1、長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院（2012屆）畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)院 （系）：航空電子電氣工程系學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 專 業(yè)： 電子聲像技術(shù) 班 級： 聲像0901 學(xué) 號(hào)： 摘 要本設(shè)計(jì)的是一個(gè)基于單片機(jī)AT89S52的出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)設(shè)計(jì),附有復(fù)位電路,時(shí)鐘電路,鍵盤電路等。復(fù)位電路是單片機(jī)的初始化操作,除了正常的初始化外,為擺脫困境,通過復(fù)位電路可以重新開始。時(shí)鐘電路采用12MHz的晶振,作為系統(tǒng)的時(shí)鐘源,具有較高的準(zhǔn)確性。在上電時(shí)字符型液晶1602顯示最初的起步價(jià)，里程收費(fèi)，等待時(shí)間收費(fèi)三種收費(fèi)，通過按鍵可以調(diào)整起步價(jià)，里程收費(fèi)，等待時(shí)間收費(fèi)。通過按鍵模擬出租車的運(yùn)

2、行，暫停，停止。在1602液晶上可以顯示運(yùn)行的時(shí)間，運(yùn)行時(shí)暫停的時(shí)間，通過計(jì)算可以得出總共的費(fèi)用和總的路程。在這里主要是以AT89S52單片機(jī)為核心控制器，P0口接1602液晶顯示模塊，P1口接按鍵的，通過按鍵輸入。關(guān)鍵詞：AT89S52；1602液晶；出租車計(jì)費(fèi)器ABSTRACTThe design is based on a monolithic integrated circuit AT89S52 taxi billing design, with reset circuit, clocking circuit, keyboard circuit. Reset circuit is in

3、itialized, besides the normal operation of the initial dilemma, as a foreigner, through the reset circuit can start again. 12MHz adopts the clock circuit, as a system of crystal oscillator, higher clock source.The characters in the crystal that the initial 1602, charges, fees mileage waiting time, t

4、hree buttons can be adjusted by charging fees, just waiting time, mileage. Through the simulation of the taxi, buttons, stop. Suspension In the liquid crystal display can run 1602, operation time, when suspension can be obtained by the computation of the total cost.here is mainly for the core contro

5、ller, AT89S52 SCM P0 mouth after 1602 LCD module, P1 mouth after the keys, through the keystroke.Keyword：AT89S52；1602 LCD；Taxi devices目 錄第一章 緒論51.1嵌入式系統(tǒng)51.2課題研究的意義51.3 設(shè)計(jì)要求51.4 功能要求6第二章 硬件設(shè)計(jì)72.1 設(shè)計(jì)方案72.2 電路設(shè)計(jì)82.2.1振蕩電路82.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)92.2.3 鍵盤接口電路102.2.4顯示電路102.2.5 直流電機(jī)電路112.2.6 聲音提醒電路112.2.7 串口通訊122.2

6、.8 存儲(chǔ)器122.2.9 LED顯示132.2.10霍爾傳感器132.2.11電源模塊142.3 器件介紹142.3.1 單片機(jī)各引腳功能說明142.3.2 1602液晶的簡介162.3.3 LM358芯片手冊202.3.4 max232 電平轉(zhuǎn)換芯片213.3.5 AT24c02串行E2PROM22第三章 軟件設(shè)計(jì)273.1 單片機(jī)資源使用273.2 單片機(jī)軟件模塊設(shè)計(jì)273.2.1 中斷子函數(shù)273.2.2 判鍵子函數(shù)293.2.3 顯示子程序303.3 總程序流程框圖31第四章protues的簡介334.1 Protues介紹334.2 proteus界面介紹334.3 Protues

