畢業(yè)論文：出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文：出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)

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目 錄
提要 1
1．出租車計(jì)價(jià)器概述 1
2．系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2
2.1設(shè)計(jì)要求 2
2．2出租車計(jì)價(jià)器控制方案設(shè)計(jì) 2
3．出租車計(jì)價(jià)器硬件設(shè)計(jì) 3
3．1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3
3．2速度及里程檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 4
3．2．1 A44E霍爾傳感器檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 4
3．2．2 RPR-220光電傳感器檢測(cè)設(shè)計(jì)電路 5
3．3 AT24C02掉電存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) 6
3．4 鍵盤電路設(shè)計(jì) 7
3．5數(shù)據(jù)顯示電路設(shè)計(jì) 7
3．6 8255接口電路設(shè)計(jì) 8
3．7語音播報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9
4．軟件設(shè)計(jì) 9
4．1系統(tǒng)主程序 9
4．2定時(shí)中斷服務(wù)程序 11
4．3里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序 11
4．4 中途等待中斷程序 11
4．5顯示程序 11
4．6計(jì)算程序 11
4．7鍵盤掃描程序 12
5．實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果分析 13
6. 結(jié)束語 15
6 參考文獻(xiàn)： 16
附錄A 系統(tǒng)源程序 17
附錄B 系統(tǒng)原理圖 32

提要
隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分，從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少司機(jī)與乘客的糾紛出發(fā)，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)出租車司機(jī)和乘客來說都是很必要的。而采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試。而采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，相對(duì)來說功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，而且可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)為主控器，以RPR-220光電傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的多功能的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，并采用AT24C02實(shí)現(xiàn)
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。同時(shí)，白天和夜晚價(jià)格不同，可以進(jìn)行切換。白天單價(jià)、夜晚單價(jià)、等待單價(jià)和起步價(jià)格都可通過獨(dú)立鍵盤進(jìn)行調(diào)節(jié)。（默認(rèn)起步價(jià)為6元/3公里，里程單價(jià)白天為2元/公里，夜晚為元2.5/公里，等待計(jì)時(shí)單價(jià)0.5元/5分鐘）。
2．2出租車計(jì)價(jià)器控制方案設(shè)計(jì)
計(jì)數(shù)器系統(tǒng)主要由六部分組成：AT89S52單片機(jī)、獨(dú)立鍵盤、EEPROM AT24C02、RPR-22O光電傳感器、ISD2560語音芯片和顯示數(shù)碼管。
本設(shè)計(jì)通過RPR-220光電傳感器來檢測(cè)汽車行進(jìn)的公里數(shù)，并產(chǎn)生一系列相應(yīng)的脈沖輸出，脈沖送到單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)根據(jù)程序設(shè)定通過計(jì)算脈沖數(shù)換算出行駛公里數(shù)，再根據(jù)從EEPROM中讀取的價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行金額的計(jì)算，計(jì)算好的金額、里程和單價(jià)都實(shí)時(shí)地顯示在數(shù)碼管上，同時(shí)在營運(yùn)過程中根據(jù)上下車的不同狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)不同的語音功能播放。在乘客到達(dá)目的地時(shí)通過按鍵進(jìn)行語音播報(bào)和打印乘車數(shù)據(jù)。獨(dú)立鍵盤可以調(diào)節(jié)價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)，按下相應(yīng)的按鈕，產(chǎn)生信號(hào)交由單片機(jī)處理并實(shí)時(shí)顯示出來，調(diào)節(jié)好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到EEPROM中，掉電后可以使調(diào)好的數(shù)據(jù)不丟失，下次得電后直接從EEPROM讀到單片機(jī)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示。

圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3．出租車計(jì)價(jià)器硬件設(shè)計(jì)
3．1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
主控機(jī)系統(tǒng)采用了Atmel 公司生產(chǎn)的 AT89S52單片機(jī)，它含有256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，內(nèi)置8K 的電可擦除FLASH ROM，可重復(fù)編程，大小滿足主控機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所以不必再擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。復(fù)位電路和晶振電路是AT89S52 工作所需的最簡(jiǎn)單外圍電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖3-1所示。
AT89S52 的復(fù)位端是一個(gè)史密特觸發(fā)輸入，高電平有效。復(fù)位端若由低電平上升到高電平并持續(xù)2個(gè)周期，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位操作。在復(fù)位電路中，按一下復(fù)位開關(guān)就使在復(fù)位端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平，外接11.0592M 晶振和兩個(gè)30pF電容組成系統(tǒng)的內(nèi)部。

圖3-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖
3．2速度及里程檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
3．2．1 A44E霍爾傳感器檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
A44E 屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.5～18V），其輸出的信號(hào)符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的IO 端口上。霍爾傳感器有信號(hào)轉(zhuǎn)換、電壓放大、整形輸出等功能，其原理如圖3-2所示。

