1、摘要本設計的是一個基于單片機STC89C52的出租車自動計費設計,附有復位電路,時鐘電路,鍵盤電路等。復位電路是單片機的初始化操作,除了正常的初始化外,為擺脫困境通過復位電路可以重新開始。時鐘電路采用12MHz的晶振作為系統(tǒng)的時鐘源,具有較高的準確性。在上電時字符型液晶1602顯示最初的起步價，里程收費，等待時間收費三種收費，通過按鍵可以調(diào)整起步價，里程收費，等待時間收費。通過按鍵模擬出租車的運行，暫停，停止。在1602液晶上可以顯示運行的時間，運行時暫停的時間，通過計算可以得出總共的費用和總的路程。在這里主要是以STC89C52單片機為核心控制器，P1口接1602液晶顯示模塊。關鍵字STC8

2、9C52；1602液晶；出租車計費器Word文檔 第一章緒論出租車計價器概述我國在70年代開始出現(xiàn)出租車，但那時的計費系統(tǒng)大都是國外進口不但不夠準確，價格還十分昂貴。隨著改革開放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢頭已十分突出，國各機械廠家紛紛推出國產(chǎn)計價器。出租車計價器的功能從剛開始的只顯示路程（需要司機自己定價，計算后四舍五入），到能夠自主計費，以及現(xiàn)在的能夠打一發(fā)票和語音提示、按時間自主變動單價等功能。隨著城市旅游業(yè)的發(fā)展，出租車行業(yè)已成為城市的窗口，象征著一個城市的文明程度。本次設計的目的在于現(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動計價器，所以計價器技術的發(fā)展已成定局。而部分小城市尚未普及，但隨著

3、城市建設日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，計價器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計價器的市場還是十分有潛力的。單片機的概述計算機系統(tǒng)已明顯地朝巨型化、單片化、網(wǎng)絡化三個方向發(fā)展。巨型化發(fā)展的目的在于不斷提高計算機的運算速度和處理能力，以解決復雜系統(tǒng)計算和高速數(shù)據(jù)處理，比如系統(tǒng)仿真和模擬、實時運算和處理。單片化是把計算機系統(tǒng)盡可能集成在一塊半導體芯片上，其目的在于計算機微型化和提高系統(tǒng)的可靠性，這種單片計算簡稱單片機。單片機的部硬件結構和指令系統(tǒng)主要是針對自動控制應用而設計的所以單片機又稱微控制器MCU(MicroControllerUnit)。用它可以很容易地將計算機嵌入到各

4、種儀器和現(xiàn)場控制設備中，因此單片機又叫做嵌入式微控制器(EmbeddedMCU)。單片機自20世紀70年代問世以來，以其鮮明的特點得到迅猛發(fā)展，已廣泛應用于家用電器、智能玩具、智能儀器儀表、工業(yè)控制、航空航天等領域，經(jīng)過30多年的發(fā)展，性能不斷提高，品種不斷豐富，已經(jīng)形成自動控制的一支中堅力量。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機年容量已達13億片，且每年以大約16的速度增長，但相對于國際市場我國的占有率還不到1。這說明單片機應用在我國有著廣闊的前景。對于從事自動控制的技術人員來講，掌握單片機原理及其應用已經(jīng)成為必不可少的學習任務。單片機的應用十分廣泛，在工業(yè)控制領域、家電產(chǎn)品、智能化儀器儀表、計算機外部設備

5、，特別是機電一體化產(chǎn)品中，都有重要的用途。其主要的用途可以分為以下方面。顯示：通過單片機控制發(fā)光二極管或是液晶，顯示特定的圖形和字符。機電控制：用單片機控制機電產(chǎn)品做定時或定向的動作。檢測：通過單片機和傳感器的聯(lián)合使用，用來檢測產(chǎn)品或者工況的意外發(fā)生。通信：通過RS-232串行通信或者是USB通信，傳輸數(shù)據(jù)和信號。科學計算：用來實現(xiàn)簡單的算法。那么單片機是不是解決上述應用的唯一選擇呢？當然不是！單片機最明顯的優(yōu)點是價格便宜，從幾元人民幣到幾十元人民幣。這是因為這類芯片的生產(chǎn)量很大，技術也很成熟。其次，單片機的體積也遠小于其他兩種方案。單片機本身一般用40引腳封裝，當然功能多一些的單片機也有引腳