7、的簡單使用344.3.1 新建原理圖344.3.2 尋找元件354.3.3 系統(tǒng)調(diào)試364.4 Protues仿真結(jié)果37參考文獻(xiàn)38致 謝39附錄1 原理圖和PCB圖40附錄2 程序清單41第一章 緒論1.1嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是指嵌入式計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng)，是指嵌入于各種設(shè)備及應(yīng)用產(chǎn)品內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它主要完成信號(hào)控制的功能，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，可作為一個(gè)部件埋藏于所控制的裝置中，它提供用戶接口、管理有關(guān)信息的輸入輸出、監(jiān)控設(shè)備工作，使設(shè)備及應(yīng)用系統(tǒng)有較高的智能和性價(jià)比。嵌入式系統(tǒng)由嵌入式硬件與嵌入式軟件組成，硬件以芯片、模板、組件、控制器形式埋藏于設(shè)備內(nèi)部，軟件是實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和各種專

8、用軟件，一般固化在ROM或閃存中。軟硬件可裁剪，適用于對功能、體積、成本、可靠性、功耗有嚴(yán)格要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，最早出現(xiàn)在60年代的武器控制中，后來用于軍事指揮控制和通信系統(tǒng)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于民用機(jī)電一體化產(chǎn)品中。1.2課題研究的意義隨著嵌入式的不斷發(fā)展，越來越接近我們的生活，將成為我們生活中的一部分。本系統(tǒng)是安裝在出租車上的一個(gè)項(xiàng)目，它能幫助開車師傅自動(dòng)計(jì)累所行駛的距離和相對應(yīng)的車費(fèi)，這樣有兩個(gè)好處，第一給師傅省了很多事，第二乘客也不會(huì)因自己對路況不熟而被黑，因此給乘客帶來了公平。1.3 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器，計(jì)費(fèi)包括起步價(jià)、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、等待時(shí)間計(jì)費(fèi)三部分，用1

9、602液晶 顯示總金額，運(yùn)行時(shí)間，暫停時(shí)間，根據(jù)長沙市2009年頒發(fā)的出租車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，起步價(jià)是6元（2公里），晚上（夜間9時(shí)至次日凌晨5時(shí)2公里內(nèi)起步價(jià)為7元）；白天2公里以上續(xù)程單價(jià)每公里為1.8元，按化零為整的等價(jià)計(jì)費(fèi)方式跳表，即每計(jì)滿1元跳表一次。晚上（21時(shí)-次日5時(shí)）在白天車公里價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上上浮20%，2公里以上續(xù)程單價(jià)每公里為2.16元，按化零為整的等價(jià)計(jì)費(fèi)方式跳表，即每計(jì)滿1元跳表一次。低速計(jì)時(shí)收費(fèi)：在時(shí)速12公里/小時(shí)（含12公里/小時(shí)）以下，累計(jì)每滿3分鐘計(jì)費(fèi)1元。停車等候計(jì)費(fèi)納入低速計(jì)時(shí)收費(fèi)，即乘客要求途中停車等候，累計(jì)每滿3分鐘計(jì)費(fèi)1元。設(shè)計(jì)要求：一、計(jì)費(fèi)功能費(fèi)用的計(jì)算是

10、按行駛里程收費(fèi)。設(shè)起步價(jià)為6.00元。1、當(dāng)里程2km時(shí)，每公里按2.16元計(jì)費(fèi)3、等待累計(jì)時(shí)間3min時(shí)，按3元/min計(jì)費(fèi)二、顯示功能1、顯示行駛里程：用四位數(shù)字顯示，顯示方式為“XXXX”,單位為km。計(jì)程范圍0-99km，精確到1km。2、顯示等候時(shí)間：用兩位數(shù)字顯示，顯示方式為“XX”,單位為min。計(jì)時(shí)范圍0-59min，精確到1min。3、顯示總費(fèi)用：用四位數(shù)字顯示，顯示方式為“XXX.X”,單位為元。計(jì)價(jià)范圍0-999.9元，精確到0.1元。1.4 功能要求本出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)，上電后顯示最初的起步價(jià)，里程計(jì)費(fèi)單價(jià)，等待時(shí)間計(jì)費(fèi)單價(jià)，通過按鍵可以調(diào)節(jié)起步價(jià)，里程計(jì)費(fèi)單價(jià)，等待時(shí)間計(jì)

