05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 1 課題： 出租車計價器 一、 預(yù)備知識 （ 1） 口設(shè)置方法 （ 2） 時器使用方法 （ 3） 部 讀寫方法 （ 4）凌陽單片機匯編語言或 C 語言編寫基礎(chǔ) （ 5） 碼管的顯示原理 （ 6）微型打印機的使用方法 二、 課程設(shè)計目的 單片機學習不僅僅需要掌握單片機本身的用法，其外圍器件：顯示界面如 碼管，發(fā)光二極管、液晶等，控制器件如鍵盤等都是需要掌握和靈活應(yīng)用的。在計程器設(shè)計題目中還涉及到了微型打印機設(shè)備。 本課程設(shè)計以凌陽單片機系統(tǒng)板 61 板 為基礎(chǔ)進行設(shè)計開發(fā)，其基本要求是： 1熟悉單片機系統(tǒng)板基本構(gòu)成； 2掌握 碼管顯示原理及使用方法； 3掌握單片機系統(tǒng)板的使用方法； 4初步掌握單片機匯編語言一般編程技巧； 5初步掌握單片機系統(tǒng)調(diào)試的一般步驟及方法； 6掌握微型打印機的控制方法。 三、 課程設(shè)計 任務(wù) 設(shè)計要求 ： 利用 現(xiàn)基本的出租車計價器功能。具體規(guī)格如下： 1. 里程計量 a) 單片機對傳感器脈沖進行計數(shù)（傳感器脈沖使用 并將脈沖數(shù) 換算成公里數(shù)； b) 每公里對應(yīng)的脈沖數(shù) 2. 費用計算 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 2 a) 費用計算包括兩部分：行駛費用和低速等待費用； b) 行駛費用計算如下：白天行駛里程不足 公里）時，費用按照起步價 算；當超出 駛費用 行駛里程 每公里的單價；夜晚行駛里程不足 用按照起步價 算；當超 出 駛費用 行駛里程 每公里的單價； c) 每公里的單價根據(jù)時間區(qū)分為白天和黑夜兩種價格。白天每公里價格為 晚上每公里價格為 d) 依靠時間判斷白天和黑夜，晚上 23點）之后，認為進入夜行狀態(tài)，早上 5點）之后，認為離開夜行狀態(tài)，進入晝行狀態(tài)； e) 如果行駛里程超過 三公 里），則超出的里程的單價上漲為原單價的 ，做為空返費用。 f) 上面提到的 g) 低速等待費用計算如下： i. 低速等待時間的計時方法為：當車速低于 公里 /時）時開始計時，車速超過 公里 /時）時終止計時； 如果行駛過程中多次發(fā)生低速等待，則等待時間累加； 總的等待時間不超過 分鐘），則不計算費用； 總的等待時間超過 分鐘），增加 ，同時， 超出的時間按照每 分鐘）增加 計算，不足 三分鐘）的部分不增加費用。即， +=等待時間等待費用 ； v. 上面提到的 h) 要求系統(tǒng)可以在行駛期間實時檢測并計算總的費用（包括行駛費用和等待費用）。 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 3 3. 用戶操作 a) 用戶通過三個按鍵進行操作，并通過液晶顯示器顯示當前的行駛狀態(tài)、行駛公里、時間、費用等信息，參考顯示界面如圖 b) 空車狀態(tài)下，液晶顯 示器可以顯示日期、時間等信息； c) 按下 61板上的 入行駛狀態(tài)，啟動里程計量，并播報歡迎語提示音； d) 行駛狀態(tài)下，液晶顯示器顯示 “行駛 ”以指示當前出租車的狀態(tài)，并可以實時顯示當前的單價、行駛里程、低速等待時間、總的費用等信息； e) 行駛狀態(tài)下，再次按下 播報當前行駛里程及總的費用，此時，液晶顯示器保持單價、里程、低速時間、金額等信息，此后，按下 f) 在空車狀態(tài)下，按下 過 項， 減數(shù)值，從而實現(xiàn)對日期時間的設(shè)定； 硬件框圖 系統(tǒng)以 擴 用 現(xiàn)里程計量，并按照現(xiàn)行出租車計價系統(tǒng)計算行駛費用 。 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 4 硬件連接圖： 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本系統(tǒng)軟件中包括下面程序模塊： 主 程 序：初始化系統(tǒng)涉及到的硬件模塊，掃描鍵盤，根據(jù)按鍵啟動 /停止里程測量，并調(diào)用用戶界面程序定時更新日期時間顯示，實時更新單價、里程、低速時間、費用等信息顯示； 液晶驅(qū)動程序： 現(xiàn)文本、圖形顯示等 功能。 按鍵掃描程序：掃描按鍵，返回掃描結(jié)果。 語音播放程序：播放提示音，行駛里程、費用等。 計價管理程序：完成傳感器脈沖計量，然后轉(zhuǎn)換為公里數(shù)，并根據(jù)規(guī)則計算對應(yīng)的費用，同時，監(jiān)測行駛速度，統(tǒng)計低速時間，計算低速等待費用，提供液晶顯示更新函數(shù)，以便主函數(shù)可以控制更新用戶界面以及行駛里程、費用等信息的顯示。該模塊包括 程計量程序、時間管理程序、費用管理程序、用戶界面控制程序等部分。 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 5 程序 主程序流程如圖 序運行后首先初始化各個硬件部件，同時打開 1鍵盤掃描和時間管理模塊服務(wù)。然后，程序進入主循環(huán)，不斷進行按鍵掃描，并根據(jù)按鍵啟動 /停止里程計量，或進入系統(tǒng)設(shè)置模式。在主循環(huán)中同時還對時間顯示進行更新。 設(shè)計說明 1、 微型打印機控制原理 打印機是人們?nèi)粘Ｉ?、辦公時常見的一種外圍設(shè)備，目前市面上主要有噴墨式、激光式和感熱式打印機。激光打印機的速度快，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高，噴墨式打印機比較適合在辦公場合使用，而感熱式打印機以其小巧、方便、靈活、打印質(zhì)量高等方面的優(yōu)點，在近幾年的發(fā)展中已成為市場占有率較高的 一類打印機，其中在人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷挠胸浧避?、飛機票、登機牌、藥檢單、商業(yè)條碼，商業(yè)服務(wù)業(yè)的標簽、票據(jù)等等。 