09信息工程——出租车计价器设计jax.docx

摘 要出租车计计价器的的硬件设设计以AAT899S511 单片片机为核核心控制制元件，利利用灵敏敏的霍尔尔开关型型器件AA44EE 霍尔尔传感器器测距，采采用ATT24CC02 实现在在系统掉掉电的时时候保存存单价和和系统时时间等信信息，输输出采用用6 位LEDD数码管管，通过过开关SS1分屏屏控制单单价、路路程、总总金额以以及时间间的显示示。系统的软软件设计计主要有有：主程程序模块块、定时时中断服服务程序序、里程程计数中中断服务务程序、中中途等待待中断服服务程序序、显示示子程序序服务程程序键盘盘服务程程序。本电路设设计的计计价器主主要功能能有：数数据的复复位、白白天/晚上转转换、数数据输出出、计时时计价、单单价输出出及调整整、路程程输出、语语音播报报数据信信息、实实现在系系统掉电电的时候候保存单单价和系系统时间间等信息息等功能能。本电电路设计计的计价价器不但但能实现现基本的的计价，而而且还能能根据白白天、黑黑夜、中中途等待待来调节节单价，同同时在不不计价的的时候还还能作为为时钟为为司机同同志提供供方便。关键词：单片机机，霍尔尔传感器器，ATT24CC02，分分屏显示示，AT899S511 单片片机目录录第一章概概述11.1出出租车计计价器概概述11.2 单片机机的概述述1第二章总总体设计计方案的的论证与与比较332.1 总体设设计方案案的论证证与比较较32.2里里程计算算设计方方案论证证与比较较42.3 设计总总框图55第三章硬硬件设计计63.1 硬件设设计概述述63.2 AT889S551介绍绍73.3里里程计算算设计883.4 显示原原理1113.5 AT224C002 掉掉电存储储单元的的设计1143.6 按键单单元的设设计155第四章系系统的软软件设计计194.1 模块介介绍1994.2 主程序序模块1194.3定定时中断断服务程程序2004.4 里程计计数中断断服务程程序2114.5 中途等等待中断断服务程程序2114.6显显示子程程序服务务程序2224.7键键盘服务务程序222第五章系系统调试试与测试试结果分分析2445.1 使用的的仪器仪仪表2445.2 系统调调试244结论277致谢288参考文献献29III第一章 概述1.1出出租车计计价器概概述汽车计价价器是乘乘客与司司机双方方的交易易准则，它它是出租租车行业业发展的的重要标标志，是是出租车车中最重重要的工工具。它它关系着着交易双双方的利利益。具具有良好好性能的的计价器器无论是是对广大大出租车车司机朋朋友还是是乘客来来说都是是很必要要的。因因此，汽汽车计价价器的研研究也是是十分有有一个应应用价值值的。我国在770年代代开始出出现出租租车，但但那时的的计费系系统大都都是国外外进口不不但不够够准确，价价格还十十分昂贵贵。随着着改革开开放日益益深入，出出租车行行业的发发展势头头已十分分突出，国国内各机机械厂家家纷纷推推出国产产计价器器。出租租车计价价器的功功能从刚刚开始的的只显示示路程（需需要司机机自己定定价，计计算后四四舍五入入），到到能够自自主计费费，以及及现在的的能够打打一发票票和语音音提示、按按时间自自主变动动单价等等功能。随随着城市市旅游业业的发展展，出租租车行业业已成为为城市的的窗口，象象征着一一个城市市的文明明程度。本次设计计的目的的在于现现在各大大中城市市出租车车行业都都已普及及自动计计价器，所所以计价价器技术术的发展展已成定定局。而而部分小小城市尚尚未普及及，但随随着城市市建设日日益加快快，象征征着城市市面貌的的出租车车行业也也将加速速发展，计计价器的的普及也也是毫无无疑问的的，所以以未来汽汽车计价价器的市市场还是是十分有有潜力的的。1.2 单片机机的概述述计算机系系统已明明显地朝朝巨型化化、单片片化、网网络化三三个方向向发展。巨巨型化发发展的目目的在于于不断提提高计算算机的运运算速度度和处理理能力，以以解决复复杂系统统计算和和高速数数据处理理，比如如系统仿仿真和模模拟、实实时运算算和处理理。单片片化是把把计算机机系统尽尽可能集集成在一一块半导导体芯片片上，其其目的在在于计算算机微型型化和提提高系统统的可靠靠性，这这种单片片计算简简称单片片机。