11、費(fèi)單價(jià)。同時(shí)具有運(yùn)行，暫停，停止等狀態(tài)，可以顯示運(yùn)行的時(shí)間，同時(shí)可以顯示暫停的時(shí)間，具有累加功能，暫停和運(yùn)行時(shí)間在暫停和運(yùn)行前一次的狀態(tài)上計(jì)時(shí)。出租車停止后能夠顯示行駛的總費(fèi)用。第二章 硬件設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)方案方案一：采用數(shù)字電子技術(shù)，利用555定時(shí)芯片構(gòu)成多諧振蕩器，或采用外圍的晶振電路作為時(shí)鐘脈沖信號(hào)，采用計(jì)數(shù)芯片對脈沖盡心脈沖的計(jì)數(shù)和分頻，最后通過譯碼電路對數(shù)據(jù)進(jìn)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2-1所示：時(shí)鐘脈沖等待信號(hào)公里脈沖計(jì)費(fèi)脈沖計(jì)時(shí)，計(jì)費(fèi)，譯碼數(shù)碼管顯示圖2-1 方案一時(shí)鐘信號(hào)等待信號(hào)公里脈沖計(jì)費(fèi)/復(fù)位控制器計(jì)時(shí)計(jì)程譯碼顯示分頻器計(jì)費(fèi)圖

12、2-2 方案二方案二：采用EDA技術(shù)，根據(jù)層次化設(shè)計(jì)理論，該設(shè)計(jì)問題自頂向下可分為分頻模塊，控制模塊 計(jì)量模塊、譯碼和動(dòng)態(tài)掃描顯示模塊，其系統(tǒng)框圖如圖2-2所示：方案三：采用MCU技術(shù)，通過單片機(jī)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(shí)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2-3所示：電機(jī)驅(qū)動(dòng)LCD1602顯示單片機(jī)串口通訊接口按鍵聲音提示霍爾傳感器圖2-3 方案三方案總結(jié)：通過各個(gè)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(shè)計(jì)電路簡單。2.2 電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的處理器采用的MCS-51

13、經(jīng)典單片機(jī)，用來運(yùn)算行駛的費(fèi)用等相關(guān)控制；顯示器是1602液晶用來顯示行駛的距離和時(shí)間等信息；存儲(chǔ)器采用的是24c02可掉電存儲(chǔ)，用于存儲(chǔ)行駛的距離、時(shí)間；輸入設(shè)備采用的按鍵，用于在不同情況下進(jìn)行切換；傳感器采用的是霍爾傳感器，它具有工作靈敏等特點(diǎn)，用于探測出租車的行駛情況,LED用于提醒師傅做具體對應(yīng)的工作，蜂鳴器用于提醒乘客已到站和上次歡迎語音。系統(tǒng)框圖如圖2-3。2.2.1振蕩電路單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)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(gè)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33pF）。這樣就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 振蕩電路

14、脈沖經(jīng)過二分頻后作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，再在二分頻的基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生ALE信號(hào)，此時(shí)得到的信號(hào)時(shí)機(jī)器周期信號(hào)。振蕩電路如圖2-4所示：圖2-4 振蕩電路2.2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)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(gè)復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后，通過外部電容充電來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)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(shí)間（2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作

15、。按鍵復(fù)位電路圖如圖2-5所示。圖2-5 復(fù)位電路2.2.3 鍵盤接口電路 獨(dú)立式鍵盤：獨(dú)立式鍵盤中，每個(gè)按鍵占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵電路相對獨(dú)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(shí)，引腳端為高電平，有鍵按下時(shí)，引腳電平被拉低。I/O口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外部可不接上拉電阻。鍵盤接口電路如圖2-6所示：圖2-6 鍵盤接口電路2.2.4顯示電路圖2-7 顯示電路對于現(xiàn)實(shí)電路我們可以采用數(shù)碼管，也可以采用液晶顯示，液晶又分字符型和點(diǎn)陣型，我們使用的液晶是字符型液晶，并且?guī)ё址麕斓?，不需要查找代碼。英文字符就可。液晶電路使用時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)液晶不亮可以調(diào)節(jié)連接液晶的點(diǎn)位器，改變液