圖3-2 霍爾傳感器原理
里程計(jì)算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器檢測(cè)到的脈沖信號(hào)，送到單片機(jī)產(chǎn)生中斷，單片機(jī)再根據(jù)程序設(shè)定，計(jì)算出里程。其原理如圖3-3所示。

圖3-3 傳感器測(cè)距示意圖
若本系統(tǒng)選擇了將A44E的脈沖輸出口接到P3.3口外部中斷1作為信號(hào)的輸入端（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是2米），霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到500次時(shí)，即1公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)增加，如圖3-4所示。

圖3-4 A44E霍爾元件檢測(cè)電路
3．2．2 RPR-220光電傳感器檢測(cè)設(shè)計(jì)電路
RPR-220是一種一體化反射型光電探測(cè)器。其發(fā)射器是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)射管，接收器是一個(gè)高靈敏度，硅平面光電三極管。采用DIP4封裝，它具有靈敏度高，受離散光的干擾小，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。發(fā)射器和接收器都有兩根引出腳，其中長腳為正極，短腳為負(fù)極。通過發(fā)射器發(fā)射出光線一部分能夠返回，一部分不能返回，由此產(chǎn)生脈沖，通過脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到500次時(shí)，即1公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)增加，如圖3-5所示。

圖3-5 RPR-220 光電傳感器檢測(cè)電路
兩種方案用于做檢測(cè)電路都可以，都可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇的是光電傳感器檢測(cè)里程。
3．3 AT24C02掉電存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)
AT24C02 是ATMEL公司的2KB 字節(jié)的電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到2.5V，額定電流為1mA。在斷電的情況下保存40 年以上，采用8 腳的DIP 封裝，其中A2到A0為地址引腳，SDA、SCL為總線接口；WP為保護(hù)引腳，WP接VSS時(shí)，禁止寫入高位地址，WP接VDD時(shí)，允許寫入任何地址。AT24C02芯片引腳配置如圖3-6所示。

圖3-6 AT24C02引腳配置圖
掉電存儲(chǔ)單元的作用是在電源斷開的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息。其電路如圖3-7所示。

圖 3-7 存儲(chǔ)單元電路
圖中R4、R5 是上拉電阻，其作用是減少AT24C02的靜態(tài)功耗。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SC （時(shí)鐘脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)P1.6和P1.7口連接，進(jìn)行傳送數(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。
3．4 鍵盤電路設(shè)計(jì)
當(dāng)單價(jià)等信息需要進(jìn)行修改時(shí)，就要用到鍵盤進(jìn)行修改。由于調(diào)節(jié)信息不多，故采用4個(gè)獨(dú)立鍵盤即可，分別實(shí)現(xiàn)清零、切換、增大、減小和功能等作用。電路原理如圖3-8所示。

圖3-8 鍵盤調(diào)整電路設(shè)計(jì)
S1：接P1.0口，對(duì)上一次的計(jì)費(fèi)進(jìn)行清零，為下次載客準(zhǔn)備。
S2：接P1.1口，實(shí)現(xiàn)白天和夜晚單價(jià)的切換；當(dāng)功能鍵S4按下時(shí)，S2可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增大。
S3：接P1.2口，當(dāng)功能鍵S4按下時(shí)，S3可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行減小。
S4：接P1.3口，按1次，進(jìn)入調(diào)整白天單價(jià)；按2次，進(jìn)入調(diào)整夜晚單價(jià)；按3次，進(jìn)入調(diào)整等待單價(jià)；按4次，進(jìn)入調(diào)整起步價(jià)；按5次，返回。
S5: 接P1.3口, 當(dāng)其按下時(shí)進(jìn)行語音播報(bào)。
3．5數(shù)據(jù)顯示電路設(shè)計(jì)
數(shù)碼管有共陽極和共陰極兩種接法，此次設(shè)計(jì)采用共陰極。LED顯示器與單片機(jī)的接口采用靜態(tài)顯示與單片機(jī)接口時(shí)，共陰極或共陽極點(diǎn)連接在一起接地或高電平。靜態(tài)顯示器接口電路，在位數(shù)較多時(shí)，電路比較復(fù)雜，需要的接口芯片較多，成本也較高。動(dòng)態(tài)LED顯示接口由于各個(gè)數(shù)碼管共用同一個(gè)段碼輸出口，分時(shí)輪流通電的，從而大大簡(jiǎn)化了硬件線路，降低了成本。LED顯示器中每個(gè)發(fā)光二極管要通過5毫安-20毫安的電流才能達(dá)到正常亮度。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各個(gè)數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且 ……（未完，全文共20576字，當(dāng)前僅顯示3701字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)》）