单单片机的的内部硬硬件结构构和指令令系统主主要是针针对自动动控制应应用而设设计的所所以单片片机又称称微控制制器MCCU（MMicrro CConttrolllerr Unnit）。用它它可以很很容易地地将计算算机嵌入入到各种种仪器和和现场控控制设备备中，因因此单片片机又叫叫做嵌入入式微控控制器（EEmbeeddeed MMCU）。单单片机自自20世世纪700年代问问世以来来，以其其鲜明的的特点得得到迅猛猛发展，已已广泛应应用于家家用电器器、智能能玩具、智智能仪器器仪表、工工业控制制、航空空航天等等领域，经经过300多年的的发展，性性能不断断提高，品品种不断断丰富，已已经形成成自动控控制的一一支中坚坚力量。据据统计，我我国的单单片机年年容量已已达13亿片片，且每每年以大大约166的速速度增长长，但相相对于国国际市场场我国的的占有率率还不到到1。这这说明单单片机应应用在我我国有着着广阔的的前景。对对于从事事自动控控制的技技术人员员来讲，掌掌握单片片机原理理及其应应用已经经成为必必不可少少的学习习任务。单片机的的应用十十分广泛泛，在工工业控制制领域、家家电产品品、智能能化仪器器仪表、计计算机外外部设备备，特别别是机电电一体化化产品中中，都有有重要的的用途。其其主要的的用途可可以分为为以下方方面。l 显示：通通过单片片机控制制发光二二极管或或是液晶晶，显示示特定的的图形和和字符。l 机电控制制：用单单片机控控制机电电产品做做定时或或定向的的动作。l 检测：通通过单片片机和传传感器的的联合使使用，用用来检测测产品或或者工况况的意外外发生。l 通信：通通过RSS-2332串行行通信或或者是UUSB通通信，传传输数据据和信号号。l 科学计算算：用来来实现简简单的算算法。那么单片片机是不不是解决决上述应应用的唯唯一选择择呢？淡淡然不是是！目前前，在自自动控制制中，一一般有三三种选择择，分别别是嵌入入式微机机、DSSP和单单片机。单片机最最明显的的优点是是价格便便宜，从从几元人人民币到到几十元元人民币币。这是是因为这这类芯片片的生产产量很大大，技术术也很成成熟。其次，单单片机的的体积也也远小于于其他两两种方案案。单片片机本身身一般用用40引引脚封装装，当然然功能多多一些的的单片机机也有引引脚比较较多的，如如68引引脚，功功能少的的只有110多个个或200多个引引脚，有有的甚至至只有88只引脚脚。当然，单单片机无无论在速速度还是是容量方方面都小小于其他他两种方方案，但但是在实实际工作作中并不不是任何何需要计计算机的的场合都都要求计计算机有有很高的的性能。例例如，控控制电冰冰箱的控控制器就就不需要要使用嵌嵌入式系系统，用用一片551就可可以轻松松实现。所所以应用用的关键键是看能能否够用用，是否否有很好好的性能能价格比比。511系列的的单片机机已经面面世十多多年，依依然没有有被淘汰汰，还在在不断发发展中，这这就说明明是他有有广阔的的应用前前景。第二章 总体设设计方案案的论证证与比较较2.1 总体设设计方案案的论证证与比较较方案一：采用数数字电路路控制。其其原理方方框图如如图2.1所示示。采用用传感器器件，输输出脉冲冲信号，经经过放大大整形作作为移位位寄存器器的脉冲冲，实现现计价，但但是考虑虑到这种种电路过过于简单单，性能能不够稳稳定，而而且不能能调节单单价，也也不能根根据天气气调节计计费标准准，电路路不够实实用。其其原理方方框图如如图2.1所示示。图2-11数字电电路方案案方案二：采用单单片机控控制。利利用单片片机丰富富的IOO端口，及及其控制制的灵活活性，实实现基本本的里程程计价功功能和价价格调节节、时钟钟显示功功能。其其原理方方框图如如图2.2所示。图2-22总体设设计思路路框图采用模拟拟电路和和数字电电路设计计的计价价器整体体电路的的规模较较大，用用到的器器件多，造造成故障障率高，难难调试，对对于模式式的切换换需要用用到机械械开关，机机械开关关时间久久了会造造成接触触不良，功功能不易易实现。