6、比較多的，如68引腳，功能少的只有10多個或20多個引腳，有的甚至只有8只引腳。當然，單片機無論在速度還是容量方面都小于其他兩種方案，但是在實際工作中并不是任何需要計算機的場合都要求計算機有很高的性能。例如，控制電冰箱的控制器就不需要使用嵌入式系統(tǒng)，用一片51就可以輕松實現(xiàn)。所以應用的關鍵是看能否夠用，是否有很好的性能價格比。51系列的單片機已經(jīng)面世十多年，依然沒有被淘汰，還在不斷發(fā)展中，這就說明是它有廣闊的應用前景。第二章系統(tǒng)總體設計課程設計任務基于單片機出租車模擬計價器，采用at24c02存儲芯片+LCD1602液晶顯示等設計而成。用24c02來存儲單價，通過按鍵來模擬增加里程，模擬出租車

7、向前開。通過液晶顯示器顯示當前的行駛狀態(tài)、行駛公里、行駛時間時間（時、分、秒）、費用、單價、等信息?？梢栽O置每公里單價，以及夜間單價和白天單價的不同模式，設置后掉電無需重新設置，設置有等待/繼續(xù)計時模式。計費分行走的里程*單價+等待的時間*價格。2.2課程設計方案方案一：采用數(shù)字電子技術，利用555定時芯片構成多諧振蕩器，或采用外圍的晶振電路作為時鐘脈沖信號，采用計數(shù)芯片對脈沖盡心脈沖的計數(shù)和分頻，最后通過譯碼電路對數(shù)據(jù)進行譯碼，將譯碼所得的數(shù)據(jù)送給數(shù)碼管顯示，一下是該方案的流程框圖，方案一如圖1.1所示：圖1方案一方案二：采用EDA技術，根據(jù)層次化設計理論，該設計問題自頂向下可分為分頻模塊，

8、控制模塊計量模塊、譯碼和動態(tài)掃描顯示模塊，其系統(tǒng)框圖如圖2所示：圖2方案二方案三：采用MCU技術，通過單片機作為主控器，利用1602字符液晶作為顯示電路，采用外部晶振作為時鐘脈沖，通過按鍵可以方便調(diào)節(jié)，一下是方案三的系統(tǒng)流程圖，本方案主要是必須對于數(shù)字電路比較熟悉，成本又高。方案圖如圖3所示： 圖3方案三方案總結：通過各個方案的比較本次采用方案三，不但控制簡單，而且成本低廉，設計電路簡單。第三章系統(tǒng)硬件設計3.1振蕩電路單片機部有一個高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取20pF）。這樣就構成

9、一個穩(wěn)定的自激振蕩器。振蕩電路脈沖經(jīng)過二分頻后作為系統(tǒng)的時鐘信號，再在二分頻的基礎上三分頻產(chǎn)生ALE信號，此時得到的信號時機器周期信號。振蕩電路如圖4所示：圖4振蕩電路3.2復位電路設計復位操作有兩種基本形式：一種是上電復位，另一種是按鍵復位。按鍵復位具有上電復位功能外，若要復位，只要按圖中的RESET鍵，電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個復位高電平。上電復位電路要求接通電源后，通過外部電容充電來實現(xiàn)單片機自動復位操作。上電瞬間RESET引腳獲得高電平,隨著電容的充電，RERST引腳的高電平將逐漸下降。RERST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以

