基于51单片机的出租车计价器设计毕业设计 精品.docx

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基于51单片机的出租车计价器设计毕业设计精品

华夏学院

《单片机原理与接口技术》毕业课程设计

题目：

基于51单片机的出租车计价器

学院（系）：

信息工程系

课程设计任务书

题目:

基于51单片机的出租车计价器的设计

初始条件：

1.运用所学的单片机原理与接口技术知识和数字电路知识；

2.51单片机应用开发系统一套；

3.PC机及相关应用软件；

要求完成的主要任务:

以目前生活中正在使用的出租车计价器为原型进行设计，要求具有按时间和里程综合计算车价的功能，能显示时间、里程、单价、总车价等相关信息。

1.完成出租车计价器的设计和调试。

2.撰写课程设计说明书，说明书使用A4打印纸计算机打印，用Protel等绘图软件绘制电子线路图纸。

时间安排：

第1周下达课程设计任务书和日程安排，调研和查找资料，明确设计任务要求；

第2周完成方案论证、总体设计和硬件设计；

第3周完成软件设计和程序的编写；

第4周调试硬件系统和软件程序，完成整个系统的设计和调试；

结果分析整理、撰写课程设计报告，验收和答辩。

指导教师签名：

2011年11月28日

系主任（或责任教师）签名：

2011年11月28日

基于51单片机原理出租车计价器的设计

摘要

现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器，所以计价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，计价器的普及也是毫无疑问的，所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的。

本设计以89S51单片机为中心，利用信号发生器模拟代替霍尔传感器测距，实现对出租车计价统计，输出采用1602液晶显示屏。

本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据里程或手动来调节单价。

通过单片机上的键盘上的按键来执行开始、暂停、复位等功能。

步骤如下：

首先，程序开始做一些必要的初始化工作，等待键盘输入。

然后，启动键S1按下后单片机开始计数传感器传来的计数脉冲，1602液晶显示器显示路程和总费用。

最后，当需要停止是可按相应的键S4对路程计数器进行停止。

而且还可以按下S2进行等待计时收费和按下S3键进行起步价的调整。

关键词：

89S51单片机1602液晶显示屏计价器

目录

前言1

第一章出租车计价系统的设计要求与设计方案2

1.1出租车计价器设计要求2

1.2系统主要功能2

1.3方案论证与比较2

第二章出租车计价系统的硬件设计4

2.1振荡电路4

2.2复位电路设计4

2.3键盘接口电路4

2.4显示电路5

2.5路程测量部分5

2.6单片机各引脚功能说明6

2.71602液晶的简介7

第三章出租车计价系统的软件设计10

3.1系统主程序10

3.2里程计数子程序10

3.3等待计时子程序11

3.4单价设置子程序11

第四章设计体会与小结12

参考文献13

附录14

源程序14

硬件电路图19

前言

单片机课程设计是单片机技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。

出租车能保证乘客快速，轻松的到达目的地。

这些优点受到人们的欢迎。

随着出租车行业的发展，出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是很必要的。

而采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试。

而采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。

本设计采用AT89C52单片机，辅以按键，实现对出租车的多功能的计价设计，输出采用1062液晶显示屏。

本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据里程或手动来调节单价。

要将出租车计价系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节单价以及计价方式。

因此，研究出租车计价器及扩大其应用，有着非常现实的意义。

第一章出租车计价系统的设计要求与设计方案

1.1出租车计价器设计要求

设计一个出租车自动计费器，计费包括起步价、行车里程计费、等待时间计费三部分，用1602液晶显示总金额，运行时间，暂停时间，最大值为999元，起步价为6元，3Km之内起步价计费，超过3Km，每一公里增加1元（即1KM增加1元），等待时间单价为每分钟1元，用液晶显示总里程，同时用液晶显示等待时间。