通过比较以上两种方案，单片机有较大的活动空间，利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，不但能实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能，而且能在很大的程度上扩展功能，还可以方便的对系统进行升级。为此我们采用了单片机进行设计，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的实现设计要求。2.2里里程计算算设计方方案论证证与比较较方案一：采用霍霍尔线性性器件，将将转速转转变为电电压信号号提供给给单片机机，从而而达到计计算里程程的目的的。方案二：采用霍霍尔开关关器件中中的霍尔尔传感器器A444E，按按汽车车车轮转速速的高低低，每转转发出相相应数目目的脉冲冲信号。通过比较较以上两两种设计计方案，方方案一虽虽然运行行可靠，但但体积大大，精度度低，且且由于测测量值是是模拟量量，必须须经过AA/D转转换后读读入计算算机，针针对于出出租车计计价器而而言较为为烦琐，不不适用。因因此我们们采用方方案二。2.3 设计总总框图本次设计计我们利利用单片片机ATT89SS51芯芯片作为为设计的的核心，利利用霍尔尔传感器器测距，实实现对出出租车计计价统计计，采用用AT244C022 实现现在系统统掉电的的时候保保存单价价和系统统时间等等信息，显显示采用用6 位LEDD数码管管，分屏屏显示单单价、路路程、总总金额以以及时间间。总体体设计框框图如图图2-3所示示。图2-33总体设设计框图图第三章 硬件设设计3.1 硬件设设计概述述AT899S511是一款款非常适适合单片片机初学学者学习习的机型型，它完全兼兼容传统统的80051，880311的指令令系统和和引脚，而而且是当当今较为为流行的的，综合合考虑，本本次设计计的核心心采用AAT899S511型单片片机。在里程测测速方面面，霍尔尔元件体体积小，重重量轻，寿寿命长，安安装方便便，功耗耗小，因因此我们们采用霍霍尔传感感器A444E；在显示示方面，因因为采用用LCDD 液晶晶段码显显示，在在距离屏屏幕1 米之外就就无法看看清数据据，所以以本次设设计采用用6位LLED发发光二级级管；在在其他方方面，我我们运用用到了AAT244C022 掉电电存储单单元以及及四个控控制按键键。其总总体设计计电路图图如3-1所示示图3-11设计总总体电路路图3.2 AT889S551介绍绍AT899S511是美国国ATMMEL公公司生产产的低功功耗，高高性能CCMOSS 8位位单片机机，片内内含4kk Byytess ISSP(IIn-ssysttem proograammaablee)的可可反复擦擦写10000次次的Fllashh只读程程序存储储器，器器件采用用ATMMEL公公司的高高密度、非非易失性性存储技技术制造造，兼容容标准MMCS-51指指令系统统及800C511引脚结结构，芯芯片内集集成了通通用8位位中央处处理器和和ISPP Fllashh存储单单元，功功能强大大的ATT89SS51可可为许多多嵌入式式控制应应用系统统提供高高性价比比的解决决方案。 3.22.1AT899S511的引脚脚功能说说明AT899S511有400个引脚脚，与MMCS51系系列单片片机引脚脚完全兼兼容。如图3-2所示示。其各自引引脚功能能如下：Vcc：电源电电压。GND：地。P0口：P0口口是一组组8位漏漏极开路路型双向向I/OO接口，也也即地址址/数据据总线复复用口。当当访问外外部数据据存储器器或程序序存储器器时，这这组口线线分时转转换地址址和数据据总线复复用，在在访问期期间激活活内部上上拉电阻阻。在FFLASSH编程程时，PP0口接接受指令令字节，而而在程序序校验时时 ，输输出指令令字节。P1口：P1口口是一个个带内部部上拉电电阻的88位双向向I/OO接口，PP1的输输出缓冲冲级可驱驱动4个个TTLL逻辑门门电路。FFLASSH编程程和程序序校验时时，P11接收低低8位地地址。P2口：P2口口是一个个带有内内部上拉拉电阻的的8位双双向I/O口，PP2的输输出缓冲冲级可驱驱动4个个TTLL逻辑门门电路。在在访问外外部程序序存储器器或166位地址址的外部部数据存存储器时时P2口口送高88位地址址数据。