16、晶的亮度。顯示電路如圖2-7所示：2.2.5 直流電機(jī)電路本系統(tǒng)只是用來模擬的，因此通過一個(gè)微電機(jī)來模擬車的行駛的路程。驅(qū)動(dòng)電路簡單而卻效果也很好。電路特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，而且控制效果也很好；成本低。直流電路如圖2-8所示：圖2-8 直流電機(jī)電路2.2.6 聲音提醒電路在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，有報(bào)警聲音提醒師傅人工調(diào)整，還有在乘客人上車的時(shí)候，提醒師傅計(jì)數(shù)清零重新開始計(jì)費(fèi)，并向客人問好“歡迎乘坐”。聲音提醒電路圖如圖2-9所示：圖2-9 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路2.2.7 串口通訊用于把單片機(jī)處理的數(shù)據(jù)通過串口傳送到打印系統(tǒng)上，打印出費(fèi)用、時(shí)間、總路程等相關(guān)信息。電路結(jié)構(gòu)：是通過MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片把單片機(jī)的

17、TTL電平轉(zhuǎn)換成SCOM電平與電腦通訊，該芯片分為兩路，在本電路中只用到了一路。串口通訊圖如圖2-10所示：圖2-10串口輸出電路2.2.8 存儲(chǔ)器每一天出租車行駛了多遠(yuǎn)，收了多少費(fèi)用，通通都存在了存儲(chǔ)器里，等一天完的時(shí)候出租車公司會(huì)通過相應(yīng)的途徑讀取存儲(chǔ)器中的內(nèi)容。電路結(jié)構(gòu)：本電路采用的24c02芯片，器件是采用總線形式（IIC總線）。存儲(chǔ)器電路如圖2-11所示：圖2-11 存儲(chǔ)器2.2.9 LED顯示在停止的是時(shí)候用紅色LED點(diǎn)亮提示，出租車在行駛的時(shí)候綠色LED點(diǎn)亮，黃色LED用于故障提示用。LED顯示電路如圖2-12所示：圖2-12 LED電路2.2.10霍爾傳感器用于記錄汽車行駛的距

18、離和速錄等信息?；魻杺鞲衅麟娐啡鐖D2-13所示：圖2-13 霍爾傳感器2.2.11電源模塊由于本設(shè)計(jì)沒有直接運(yùn)用出租車上提供的+24V直流電瓶，主要是同市電220V的電壓通過電路來實(shí)現(xiàn)芯片說需要的電壓+5V。該模塊電源主要通過變壓器把220V電壓轉(zhuǎn)變，濾波作用產(chǎn)生直流的24V電壓，在采用穩(wěn)壓芯片LM7805和LM7812分別產(chǎn)生5V和12V的直流電壓。（在穩(wěn)壓快的兩側(cè)分別并上了一個(gè)電容，其作用是用來改善紋波和抑制過電壓，還有改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。為避免輸入對地短路和輸入濾波電容開路。）電源模塊電路如圖2-14所示：圖2-14 電源模塊2.3 器件介紹2.3.1 單片機(jī)各引腳功能說明AT89S52電

19、路圖如圖2-15所示：圖2-15 AT89S52VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。 P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)

20、時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門

21、電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能口，如表2-1所示。表2-1 AT89S52的一些特殊功能口管腳備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）管腳備選功能P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：

22、復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通

23、信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.3.2 1602液晶的簡介1、字符型液晶1602主要技術(shù)參數(shù)如表2-2所示：表2-2 字符型液晶1602

24、主要技術(shù)參數(shù)顯示容量：16*2個(gè)字符芯片工作電壓：4.55.5V工作電流：2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓：5.0V字符尺寸：2.95*4.35（W*H）mm2、接口信號(hào)說明如表2-3所示：表2-3 1602接口信號(hào)說明編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1Vss電源地9D2DataI/O2VDD電源正極10D3DataI/O3VL液晶顯示偏壓信號(hào)11D4DataI/O4Rs數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5DataI/O5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6DataI/O6E使能信號(hào)14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正極8D1DataI/O16BLK背光源負(fù)極3、控