10、進行復位操作。按鍵復位電路圖如圖5所示。3.3鍵盤接口電路獨立式鍵盤：獨立式鍵盤中，每個按鍵占用一根I/O口線，每個按鍵電路相對獨立。I/O口通過按鍵與地相連，I/O口有上拉電阻，無鍵按下時，引腳端為高電平，有鍵按下時，引腳電平被拉低。I/O口部有上拉電阻時，外部可不接上拉電阻。鍵盤接口電路如圖6所示：圖6鍵盤接口電路3.4顯示電路1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780,帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如圖7所示圖7LM016L結構圖LCD1602主要技術參數(shù)：容量:16X2個字符芯片工作電壓45

11、5.5V工作電流20mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸295X4.35(WXH)mm引腳功能說明：1602LCD采用標準的14腳(無背光)或16腳(帶背光)接口，各引腳接口說明如表1所示：表1引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳:VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時

12、對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳:RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。3.4.2顯示模塊采用1602液晶顯示接口電路圖8顯示電路3.5單片機各引腳功能

13、說明F面對STC89C52各引腳的功能進行較為詳細的介紹：1）電源引腳Vcc和VssVcc（40腳）：電源端為+5VVss（20腳）：接地端2）時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL2（18腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的一端。在單片機部它是振蕩電路反向放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。若需采用外部時針電路時，該引腳輸入外時鐘脈沖。要檢查89C52的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號輸出。XTAL1（19腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在片，它是振蕩電路反向放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地。3）控制信號腳RSTALEPSEN而EA。

14、RST（9腳）:RST是復位信號輸入端，高電平有效。在此輸入端保持兩個機器周期（24個時鐘振蕩周期）的高電平時，就可以完成復位操作。ALE/PROG（30引腳）：地址鎖存允許信號端。當STC89C52上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號。此頻率為振蕩器頻率fosc的1/6，當CPU訪問片外存儲器時，ALE輸出信號作為鎖存低8位地址的控制信號。在CPU訪問片外數(shù)據(jù)存儲時，每取值一次（一個機器周期）會丟失一個脈沖。平時不訪問片外存儲時，ALE端也以1/6的振蕩頻率固定輸出正脈沖，因而ALE信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。如果你想看一下STC89C52芯片的好壞，可用示波器查看ALE

15、端是否有脈沖信號輸出，如有脈沖信號輸出，則STC89C52基本上是好的。ALE的負載驅(qū)動能力為8個LS型TTL（低功耗高速TTL）。PSEN（29腳）；程序存儲允許輸出信號引腳，在訪問片外程序存儲器時，此端定時輸出負脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。此引腳接ERROM的OE端oPSEN端有效，即允許讀出ERROM/ROM中的指令碼。CPU在從外部ERROM/ROM取指令期間，每個周期PSEN兩次有效。不過，在訪問片外RAM時，要少產(chǎn)生兩次PSEN負脈沖信號。要檢查一個STC89C52小系統(tǒng)上電后CPU能否正常到ERROM/ROM中讀取指令碼，也可用于示波器看PSEN端有無脈沖輸出。如有，說明基本

16、上工作正常。EA/VPP（31腳）：外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。當EA引腳接高電平時,CPU只訪問片ERROM/ROM并執(zhí)行部程序存儲器中的指令。但在PC（程序計數(shù)器）的值超過OFFFH（對8751/8051為4k）時，將自動轉向執(zhí)行片外存儲器的程序。當出入信號EA引腳接低電平（接地）時，CPU只訪問外部ERROM/ROM并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片程序存儲器。對于無芯片的ROM的8031或8032，須外擴ERROM，此時必須將EA引腳接地。如果使用有片ROM的STC89C52,外擴ERROM也是可以的，但也要使EA接地。4）I/O（輸入/輸出端口，P0,

17、P1,P2,P3）P0口:P0口是一個漏極開路的8位準雙向I/O端口。P1口：8位準雙向I/O端口。P2口：即可以做地址總線輸出地址高8位，也可以做普通I/O用，（此時為準雙向口）。P3口：雙功能口，即可以做普通I/O口用（此時為準向口，也可以按每位定義實現(xiàn)第二功能操作）。見表1。表2P3口的第二功能表引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INTO（外部中斷0）P3.3INT1（外部中斷1）P3.4T0（定時器0外部中斷）P3.5T1（定時器1外部中斷）P3.6WR（外部存儲器寫選通）P3.7RD（外部存儲器讀寫通）第四章系統(tǒng)軟件設計單片機資源使用在本次設