FFLASSH编程程或校验验时，PP2亦接接收高位位地址和和其他控控制信号号。P3口：P3口口是一组组带有内内部上拉拉电阻的的8位双双向I/O接口口。P33口输出出缓冲级级可驱动动4个TTTL逻逻辑门电电路。RST：复位输输入。ALE/：当访访问外部部数据时时，ALLE（地地址锁存存允许）输输出脉冲冲用于锁锁存地址址的低88位字节节。对FFLASSH存储储器编程程时，该该引脚还还用于输输入编程程脉冲（）。EA/VVPP:外部访访问允许许。：程序储储存允许许。输出出是外部部程序存存储器的的度选通通信号。XTALL1：振振荡器反反相放大大及内部部是钟发发生器的的输入端端。XTALL2：振振荡器反反相放大大器的输输出端。图3-22 ATT89SS51的的引脚结结构3.3里里程计算算设计本次设计计里程计计算采用用霍尔传传感器AA44EE，时下下已的到到了广泛泛的应用用。3.3.1 霍霍尔传感感器简介介霍尔传感感器是利利用霍尔尔效应实实现磁电电转换的的一种传传感器，它它具有灵灵敏度高高，线性性度好，稳稳定性高高、体积积小和耐耐高温等等特点，在在机车控控制系统统中占有有非常重重要的地地位。对对测速装装置的要要求是分分辨能力力强、高高精度和和尽可能能短的检检测时间间。霍尔器件件具有许许多优点点，它们们的结构构牢固，体体积小，重重量轻，寿寿命长，安安装方便便，功耗耗小，频频率高（可可达1MMHZ），耐耐震动，不不怕灰尘尘、油污污、水汽汽及盐雾雾等的污污染或腐腐蚀。 按照霍尔尔器件的的功能可可将它们们分为: 霍尔尔线性器器件 和和 霍尔尔开关器器件 。前前者输出出模拟量量，后者者输出数数字量。 霍尔线性性器件的的精度高高、线性性度好；霍尔开开关器件件无触点点、无磨磨损、输输出波形形清晰、无无抖动、无无回跳、位位置重复复精度高高（可达达m级级）。取取用了各各种补偿偿和保护护措施的的霍尔器器件的工工作温度度范围宽宽，可达达5551500。 按被检测测的对象象的性质质可将它它们的应应用分为为:直接接应用和和间接应应用。前前者是直直接检测测出受检检测对象象本身的的磁场或或磁特性性，后者者是检测测受检对对象上人人为设置置的磁场场，用这这个磁场场来作被被检测的的信息的的载体，通通过它，将将许多非非电、非非磁的物物理量例例如力、力力矩、应应力以及及工作状状态发生生变化的的时间等等，转变变成电量量来进行行检测和和控制。3.3.3 里里程计算算、计价价单元的的设计里程计算算是通过过安装在在车轮上上的霍尔尔传感器器A444E检测测到的信信号，送送到单片片机，经经处理计计算,送送给显示示单元的的。其原原理如图图3-3所示。图3-33 传感感器测距距示意图图由于A444E 属于开开关型的的霍尔器器件，其其工作电电压范围围比较宽宽（4.518VV），其其输出的的信号符符合TTTL 电电平标准准，可以以直接接接到单片片机的IIO 端端口上，而而且其最最高检测测频率可可达到11MHZZ。集成开开关型霍霍尔传感感器原理理如图33-4所示示。图3-44集成开开关型霍霍耳传感感器原理理图A44EE 集成成霍耳开开关由稳稳压器AA、霍耳耳电势发发生器(即硅霍霍耳片)B、差差分放大大器C、施密密特触发发器D 和OC 门输出出E 五个个基本部部分组成成。在输输入端输输入电压压CC V ，经经稳压器器稳压后后加在霍霍耳电势势发生器器的两端端，根据据霍耳效效应原理理，当霍霍耳片处处在磁场场中时，在在垂直于于磁场的的方向通通以电流流，则与与这二者者相垂直直的方向向上将会会产生霍霍耳电势势差H V 输输出，该该H VV 信号号经放大大器放大大后送至至施密特特触发器器整形，使使其成为为方波输输送到OOC 门门输出。当当施加的的磁场达达到工作作点.(即OP B )时，触触发器输输出高电电压(相对于于地电位位)使三极极管导通通，此时时OC 门输出出端输出出低电压压，通常常称这种种状态为为“开”。当施施加的磁磁场达到到释放点点(即rPBB )时时，触发发器输出出低电压压，三极极管截止止，使OOC 门门输出高高电压，这这种状态态为“关”。这样样两次电电压变换换，使霍霍耳开关关完成了了一次开开关动作作。其集集成霍耳耳开关外外形及接接线如图图3-5所示。