………………………………………………………………21
第一章系统总体介绍
1.系统组成
此出租车计费系统以单片机为系统核心,利用PIC16F877单片机配合TG12864液晶模组及ISD1420语音模块等,实现基本的出租车计价器功能。
本系统是由PIC单片机、液晶显示模块、计数脉冲发生器、 系统实时时钟及语音等模块组成。
系统框图如图
(1)所示:
2.系统各部分功能:
⑴.里程计量功能
a) 单片机对传感器输出脉冲进行计数,并将脉冲数换算成公里数;
b) 每一个脉冲代表轮胎旋转一周,设轮胎的直径为520mm,轮胎的周长为:
(即每转一圈的距离)
520x3.14159=1634mm=1.634m
c) 每公里的脉冲数:
PulsePerKM=1000m/1.634m=612(个脉冲)
⑵.费用计算功能(参照广州市出租车收费标准)
费用计算包括三部分:
起步费、行使费和燃油附加费:
a) 起步费用(StartPrice)—
当行驶里程(RunMilege)在2.3Km(含2.3Km)以内按起步 价(StartPrice)7元计费。
即行使费用(RunPrice)为:
RunPrice=StartPrice+1=8(元)
b)行使费用(RunPrice)--
行使费用分短途与长途两种情况:
①.当行驶里程(RunMilege)超出2.3Km时并且小于35Km时,按2.6元/Km收费,这时行驶费用为:
RunPrice=StartPrice+2.6×
(RunMilege-StartMilege)+1
其中:
StartPrice为起步价=7元
StartMilege为起步里程=2.3Km
RunMilege为行使里程(总行使里程)
RunPrice为行使费用(总行使金额)
②.当行使里程超过35Km后,要加空驶费,即每公里升至3.50元,这时行驶费用为:
RunPrice=StartPrice+3.5×
c)燃油附加费--每车次加收一元。
⑶.语音播放功能
①.当初次按下“start/stop”键,出租车开始启动,系统播放“您好!
欢迎乘坐本公司出租汽车,谢谢!
”播送完毕,计费器开始计费。
②.按下“SpeedUp”键,出租车加速行使,最高速为100Km。
③.按下“SpeedDown”键,出租车减速行使,最低速为0Km。
④.在行使状态下,按下“start/stop”键,表示出租车到站,结束行使。
这时候,系统播放“您好!
行使里程XXX 公里,应付XXX元,请检查您的随身物品,欢迎再次乘坐,再见!
”的提示音。
⑤.按下“Reset”键,进入空车状态。
⑷.中文菜单显示功能
①.在空车状态下(启动前),LCD屏幕上显示如下的中文信息:
②.在空车状态下,按下“start/stop”键,系统播放“您好!
”的提示音,同时在LCD屏幕上显示如下的中文信息:
③.播完提示音后,进入行使状态,LCD屏幕显示以下信息:
④.在行使状态,按下“SpeedUp”键,里程显示的公里数增加的速度会不断的变快,金额数值也在作相应的变化。
按下“SpeedDown”键,里程显示的公里数增加的速度会不 断的变慢。
⑤.在行使状态,按下“start/stop”键,表示出租车到站,结束行程。
这时屏幕显示以下信息:
同时,系统播放“您好!
行使里程xxx.xx公里,应付xxx.xx元,请检查您的随身物品,欢迎再次乘坐,再见!
⑸.实时时钟功能
本系统采用两种方法实现日历时钟:
(1)用实时时钟芯片-FC8563作为时钟电路,产生年/月/ 日/时/分/秒等信号,供系统调用。
(2)用单片机中断的方法产生年/月/日/时/分/秒等信号。
(3)两种方法由同学自行选择。
⑹.本系统设置4个按键,各个按键的功能如下:
(1)“start/stop”键—开始进入行使/结束行使(到站)。
(2)“SpeedUp”键—行使加速按键。
按下次按键,可使出租车的速度由0Km上升到100Km。
(3)“SpeedDown”键--行使减速按键。
按下次按键,可使出租车的速度由100K下降到0Km。
(4)“Reset”键--进入空车状态。
⑺电路设计原理图
第二章硬件设计:
⒈主程序/CPU模块
⑴主程序/CPU电路图及说明
该模块主要包括系统初始化、PWM计数脉冲的产生、里程的识别和费率的计算及各功能模块的的组织和管理等。
主程序模块在系统中起着重要的作用。
PIC16F877主要性能:
·
具有高性能RISCCPU。
具有25条单字指令。
除程序分支指令为两个周期外,其余均为单周期指令。
运行速度:
DC-20MHZ时钟输入
DC-200ns指令周期
8K*14个FLASH程序存储器
368*8个数据存储器(RAM)字节
256*8EEPROM数据存储器字节
引脚输出和PIC16C73B/74B/76/77兼容
中断能力(达到14个中断源)
8级深度的硬件堆栈
直接,间接和相对寻址方式
上电复位(POR)
上电定时器(PWRT)和振荡启动定时器(OST)
监视定时器(WDT),它带有片内可靠运行的RC振荡器
可编程的全码保护
低功耗睡眠方式
可选择的振荡器
低功耗、高速CMOSFLASH/EEPROM工艺
全静态设计
要线串行编程(ICSP)
单独5V的内部电路串行编程(ICSP)能力,处理机读/写访问程序存储器
运行电压范围2.0V到5.5V
高吸入/拉出电流25mA
商用,工业用温度范围
低功耗:
在5V,4MHz时典型值小于2mA
在3V,32KHz时典型值小于20uA
典型的稳态电流值小于1uA
外围特征:
Timer0:
带有预分频器的8位定时/计数器
Timer1:
带有预分频的16位定时器/计数器,在使用外部晶体振荡时钟时,在Sleep期间仍能工作。
Timer2:
带有8位分频寄存器,预分频器和后分频器的8位定时器/计数器
2个捕捉器,比较器,PWM模块
其中:
捕捉器是16位,最大分辩率为12.5ns
比较器是16位,最大分辩率方200ns
PWM最大分辩率为是10位
10位多通道模/数转换器
带有SPI(主模式)和I2C(主/从)模式的SSP
带有9位地址探测的通用同步异步接收/发送器(USART/SCI)
带有RD,WR和CS控制(只40/44引脚)8位字宽的并行从端口
带有降压复位的降压检测电路
⑵语音播放模块
①语音播放模块电路图及说明:
语音播放模块播放提示音,行驶里程、费用等。
ISD1420系列单片录放时间8至20秒,音质好。
芯片采用CMOS技术,内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。
最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少数电阻电容。
在录放操作结束后,芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0.5uA。
ISD1420系列有唯一的录音控制和边缘/电平触发两种放音控制。
不分段时外围线路最简,也可按最小段长为单位任意组合分段,芯片提供若干操作模式,大大提高了控制的灵活性。
芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术,每个采样直接存储在片内单个EEPROM单元中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调各效果,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。
采样频率从5.3,6.4到8.0KHz,对音质仅有轻微影响。
片内信息可保存100年(无需后备电源),EEPROM单片可反复录音十万次。
⑶液晶显示驱动模块
①.液晶显示驱动模块电路图及说明:
TG12864E是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及128×
64全点阵液晶
显示器组成。
可完成图形显示,也可以8×
4个(16×
16点阵)汉
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