18、計中像電路鍵盤用到了P2口，其中P2.0到P2.5口作為鍵盤的輸入，顯示電路用到了P1和P3口，P1口為液晶的數(shù)據(jù)口。單片機軟件模塊設計中斷子函數(shù)對于中斷程序，只要定時器計數(shù)滿就會產(chǎn)生中斷50ms中斷一次，共計20次，秒鐘加1，秒鐘計滿再分鐘加，當分鐘加到99時全部清零。以下是中斷子函數(shù)的流程圖如圖9所示：圖9中斷子程序流程圖422判鍵子函數(shù)對于獨立式鍵盤判鍵，首先看有鍵按下不，如果有鍵按下則延時一會兒,在判斷是否真的有鍵按下，如果確實有鍵按下，在判鍵釋放，最后執(zhí)行鍵功能程序。判鍵子函數(shù)的流程框圖如圖10所示：判孵放咖功能程序圖10判鍵子程序流程圖4.2.3顯示子程序1602液晶是字符型液晶，

19、它的部自帶字符庫，它可以寫兩行的字符，同時每行可以寫40個字符，在寫顯示程序的時候，我們先寫命令，再設定字符顯示，最后寫數(shù)據(jù)，在每寫一次命令或數(shù)據(jù)都需要判斷液晶是否忙。液晶顯示程序流程圖如圖11所示：總程序流程框圖整體程序的流程框圖如圖12所示：圖12整體程序的流程框圖第五章系統(tǒng)調(diào)試過程t-|D：3cut*?nisTejtickey_wiibl;Targrt1本設計需要用KeiluVision2對C51程序進行編譯，生成“.hex”文件如下圖：flaj_20iTJ-0;It|3EDU_10)r-2ad_jz,fli)rir(l=D122|jiAll_GhA3llU(l；iflflif_20(!

20、Q31)X讀時間(sbiijMi_hEi二i;廿+卄卄運對勒中斷齢程護+丼*voidtiEeC_ini：()latBrnif-t1ftzanizuizhar.nalue:打5QU9IBD-C13C；nu二:oim；vaiijeh:lC(vaiijet4=DElijg_2DDn3=1;遷t泌氐J2DI圖13KeiluVision2對C51程序進行編譯在Proteus軟件中畫出仿真電路（如圖）,扌EKeiluVision2編譯后生成的.hex導入到單片機中，按“運行仿真”鍵進行仿真圖14仿真圖第六章設計的效果（實物圖或仿真效果IC.-iiF?W1LCDlLAKtl.IIIIIIILine-splb

21、ji-cjnshu-spLdtLR?l1撥蔦穿lJiIIN:E:吒I-UE醫(yī)ratcaK圖15仿真效果圖第七章結論總結作為一名電信專業(yè)的大三學生，我覺得做單片機課程設計是十分有意義的而且是十分必要的。在已度過的大學時間里，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學的專業(yè)基礎課理論知識運用到實踐中去呢？我想做類似的課程設計就為我們提供了良好的實踐平臺。單片機作為我們的主要專業(yè)課之一，雖然在大三開學初我對這門課并沒有什么興趣，覺得那些程序枯燥乏味，但在這次課程設計后我發(fā)現(xiàn)自己在一點一滴的努力中對單片機的興趣也在逐漸增加。通過這次設計