图3-55集成霍霍耳开关关外形及及接线我们选择择了P33.2 口作为为信号的的输入端端，内部部采用外外部中断断0（这样样可以减减少程序序设计的的麻烦），车车轮每转转一圈（我我们设车车轮的周周长是11 米），霍霍尔开关关就检测测并输出出信号，引引起单片片机的中中断，对对脉冲计数，当当计数达达到10000 次时，也也就是11 公里里，单片片机就控控制将金金额自动动的加增增加，其其计算公公式：当当前单价价× 公里里数=金金额。3.4 显示原原理由于设计计要求有有单价（2 位）、路程（2 位）、总金额（3 位）显示输出，加上我们另外扩展了时钟显示（包含时分秒的显示），采用LCD 液晶段码显示，在距离屏幕1 米之外就无法看清数据，不能满足要求，而且在白天其对比度也不能够满足要求，因此我们采用6 位LED数码管显示方式。3.4.1 LLED显显示工作作原理LED（LLighht EEmittlinng DDiodde）是是发光二二极管的的缩写。LLED显显示器是是由发光光二极管管显示字字段的单单片机输输出设备备。单片片机应用用系常采采用7段段LEDD数码管管作为显显示器，这这种显示示器具有有耗电低低、配置置灵活、线线路简单单、安装装方便、耐耐振动、价价格低廉廉且寿命命长等优优点。因因此应用用广泛。LED数数码管显显示器可可以文卫卫共阴极极和共阳阳极两种种结构。（1） 共阴极结结构：如如果所有有的发光光二极管管的阴极极接在一一起，称称为共阴阴极结构构，如图图3-6所示。（2） 共阳极结结构：如如果所有有的发光光二极管管的阳极极接在一一起，称称为共阳阳极结构构，如图图3-7所示。图3-66 共阴阴极结构构 图3-7共阳极极结构在单片机机应用系系统中，显显示器显显示常用用两种方方法：静静态显示示和动态态扫描显显示。所所谓静态态显示，就就是每一一个显示示器都要要占用单单独的具具有锁存存功能的的I/OO接口用用于笔划划段字形形代码。这这样单片片机只要要把要显显示的字字形代码码发送到到接口电电路，就就不用管管它了，直直到要显显示新的的数据时时，再发发送新的的字形码码，因此此，使用用这种方方法单片片机中CCPU的的开销小小、编程程简单，便便于监视视和控制制但是占占用接口口线多，硬硬件电路路复杂，成成本高。而而所谓的的动态显显示就是是利用单单片机依依次输出出每一位位数码管管的段选选码和对对应于该该位数码码管的位位选控制制信号，一一位一位位轮流点点亮各段段数码管管。本设计采采用共阳阳极动态态显示方方式。3.4.2 数数码管的的分屏显显示数码管的的分屏显显示，如如图所示示：图3-88时钟显显示（图图中显示示为122 点000分446 秒秒）图3-99总金额额和单价价显示（图图中显示示为总金金额122.3 元,每公里里4.66 元）图3-110路程程和单价价显示（图图中显示示为总路路程122 公里里,当前单单价4.6 元元）图3-111单价价调整显显示（图图中显示示为右起起白天单单价4 .6 元/晚上7.8 /中途等等待1.2 元元）数据的分分屏的显显示是通通过按键键S1 来实现现切换的的，如图图3-12所示示。图3-112 SS1 切切换显示示屏在出租车车不走的的时候，按按下S11，可以以实现数数据的分分屏显示示，车在行行走的时时候只有有总金额额和单价价显示屏屏在显示示，当到到达目的的地的时时候，客客户要求求查看总总的里程程的时候候，就可可以按下下S1 切换到到里程和和单价显显示屏，供供客户查查询。3.4.3 774HCC1644显示驱驱动74HCC1644是 88 位边边沿触发发式移位位寄存器器，串行行输入数数据，然然后并行行输出。数数据通过过两个输输入端（DSA 或 DSB）之一串行输入，任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器（74HC164）,由于移位脉冲的作用，使数据向右移，达到显示的目的。移位寄存器74HC164还兼作数码管的驱动，插头1（header1）接电源，插头2（header2）接数据和脉冲输出端。电路中的三个整流管D1D3 的作用是降低数码管的工作电压，增加其使用寿命。