此處我們采用的就是感熱式打印機，它的工作原理就是把打印頭壓在受熱后會改變顏色的05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 6 白色熱敏記錄紙上，然后在控制電路的控制下，打印頭上的發(fā)熱元件瞬時發(fā)熱，這些熱量很快傳導(dǎo)到熱敏記錄紙上，使記錄紙改變顏色從而形成文字或圖案。 微型打印機與主機連接方式一般有兩種，一種是并口連接，一種是串口連接。并口連接優(yōu)點是速度快，但是占用端口資源；串口連接優(yōu)點是節(jié)省端口資源但是速度慢。此處我們采用的是串口連接方式的熱敏打 印機。部分微型打印機已經(jīng)含有字符庫和字庫，我們只要根據(jù)字符所在地址直接調(diào)用即可。 熱敏打印機具體的性能見下表： 關(guān)于 型打印機打印命令見熱敏打印機使用說明書。 2、 顯示部分原理圖及說明 示器結(jié)構(gòu) 基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片按下圖排列而成的?？蓪崿F(xiàn) 0 9 的顯示 用單片機驅(qū)動 碼管有很多方法，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和動態(tài)（掃描）顯示，按譯碼方式可分硬件譯碼和軟件譯碼之分。靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 7 片機將所要顯 示的數(shù)據(jù)送出后就不再管，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時再傳送一次新數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 態(tài)顯示需要 刻對顯示器件進行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的 間多。這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，使用的硬件較多；動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的 間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 關(guān)于 碼管的外圍電路一般需要一個限流電阻和加大驅(qū)動電流的晶體管。 常用的連接方式有如下四種 ： 碼管是由發(fā)光二級管顯示字段組成的顯示器，有 8 段和“米”字段之分，這種顯示器有共陽級和共陰極兩種。所謂共陽方式是指筆畫顯示器各段發(fā)光管的陽極（即 P 區(qū)）是公共的，而陰極互相隔離。 所謂共陰方式是筆畫顯示器各段發(fā)光管的陰極（即 N 區(qū)）是公共的，而陽極是互相隔離的。 共陰極 共陽極 此處采用的是共陽極 、 系統(tǒng)原理圖及說明 根據(jù)題目要求，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下： 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 8 4、 擴展板原理圖及說明 擴展板只需提供 6 個 碼管就可以完成此次設(shè)計 ，微型打印機直接連接 61 板上已經(jīng)含有三個按鍵。下圖采用的是共陰極的 碼管。 擴展板與 61 板接口 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 9 三、 課程設(shè)計的程序框圖 1、 程序框圖 有三個按鍵： 能： 鍵奇數(shù)次，為模擬出租車開始行駛，按偶數(shù)次為模擬出租車到站，語音播報到站提示，并有微型打印機打印清單。因為是模擬行駛狀態(tài)，因此里程是根據(jù)時間來累加的。每一分鐘為 100米。 能：翻屏鍵，從年月日、時分秒、單價、里程、金額逐屏顯示。 能：查詢鍵，查詢歷史記錄，逐條的進行查詢從第一條的年月日、時分秒、單價、里程、金額；第二條年月日、時分秒、單價、里程、金額。系統(tǒng)狀態(tài)：空閑狀態(tài)、計程狀態(tài)、打印狀態(tài)。系統(tǒng)只有在空閑狀態(tài)時，可以進行歷史記錄的查詢。打印狀態(tài)時進行語音播報所有數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行保存。計程狀態(tài)主要是對里程和金額的計算。數(shù)據(jù)存儲到 32K 字間中。存儲格式為 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 10 總程序流程圖 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 11 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 12 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 13 05 電子技術(shù) 1單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書 電子信息系電子教研室 14 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本系統(tǒng)軟件中包括下面程序模塊： 主 程 序：初始化系統(tǒng)涉及到的硬件模塊，掃描鍵盤，根據(jù)按鍵啟 動 /停止里程測量，并調(diào)用用戶界面程序定時更新日期時間顯示，實時更新單價、里程、低速時間、費用等信息顯示； 液晶驅(qū)動程序： 現(xiàn)文本、圖形顯示等功能。 按鍵掃描程序：掃描按鍵，返回掃描結(jié)果。 語音播放程序：播放提示音，行駛里程、費用等。 計價管理程序：完成傳感器脈沖計量，然后轉(zhuǎn)換為公里數(shù)，并根據(jù)規(guī)則計算對應(yīng)的費用，同時，監(jiān)測行駛速度，統(tǒng)計低速時間，計算低速等待費用，提供液晶顯示更新函數(shù)，以便主函數(shù)可以控制更新用戶界面以及行駛里程、費用等信息的顯示。該模塊包括 程計量程 序、時間管理程序、費用管理程序、用戶界面控制程序等部分。 程序 主程序流程如圖 序運行后首先初始化各個硬件部件，同時打開 1鍵盤掃描和時間管理