22、，我懂得了學習的重要性，了解到理論知識與實踐相結合的重要意義，學會了堅持、耐心和努力，這將為自己今后的學習和工作做出了最好的榜樣。我覺得作為一名電信專業(yè)的學生，單片機的課程設計是很有意義的。更重要的是如何把自己平時所學的東西應用到實際中。雖然自己對于這門課懂的并不多，很多基礎的東西都還沒有很好的掌握，覺得很難，也沒有很有效的辦法通過自身去理解，但是靠著這一個多禮拜的“學習”，在小組同學的幫助和講解下，漸漸對這門課逐漸產(chǎn)生了些許的興趣，自己開始主動學習并逐步從基礎慢慢開始弄懂它。我認為這個收獲應該說是相當大的。覺得課程設計反映的是一個從理論到實際應用的過程，但是更遠一點可以聯(lián)系到以后畢業(yè)之后從學

23、校轉到踏上社會的個過程。小組人員的配合、相處，以及自身的動腦和努力，都是以后工作中需要的。參考文獻1廣弟，朱月秀,冷祖祁單片機基礎M第3版航空航天大學，2007年1月2華.MCS-51系列單片機實用接口技術M.航空航天大學,1996馬忠梅，凱，馬巖，單片機的C語言應用程序設計，M，：航空航天大學,2003.11；胡輝，單片機原理及應用設計一21世紀高等院校規(guī)劃教材M，水利水電，2005.7；守義，單片機應用技術M，：電子科技大學，1996.8；本課程設計是在石蕊老師的悉心指導下完成的，石老師的淵博學識和豐富經(jīng)驗給我留下了深刻的印象。從石老師那里我學到的不僅是專業(yè)知識與實際問題科學解決的方法，更

24、為重要的是勤奮和嚴謹治學的精神以及對學生的認真負責，老師的諄諄教誨使我受益匪淺，在此向石老師表示衷心的感并致以崇高的敬意！感家人給予我學業(yè)上和生活上的支持與照顧。同時感給予我?guī)椭母魑焕蠋?、同學以及朋友們！附錄1程序清單#include/調(diào)用單片機頭文件#defineucharunsignedchar/無符號字符型宏定義變量圍0255#defineuintunsignedint/無符號整型宏定義變量圍065535ucharmiao,fen=0,shi;ucharflag_bai_hei;ucharvalue;uintbai_3l_price=60;uintbai_3w_price=18;uin

25、tbai_wait_price=5;/白天的晚上的標志位/白天3千米的單價6元/白天3千米外的單價/千米1.8元/白天等待時的單價/分鐘0.5元uintwan_3l_price=70;uintwan_3w_price=22;uintwan_wait_price=10;/晚上3千米的單價/千米7元/晚上3千米外的單價/千米2.2元/晚上等待時的單價/分鐘1元uintdistance=0;/行使的距離uintzong_jia;/總的價bitflag_300ms=0;bitflag_1s;bitflag_time_en=0;#includelcd1602.h/*1ms延時函數(shù)voiddelay_1m

26、s(uintq)uinti,j;for(i=0;iq;i+)for(j=0;j=5)/按鍵松開松手檢測key_value=0;key_new=1;/按鍵松開后進入等待按鍵狀態(tài)elseif(key_io&0 x3f)!=0 x3f)/按鍵按下key_value+;elsekey_value=0;if(key_value=5)/按鍵按下消抖key_value=0;key_new=0;/按鍵松開后進入等待松開按鍵狀態(tài)key_can=20;if(key_new=0)&(key_old=1)switch(key_io&0 x3f)case0 x3e:key_can=1;break;/得到按鍵值case0

27、 x3d:key_can=2;break;/得到按鍵值case0 x3b:key_can=3;break;/得到按鍵值case0 x37:key_can=4;break;/得到按鍵值case0 x1f:key_can=5;break;/得到按鍵值case0 x2f:key_can=6;break;/得到按鍵值/write_sfm2(2,0,key_can);/按鍵按下顯示按鍵值key_old=key_new;#includemenu.hvoidmenu_dis()if(menu_1=0)if(key_can=6)distance+;write_sfm4(1,0,distance);if(key_can=5)/清零從新計價flag_time_en=0;shi=0;fen=0;miao=0;zong_jia=0;distance=0;if(key_can=2)flag_time_en=flag_time_en;if(flag_300ms=1)flag_300ms=0;if(distance=30)/3公里的價格if(