25、制器接口說明（HD44780及兼容芯片）基本操作時(shí)序：a 讀狀態(tài)：輸入：Rs=L, Rw=H, E=H 輸出：D0D7=狀態(tài)字b 寫指令：輸入：Rs=L, Rw=L, D0D7=指令碼 輸出：無 E=高脈沖C 讀數(shù)據(jù)：輸入：Rs=H, Rw=L, E=H 輸出：D0D7=數(shù)據(jù)d 寫數(shù)據(jù)：輸入：Rs=H, Rw=L, D0D7=數(shù)據(jù) 輸出：無 E=高脈沖4、狀態(tài)字說明如表2-4所示：表2-4狀態(tài)字說明（a）STA7D7STA6D6STA5D5STA4 D4STA3 D3STA2 D2STA1 D1STA0 D0表2-4 狀態(tài)字說明（b）STA0-6當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫操作使能1：禁

26、止 0：允許注：對控制器進(jìn)行讀寫操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測，確保STA7為0。5、RAM地址映射圖控制器內(nèi)部帶有80*8位（80字節(jié)）的RAM緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如下圖2-5所示：表2-5 RAM地址映射圖LCD16字*2行000102030405060708090A0B0C0D0E0F1027404142434445464748494A4B4C4D4E4F50676、指令說明初始化設(shè)置顯示模式設(shè)置如表2-6所示：表2-6 顯示模式設(shè)置指令碼功能00111000設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口7、顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置如表2-7所示：表2-7 顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置指令碼功能00001DCBD

27、=1 開顯示； D=0 關(guān)顯示C=1 顯示光標(biāo)； C=0 不顯示光標(biāo)B=1 光標(biāo)閃爍； B=0 光標(biāo)不顯示000001NSN=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一N=0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字后地址指針減一，且光標(biāo)減一S=1 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移(N=1)或右移（N=0）,以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不移動(dòng)8、數(shù)據(jù)控制控制器內(nèi)部沒有一個(gè)數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部80字節(jié)RAM。數(shù)據(jù)指針設(shè)置如表2-8（a）所示：表2-8 數(shù)據(jù)指針設(shè)置（a）指令碼功能80H+地址碼（027H, 4067H）設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針讀數(shù)據(jù)：見c寫數(shù)據(jù)：見d其它設(shè)

28、置如表2-8（b）所示表2-8 數(shù)據(jù)指針設(shè)置（b）指令碼功能01H顯示清屏：1.數(shù)據(jù)指針清零 2.所有顯示清零02H顯示回車：1.數(shù)據(jù)指針清零2.3.3 LM358芯片手冊LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工 作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益 模組,音頻放大器、工業(yè)控制、DC增益部件和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。 LM358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。其引腳圖如圖2-16所示： 圖2-16 LM358引腳圖特性說明：內(nèi)部頻率

29、補(bǔ)償。 直流電壓增益高(約100dB) 。 單位增益頻帶寬(約1MHz) 。 電源電壓范圍寬：單電源(330V)；雙電源(1.5一15V) 。 低功耗電流，適合于電池供電。 低輸入偏流。 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流。 共模輸入電壓范圍寬，包括接地。 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 輸出電壓擺幅大（Vcc-1.5V) 。 參數(shù)：輸入偏置電流45 nA輸入失調(diào)電流50 nA輸入失調(diào)電壓2.9mV輸入共模電壓最大值VCC1.5 V共模抑制比80dB電源抑制比100dB2.3.4 max232 電平轉(zhuǎn)換芯片該芯片是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電

30、平是-10v +10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是ttl電平0 +5v,max232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5-V TTL/CMOS電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。采用max232引腳圖如圖2-17所示：主要特點(diǎn) 1、單5V電源工作2、LinBiCMOSTM工藝技術(shù)3、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器4、30V輸入電平5、低電源電流：典型值是8mA6、符合甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn)