显示器原原理图如如图3-13所示示：3-133显示器器原理图图3.5 AT244C022 掉电电存储单单元的设设计AT244C022芯片引引脚配置置如图33-14所示示。AT244C022芯片引引脚配置置说明如如表3.1所示示。A2AA0地址引脚脚SDA、SSCL I22C总线接口口WP写保护引引脚，WWP接VVSS时时，禁止止写入高高位地址址，WPP接VDDD时，允允许写入入任何地地址GND接地端VCC电源端表3.11AT224C002芯片片引脚说说明掉电存储储单元的的作用是是在电源源断开的的时候，存存储当前前设定的的单价信信息。AAT244C022 是ATMMEL 公司的的2KBB 字节节的电可可擦除存存储芯片片，采用用两线串串行的总总线和单单片机通通讯，电电压最低低可以到到2.55V，额额定电流流为1mmA，静静态电流流10UUa(55.5VV)，芯芯片内的的资料可可以在断断电的情情况下保保存400 年以以上，而而且采 图3-14 引引脚图 用8 脚的DIIP 封封装，使使用方便便。其电路如如图3-15所示。图3-115掉电电存储电电路原理理图图中R88、R100 是上上拉电阻阻，其作作用是减减少ATT24CC02 的静态态功耗，由由于ATT24CC02 的数据据线和地地址线是是复用的的，采用用串口的的方式传传送数据据，所以以只用两两根线SSCL（移移位脉冲冲）和SSDA（数数据/地址）与与单片机机传送数数据。每当设定定一次单单价，系系统就自自动调用用存储程程序，将将单价信信息保存存在芯片片内。当系统统重新上上电的时时候，自自动调用用读存储储器程序序，将存存储器内内的单价价等信息息，读到到缓存单单元中，供供主程序序使用。3.6 按键单单元的设设计在单片机机应用系系统中，常常用键盘盘作为输输入设备备，通过过它将数数据、内内存地址址、命令令及指令令等输入入到系统统中，来来实现简简单的人人机通信信。3.6.1按键键开关的的去除抖抖动功能能目前,AT889S551单片片机应用用系统上上的按键键常采用用机械触触点式按按键,它在断断开、闭闭合时输输入电压压波形如如图3.16所示示.可以看看出机械械触点在在闭合及及断开瞬瞬间均有有抖动过过程,时间长长短与开开关的机机械特性性有关,一般为为5110mss。由于于抖动，会会造成被被查询的的开关状状态无法法准确读读出。例例如，一一次按键键产生的的正确开开关状态态，由于于键的抖抖动，CCPU多多次采集集到底电电平信号号，会被被误认为为按键被被多次按按下，就就会多次次进行键键输入操操作，这这是不允允许的。为为了保证证CPUU对键的的一次闭闭合仅在在按键稳稳定时作作一次键键输入处处理，必必须消除除产生的的前沿（后后沿）抖抖动影响响。通常消除除抖动影影响的方方法有硬硬件、软软件两种种。当按按键较少少时，可可采用硬硬件方法法消除抖抖动。如如图3-16所所示图3-116按键键过程3.6.2独立立式键盘盘的接口口电路独立式键键盘的接接口电路路：在单单片机应应用系统统中，有有时只需需要几个个简单的的按键向向系统输输入信息息。这时时，可将将每个按按键直接接接在一一根I/O接口口线上，这这种连接接方式的的键盘称称为独立立式键盘盘。如图图3-17所示示。每个独独立按键键单独占占有一根根I/OO接口线线，每根根I/OO接口线线的工作作状态不不会影响响到其他他I/OO接口线线。这种种按键接接口电路路配置灵灵活，硬硬件结构构简单，但但每个按按键必须须占用一一根I/O线，I/O接口口线浪费费较大。故故只在按按键数量量不多时时采用这这种按键键电路。在此电路路中，按按键输入入都采用用低电平平有效。上上拉电阻阻保证了了按键断断开时，I/O接口线有确定的高电平。当I/O接口内部有上拉电阻时，外电路可以不配置上拉电阻。图3-117 独立式式键盘电电路3.6.3按键单单元的设设计电路共采采用了四四个按键键，S11、S2、S3、S4，其其功能分分别是：S1 分屏显显示切换换按键，S2功能设定按键，S3 ./白天晚上切换按键，S4 ./中途等待开关。其电路连连接如图图3-18所示示。