1、计费功能

费用的计算是按行驶里程收费。

设起步价为6元。

1、当里程<3km时，按起价计算费用

2、当里程>3km时，每公里按1元计费

3、等待累计时间>1min时，按1元/min计费

4、S1为启动按钮、S2等待按钮、S3调整计费按钮、S4停止按钮

②、显示功能

1、显示行驶里程：

用三位数字显示，显示方式为“XX.X”,单位为km。

计程范围0-99.9km，精确到0.1km。

2、显示等候时间：

用两位数字显示，显示方式为“XX”,单位为min。

计时范围0-59min，精确到1min。

3、显示总费用：

用三位数字显示，显示方式为“XXX”,单位为元。

计价范围0-999元，精确到1元。

1.2系统主要功能

本出租车自动计费，上电后显示最初的起步价，里程计费单价，等待时间计费单价，通过按键可以调节起步价，里程计费单价。

同时具有运行，暂停，停止等状态，可以显示暂停的时间，具有累加功能，暂停和运行时间在暂停和运行前一次的状态上计时。

出租车停止后能够显示行驶的总费用。

1.3方案论证与比较

方案一：

采用数字电子技术，利用555定时芯片构成多谐振荡器，或采用外围的晶振电路作为时钟脉冲信号，采用计数芯片对脉冲尽心脉冲的计数和分频，最后通过译码电路对数据进行译码，将译码所得的数据送给数码管显示，一下是该方案的流程框图，方案一如图1-1所示：

图1-1方案一

案二：

采用EDA技术，根据层次化设计理论，该设计问题自顶向下可分为分频模块，控制模块计量模块、译码和动态扫描显示模块，其系统框图如图1-2所示：

图1-2方案二

方案三：

采用MCU技术，通过单片机作为主控器，利用1602字符液晶作为显示电路，采用外部晶振作为时钟脉冲，通过按键可以方便调节，以下是方案三的系统流程图，本方案主要是必须对于数字电路比较熟悉，成本又不高。

方案图如图1-3所示：

图1-3方案三

方案总结：

通过各个方案的比较，本次采用方案三，不但控制简单，而且成本低廉，设计电路简单。

第二章出租车计价系统的硬件设计

2.1振荡电路

单片机内部有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。

通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容（电容和一般取33pF）。

这样就构成一个稳定的自激振荡器。

振荡电路脉冲经过二分频后作为系统的时钟信号，再在二分频的基础上三分频产生ALE信号，此时得到的信号时机器周期信号。

振荡电路如图2-1所示：

图2-1振荡电路

2.2复位电路设计

复位操作有两种基本形式：

一种是上电复位，另一种是按键复位。

按键复位具有上电复位功能外，若要复位，只要按图中的RESET键，电源VCC经电阻R1、R2分压，在RESET端产生一个复位高电平。

上电复位电路要求接通电源后，通过外部电容充电来实现单片机自动复位操作。

上电瞬间RESET引脚获得高电平，随着电容的充电，RERST引脚的高电平将逐渐下降。

RERST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。

按键复位电路图如图2-2所示。

图2-2AT89C51引脚配置

2.3键盘接口电路

独立式键盘：

独立式键盘中，每个按键占用一根I/O口线，每个按键电路相对独立。

I/O口通过按键与地相连，I/O口有上拉电阻，无键按下时，引脚端为高电平，有键按下时，引脚电平被拉低。

I/O口内部有上拉电阻时，外部可不接上拉电阻。

键盘接口电路如图2-3所示：

图2-3键盘接口电路

2.4显示电路

对于现实电路我们可以采用数码管，也可以采用液晶显示，液晶又分字符型和点阵型，我们使用的液晶是字符型液晶，并且带字符库的，不需要查找代码。

英文字符就可。

液晶电路使用时，如果发现液晶不亮可以调节连接液晶的点位器，改变液晶的亮度。

显示电路如图2-4所示：

图2-4数码管封装图及数据线与数码管管脚关系

2.5路程测量部分

出租车中需要一个能准确获得车轮转动即路量信号的装置,以得到标准的脉冲信号送入单片机的定时/计数器T1即P3.5引脚,利用单片机的T1的计数功能完成100次的计数后产生一中断来完成路程的测量。

（设车轮周长为1m,则霍尔传感器每产生100个脉冲便表示车已行程0.1km,根据际情况在程序中进行设置）。

汽车联轴器按圆周间隔嵌入磁钢,用霍传感器集成芯片A44E测并输出脉冲,其工作原理如图4所示,霍尔传感器集成芯片A44E有信号转换、电压放大、等功能,为增加其抗干扰的能力,经过74LS14对信号整形后再通过光偶送入P3.5引脚。

图2-5路程测量电路

2.6单片机各引脚功能说明

AT89S52电路图如图2-6所示：

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行。

校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

图2-6AT89S52

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口，P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，