31、EIA/TIA-232-E及ITU推薦標(biāo)準(zhǔn)V.287、ESD保護(hù)大于MIL-STD-883（方 法3015）標(biāo)準(zhǔn)的2000V圖2-17 max232引腳圖3.3.5 AT24c02串行E2PROM1、存儲(chǔ)器簡介EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory），中文含意為“可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器”。它是一種可重寫的存儲(chǔ)器芯片，并且其內(nèi)容在掉電的時(shí)候也不會(huì)丟失；換句話說，它是非易失性的。它通過EPROM編程 器進(jìn)行編程，EPROM編程器能夠提供比正常工作電壓更高的電壓對EPROM編程。一旦經(jīng)過編程，EPROM只有在紫外線的照射下才能夠進(jìn)行擦除。為了進(jìn)行擦除

32、，EPROM的陶瓷封裝上具有一個(gè)小的石英窗口，這個(gè)石英窗口一般情況下使用不透明的粘帶覆蓋，當(dāng)擦除時(shí)將這個(gè)粘帶揭掉，然后放置在強(qiáng)紫外線下大約20分鐘。主要IC有27XX系列和27CXX系列。EEPROM（electrically erasable, programmable, read-only ）是一種電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，并且其內(nèi)容在掉電的時(shí)候也不會(huì)丟失。在平常情況下，EEPROM與EPROM一樣是只讀的，需要寫入時(shí)，在指定的引腳加上 一個(gè)高電壓即可寫入或擦除，而且其擦除的速度極快！通常EEPROM芯片又分為串行EEPROM和并行EEPROM兩種，串行EEPROM在讀寫時(shí)數(shù)據(jù)的 輸入輸出

33、是通過2線、3線、4線或SPI總線等接口方式進(jìn)行的，而并行EEPROM的數(shù)據(jù)輸入輸出則是通過并行總線進(jìn)行的。主要IC有28XX系列。2、24c02硬件說明 AT24c02的引腳圖如圖2-18所示：圖2-18 AT24c02 A0，A1，A2地址輸入引腳，走位硬件尋址的依據(jù)，同種芯片可同時(shí)連接8片（23）；Vcc，Gnd電源，接地引腳，1.8-5.5V；Wp寫保護(hù)，當(dāng)Wp接地時(shí)，允許對器件的正常讀寫操作；當(dāng)Wp接高電平時(shí)，寫保護(hù)，只能進(jìn)行讀操作。SDA串行地址/數(shù)據(jù)輸入/輸出端口，雙向傳輸，漏極開路，需外接上拉電阻到Vcc（典型阻值為10k）。SCL串行時(shí)鐘輸入，高低電平不同狀態(tài)與SDA配合，執(zhí)

34、行不同的命令。3、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)： AT24c02幾種型號(hào)對比如圖表2-9所示表2-9 AT24c02幾種型號(hào)對比器件總?cè)萘靠傢摂?shù)字節(jié)/頁字地址長度24c022k3288位24c044k32169位24c088k641610位24c1616k1281611位24c3232k1283212位24c6464k2563213位24c02的容量是2k，256字節(jié)。其他同型號(hào)的芯片容量如上圖。器件地址如圖2-19所示：圖2-19 器件地址前八位是地址地址信號(hào)，從最高位（MSB）開始，其中前四位是固定值1010，后三位有管腳A0、A1、A2的基地情況確定。最后一位是讀寫控制信號(hào)，0表示寫，1表示讀。若與SDA線