图3-118按键键连接图图3.6.4按键的的功能（1）SS1按键键的功能能在出租车车不走的的时候，按按下S11，可以以实现数数据的分分屏显示示，车在行行走的时时候只有有总金额额和单价价显示屏屏在显示示，当到到达目的的地的时时候，客客户要求求查看总总的里程程的时候候，就可可以按下下S1 切换到到里程和和单价显显示屏，供供客户查查询。（2）SS2按键键的功能能在按下SS1按键键之后，若若接着按按下S22键则进进行单价价调整（默默认为调调整白天天单价），当当接着按按下S11时，则则进行晚晚上单价价调，再再次按下下S1可可进行中中途等待待单价调调整。当当单价调调整结束束后，可可以通过过过按下下S2按按键进行行时间调调整，默默认为调调整时，接接着按下下S1可可进行调调整分，分分调整后后再接下下S1可可进行秒秒调整。当当时调整整完成后后，若接接着按下下S2则则又可进进行单价价调整。（3）SS3按键键的功能能在显示金金额及单单价时，若若按下SS3键则则显示路路程和单单价，再再次按下下S3则则可返回回显示金金额及单单价。（4）SS4按键键的功能能在按下SS1按键键之后，若若接着按按下S44按键，则则进行设设定默认认晚上单单价，并并启动计计价器，若若没有按按下S44则可设设定默认认单价（白白天），并并启动计计价器。当当设定默默认晚上上单价结结束后，再再次接下下S4按按键则可可设定默默认中途途等待单单价，并并启动计计价器。当当设定默默认中途途等待单单价后，若若还按一一次S44，则返返回系统统时间的的显示。第四章 系统的的软件设设计4.1 模块介介绍本系统的的软件设设计主要要可分为为主程序序模块、定定时计数数中断程程序、里里程计数数中断服服务程序序、中途途等待中中断服务务程序、显显示子程程序服务务程序、键键盘服务务程序六六大模块块。下面面对各部部分模块块作介绍绍。4.2 主程序序模块在主程序序模块中中，需要要完成对对各接口口芯片的的初始化化、出租租车起价价和单价价的初始始化、中中断向量量的设计计以及开开中断、循循环等待待等工作作。另外外，在主主程序模模块中还还需要设设置启动动/清除除标志寄寄存器、里里程寄存存器和价价格寄存存器，并并对它们们进行初初始化。然然后，主主程序将将根据各各标志寄寄存器的的内容，分分别完成成启动、清清除、计计程和计计价等不不同的操操作。当按下SS1时，就就启动计计价，将将根据里里程寄存存器中的的内容计计算和判判断出行行驶里程程是否已已超过起起价公里里数。若若已超过过，则根根据里程程值、每每公里的的单价数数和起价价数来计计算出当当前的累累计价格格，并将将结果存存于价格格寄存器器中，然然后将时时间和当当前累计计价格送送显示电电路显示示出来。当当到达目目的地的的时候，由由于霍尔尔开关没没有送来来脉冲信信号，就就停止计计价，显显示当前前所应该该付的金金额和对对应的单单价，到到下次启启动计价价时，系系统自动动对显示示清零，并并重新进进行初始始化过程程。主程序流流程图如如图4-1所示示。图4-11主程序序流程图图4.3定定时中断断服务程程序在定时中中断服务务程序中中，每1100mms 产产生一次次中断，当当产生110 次次中断的的时候，也也就到了了一秒，送送数据到到相应的的显示缓缓冲单元元，并调调用显示示子程序序实时显显示。定时中断断服务程程序流程程图如图图4-2所示示。图4-22定时中中断服务务程序流流程图4.4 里程计计数中断断服务程程序每当霍尔尔传感器器输出一一个低电电平信号号就使单单片机中中断一次次，当里里程计数数器对里里程脉冲冲计满110000 次时时，就有有程序将将当前总总额送入里程程计数中中断服务务程序中中。在该该程序中中，需要要完成当当前行驶驶里程数数和总额额的累加加操作，并并将结果果存入里里程和总总额寄存存器中。4.5 中途等等待中断断服务程程序当在计数数状态下下霍尔开开关没有有输出信信号，片片内的TT1 定定时器便便被启动动，每当当计时到到达100分钟，就就对当前前金额加加上中途途等待的的单价，以以后每十十分钟都都自动加加上中途途等待的的单价。当当中途等等待结束束的时候候，也就就自动切切换到正正常的计计价。4.6显显示子程程序服务务程序由于是分分屏显示示数据，所所以就要要用到44 个显显示子程程序，分分别是：时分秒秒显示子子程序（HMS_DIS）、金额单价显示子程序（CP_DIS）、路程单价显示子程序(DP_DIS)、单价调节子程序(PA_DIS)。开始接收里程数,价格显示数据Dispflag是否为真转为为字型码输出显示接收等待时间车速显示数据短延时返回图4-33显示子子程序服服务程序序图4.7键键盘服务务程序键盘采用用查询的的方式，放放在主程程序中，当当没有按按键按下下的时候候，单片片机循环环主程序序，一旦旦右按键键按下，便便转向相相应的子子程序处处理，处处理结束束再返回回。图 4-4键盘盘子程序序图第五章 系统调调试与测测试结果果分析根据系统统设计方方案，本本系统的的调试共共分为三三大部分分：硬件件调试，软软件调试试和软硬硬件联调调。测试试包括里里程计价价测试、掉电存储测试。5.1 使用的的仪器仪仪表数字万用用表DT992033单片机仿仿真器WAVVE60000烧写器 GFF21000双踪稳压压稳流电电源DH117188E-55数字示波波器 TDSS10002在软件调调试过程程中，因因为ATT89SS51与与MCSS51系系列相兼兼容，所所以在调调试WAAVE660000调试过过程中，我我们采用用87551来进进行调试试。如图图5-1所示：图5-11 WAAVE660000设置图图5.2 系统调调试根据系统统设计方方案，本本系统的的调试共共分为三三大部分分：硬件件调试，软软件调试试和软硬硬件联调调。由于于在系统统设计中中采用模模块设计计法，所所以方便便对各电电路模块块功能进进行逐级级测试。5.2.1里程程计价测测试由于试验验条件有有限，我我们采用用电动机机附带霍霍尔元件件作为车车轮，电电机为33V 的的直流电电机，每每分的转转速可以以达到几几千转，我我们设定定电机每每转一圈圈为车轮轮转动11 米，当电电机转动动达到110000圈时，就就表示已已经到达达了一公公里，系系统自动动将当前前的单价价加到总总金额上上。表5.11 的测测试条件件是：设设定白天天的单价价是2.55 元，起起步价为为5 元（包包含3 公里），分分别行驶驶不同里里程测得得数据如如下表。公里41015374959总金额理论7.522.553590120145实际7.600222.44983590.112119.9788145行驶路程理论41015374959实际41014.88936.99849.00258.0023表5.11白天单单价测试试表5.22测试条条件是：晚上的的单价设设定为33.0 元，起起步价为为5 元（包包含3 公里），分分别行驶驶不同里里程测得得数据如如下表。公里41015374959总金额理论82641107143173实际82640.9989107143.01173.01行驶路程理论41015374959实际41014.88936.99849.00258.0023表5.22晚上单单价测试试表5.33测试条条件是：设定在在单价为为2.55 的情情况下已已经行驶驶了100 （222.55）公里里，进行行中途等等待，分分别等待待不同的的时间（10 分钟为一个单位），起步价为5 元（包含3 公里）。 时时间当前金额额204050607080总金额理论27.5532.553537.554042.55实际27.449931.449934.998937.550140.000142.4499表5.33中途等等待价格格测试里程测试试数据的的分析：通过表55.1、表5.2、表5.3 的数数据，我我们可以以看到系系统的计计价功能能很稳定定，误差差很小，几几乎为零零，不过过还应该该在实际际的应用用中测试试。5.2.2掉电电存储测测试表5-44显示的的数据表表明，系系统能在在掉电的的情况下下正确的的保存数数据，并并且能在在系统上上电后将将数据读读到相应应的存储储单元。白天单价价晚上单价价中途等待待单价掉电前数数据2.53.02.5重新上电电后数据据2.53.02.5表5-44掉电存存储测试试结论由于使用用的是AAT899S511单片机机作为核核心的控控制元件件，灵敏敏的霍尔尔开关型型器件AA44EE霍尔传传感器，是是本出租租车计价价器具有有功能强强、性能能可靠、电电路简单单、成本本低实用用性强等等特点，加加上经过过优化的的程序