35、發(fā)送過來的地址比較一致，則器件輸出應(yīng)答0，否則將返回等待狀態(tài)。器件內(nèi)部地址尋址是在器件尋址之后，對256個(gè)字節(jié)進(jìn)行尋址，直接傳送8位地址信號(hào)（00-FF）對應(yīng)于器件內(nèi)部的地址。4、寫操作：（1）、字節(jié)寫一次只寫一個(gè)字節(jié) 具體的字節(jié)寫法用圖表示時(shí)如圖2-20所示：圖2-20 字節(jié)寫先由主機(jī)發(fā)送起始命令，再發(fā)送送器件地址，當(dāng)主機(jī)接收到器件的ACK應(yīng)答后，便繼續(xù)發(fā)送內(nèi)部字節(jié)地址，當(dāng)接收到ACK應(yīng)答后繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)8位數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后，主機(jī)接收到器件的ACK應(yīng)答，在發(fā)送停止信號(hào)。（2）、頁寫：（具體的頁節(jié)寫法用圖表示時(shí)如圖2-21所示）圖2-21 頁寫頁的初始化與字節(jié)寫的初始化相同，只是主器件不會(huì)再

36、發(fā)送完第一個(gè)數(shù)據(jù)之后就發(fā)送停止信號(hào)，而是繼續(xù)發(fā)送7個(gè)數(shù)據(jù)，接收到每個(gè)數(shù)據(jù)之后，地址的后三位會(huì)自動(dòng)加一，高位地址不變，維持在本頁之內(nèi)；當(dāng)內(nèi)部產(chǎn)生的字地址超過了本頁的頁邊界地址時(shí)，隨后寫入的數(shù)據(jù)將寫到該頁的頁首，先前的字節(jié)將會(huì)被覆蓋。5、讀操作：（1）、當(dāng)前地址讀：（具體的頁節(jié)寫法用圖表示時(shí)如圖2-22所示）圖2-22 當(dāng)前地址讀內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器存放著上一次訪問時(shí)最后一個(gè)地址加1的值，只要芯片有電，該值就被保存。當(dāng)讀到最后頁的最后字節(jié)，該地址變?yōu)?；當(dāng)讀到某頁的頁尾時(shí)，該地址轉(zhuǎn)向該頁頁首。（2）、隨機(jī)讀：（具體的頁節(jié)寫法用圖表示時(shí)如圖2-23所示）圖2-23 隨機(jī)讀先寫一個(gè)目標(biāo)地址，一旦器件接收到該

37、地址，并發(fā)出一個(gè)AVK應(yīng)答信號(hào)，則主器件就產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)的起始條件，然后主器件發(fā)送一個(gè)器件地址（讀），從器件應(yīng)答ACK，然后隨時(shí)鐘讀出數(shù)據(jù)。（3）、順序讀：（具體的頁節(jié)寫法用圖表示時(shí)如圖2-24所示）圖2-24 順序讀順序讀可以通過隨機(jī)讀或者當(dāng)前讀來啟動(dòng)，主器件接收到一個(gè)數(shù)據(jù)后，應(yīng)答ACK；只要從器件接收到ACK信號(hào)，其字地址自動(dòng)加1，并隨時(shí)鐘將數(shù)據(jù)輸出。若到達(dá)存儲(chǔ)器的末尾，則地址變?yōu)?。如果主器件不發(fā)送ACK而是停止信號(hào)，則結(jié)束順序讀。第三章 軟件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)資源使用在本次設(shè)計(jì)中像電路鍵盤用到了P1口，其中P1.0到P1.4口作為鍵盤的輸入，直流電機(jī)電路的控制線用了P2.3口線，P1.4

38、、P1.5、P1.6分別為led信號(hào)控制腳。顯示電路用到了P0和P2口，P0口為液晶的數(shù)據(jù)口,霍爾傳感器用于單片機(jī)的外部中斷1P3.2口，采用外部中斷能很準(zhǔn)確的計(jì)算數(shù)據(jù)，誤差很少，如果采用查詢的方式則積極有可能丟失數(shù)據(jù)；串口接到P3.0和P3.1上，蜂鳴器接到P2.4上，存儲(chǔ)器接到P2.5和P2.6口。單片機(jī)內(nèi)部的資源使用情況，用外部中斷來采取出租車行駛的距離，用的定時(shí)器0來定時(shí)。3.2 單片機(jī)軟件模塊設(shè)計(jì)3.2.1 中斷子函數(shù)本軟件模塊就是系統(tǒng)的時(shí)鐘模塊和霍爾傳感器脈沖采集模塊，本系統(tǒng)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是跟時(shí)間有關(guān)系的，比如晚上和白天就不一樣。單片機(jī)通過外部中斷函數(shù)來計(jì)算路程，采用是外部中斷0，其中

39、斷優(yōu)先級最高，在單片機(jī)不管在處理什么任務(wù)的時(shí)候只要霍爾傳感器有脈沖送過來的時(shí)候，它就會(huì)去執(zhí)行外部中斷服務(wù)函數(shù)里面的任務(wù)。對于定時(shí)器中斷程序，只要定時(shí)器計(jì)數(shù)滿就會(huì)產(chǎn)生中斷50ms中斷一次，共計(jì)20次，秒鐘加1，秒鐘計(jì)滿再分鐘加，當(dāng)分鐘記滿時(shí)向時(shí)鐘進(jìn)位。以下是中斷子函數(shù)的流程圖如圖3.1所示： 對于外部中斷程序，只要外部來一個(gè)下降沿，程序就會(huì)進(jìn)入外部中斷子程序，執(zhí)行任務(wù)，在中斷子程序中設(shè)置了一個(gè)變量用來計(jì)算路程的。沒來一個(gè)下降沿，變量就會(huì)加一次，當(dāng)這個(gè)變量乘以車輪的長度就是路程。流程圖3-1和圖3-2所示：開始等待中斷是否中斷COUNT+Count=20？Second+Count = 0Secon

40、d=60？Minite+Second =0Minite=60？Hour+Minite =0Hour=24？Hour = 0圖3-1 定時(shí)器中斷子程序流程圖程序開始是否有外部中斷判斷是否換客人Add清零等待中斷Add+算出路程圖3-2 外部中斷服務(wù)子程序流程圖3.2.2 判鍵子函數(shù)對于獨(dú)立式鍵盤判鍵，首先看有鍵按下不，如果有鍵按下則延時(shí)一會(huì)兒，在判斷是否真的有鍵按下，如果確實(shí)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3-3所示： 程序開始程序結(jié)束是否有鍵按是否真的有按延時(shí)消抖動(dòng)判斷釋放執(zhí)行案件功能程序圖3-3 判鍵子程序流程圖3.2.3 顯示子程序 1602液晶是字符型液

41、晶，它的內(nèi)部自帶字符庫，它可以寫兩行的字符，同時(shí)每行可以寫40個(gè)字符，在寫顯示程序的時(shí)候，我們先寫命令，再設(shè)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3-4所示： 開始LCD初始化寫數(shù)據(jù)設(shè)置字符位置LCD判忙LCD寫命令寫完成了沒有LCD判斷P2.7 = 0？P2.7=0?寫完成了？結(jié)束等待等待3-4 顯示子程序流程圖顯示布局圖:1、有客人的時(shí)候：液晶上的顯示如圖3-5所示：顯示行駛之后的總金額顯示時(shí)間顯示總路程顯示當(dāng)前速度3-5 液晶顯示布局圖2、沒有客人的時(shí)候：液晶上的顯示如圖3-6所示：顯示時(shí)間當(dāng)前速度今天行駛總路程3-6 空閑液晶顯示布局圖

42、3.3 總程序流程框圖整體程序的流程框圖如圖3-6所示：程序開始系統(tǒng)初始化液晶初始化定時(shí)器初始化計(jì)費(fèi)不啟動(dòng)費(fèi)用清零繼續(xù)計(jì)費(fèi)聲音提示時(shí)間顯示程序結(jié)束存儲(chǔ)器初始化串口初始化開始計(jì)費(fèi)判斷是否乘客NOYes判斷是否費(fèi)用超過100元判斷是否還有客人NOYesNOYes圖3-6 整體程序的流程框圖第四章protues的簡介4.1 Protues介紹Proteus軟件10是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，它組合了高級原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被電子世界在其對PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品“The Route to PCB CAD”。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù),用戶可以對基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。 其功能模塊:個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具；PROSPICE