2022年基于单片机的出租车计价器的设计.docx
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1、精品学习资源基于单片机地出租车计价器地设计院系独 创 性 声 明本人正式声明:所呈交地毕业论文(设计)是本人在指导老师指导下取得地讨论成果 .除了文中特殊加以注释和致谢地地方外,论文(设计)中不包含其它人已经发表或撰写地讨论成果 .与本讨论成果相关地全部人所做出地任何奉献均已在论文(设计)中作了明确地说明并表示了谢意 .签名:年月日授 权 声 明本人完全明白许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文(设计)地规定,即:有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文(设计)地复印件和磁盘,答应毕业论文(设计)被查阅和借阅. 本人授权许昌学院可以将毕业论文(设计)地全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以
2、采纳影印、缩印或扫描等复制手段储存、汇编论文(设计).本人论文(设计)中有原创性数据需要保密地部分为:欢迎下载精品学习资源签名:年月日指导老师签名: 年月日摘要本设计就是以AT89C51 单片机为掌握核心,用LCD 显示器显示出租车地路程,价格,通过按键来实现开头,暂停,复位,转换等功能,仍可依据不怜悯形来调剂价格,不计价地时候仍可以作为时钟使用 .设计中一共采纳了四个频率开关,每个开关模拟不同地车速,6 个按键,每个按键掌握不同地功能, N 键和 P 键是调整时间地导航键,+ 键和 - 键是调剂时间和日期地,E/C 键是模式切换键, Pause键是暂停计费按键.关键词: AT89C51 单片
3、机; LCD ;数字时钟 DS1302ABSTRACTThe design is a control center based on AT89C51 microcontroller. LCD display show the journey and price of taxi, by the keyboard, achieved start suspended, reset, display conversion and so on. You also can adjust the price according to different circumstances, when it come
4、s to pricing can be used as a clock. Thereare four frequency switchs in the design, each switch simulation different speed, and six keys, each key control different function, N key and P key is the navigation keys to adjust the time, + keys and - key is to adjust the time and date, E/C key is mode s
5、witch button, Pause key is suspended billing buttons.Key words: AT89C51 microcontroller; LCD ; digital clock DS1302欢迎下载精品学习资源目录1 课题背景11.1 讨论背景11.2 讨论内容12 硬件平台12.1 单片机概述12.1.1 AT89C51 单片机地中心处理器12.1.2 AT89C51 单片机引脚介绍22.2 硬件电路地组成32.2.1 复位电路地设计42.2.2 时钟电路地设计42.3 单片机最小系统电路42.4 A44E 霍尔传感器52.4.1 A44E 霍尔传感器
6、简介52.4.2 里程运算、计价单元设计62.5 液晶显示简介62.6 时钟芯片 DS130272.6.1 DS1302 地简介72.6.2 DS1302 地电路72.6.3 DS1302 地掌握字节83 软件平台83.1 Proteus ISIS 仿真软件简介83.2 Proteus ISIS 地仿真步骤93.3 Keil uVision2调试软件104 软硬件设计114.1 电路地总体设计114.1.1 电路设计方案114.1.2 计价器总体设计图114.2 计价器系统软件地设计13欢迎下载精品学习资源4.2.1 主程序模块134.2.2 定时中断服务程序134.2.3 液晶驱动程序134
7、.2.4 计价治理程序134.3 主程序设计及程序流程图135 Proteus ISIS 仿真结果155.1 出租车停止行驶时155.2 出租车行驶时155.3 出租车暂停计费时165.4 显示时间和日期175.5 仿真结果分析176 总结18参考文献19附录20致谢33欢迎下载精品学习资源1 课题背景1.1 讨论背景随着我国经济地快速进展,人民地生活水平有了很大地改善,旅行已经成为一种时尚,旅行业地进展,让人们对交通和服务行业地要求越来越高,而出租车就成为了外出旅行地重要工具之一.当然, 出租车计价就成为了最重要地问题,也是广大消费者最关怀地问题.随着出租车行业地迅猛进展,出租车成为了日常生
8、活中重要地交通工具,只有安装了计价器地出租车才可以使用 .计价器是出租车公司和消费者之间公正交易地重要工具,所以计价器地性能肯定要稳定,精确 .近年来,依据国家有关法律、法规.出租车计价器已经被列为国家强制检定地计量器具之一.出租车作为重要地交通工具,其行业地进展也早已备受关注,出租车能否精确地计价,是乘客与司机始终关注地重点,而良好性能地计价器无论是对汽车司机仍是对广大消费者都是很重要地.我国最早地生产计价器地是重庆市起重机厂,那时地计价器都是采纳机械齿轮钩,只能完成简洁地计程功能,但它是早期计价器地一个里程碑.随着科学技术地飞速进展,其次代半机械化、半电子化地计价器产生,这时地计价器不但可
9、以计程,仍可计价 .当大规模集成电路进展时,第三代计价器很快问世,即全电子化地计价器,它利用了功能强大地单片机,可轻易地完成计程,计价,显示等基本工作.1.2 讨论内容计价器是主要负责出租车收费地职能外表,它关系到消费者地经济利益,所以它对稳固性,精确性,精确性地要求特别地高.本设计利用 AT89C51 作为核心掌握中心,使计价器具有计价、计程、停车时间计价,时钟显示等相关功能.2 硬件平台2.1 单片机概述单片机又称为单片微型运算机,是典型地嵌入式微掌握器(MicrocontrollerUnit ),常用英文缩写字母 MCU 来表示单片机,单片机最早被用在工业掌握领域.单片机主要由中心处理器
10、(CPU )、内部数据储备器(内部RAM )、内部程序储备器(内部ROM )、 I/O 口、串行口、定时器、终端程序等系统组成.AT89C51 是一种带 4K 字节闪耀可编程可擦除只读储备器(FPEROM Falsh Programmableand Erasable Read Only Memory ),高性能 CMOS8 位微处理器,单片机地可擦除只读储备器可以反复擦除100次.由于将多功能8位 CPU 和闪耀储备器组合在单个芯片中,ATMEL 地AT89C51 是一种高效微掌握器.AT89C51 单片机为很多嵌入式掌握系统供应了一种敏捷性高且价廉地方案.2.1.1 AT89C51 单片机地
11、中心处理器欢迎下载精品学习资源单片机地核心部分是CPU ,它相当于单片机地大脑和心脏.CPU地主要功能是产生各种掌握信号, 以掌握储备器、输入 /输出端口地数据传送、数据地算术运算和规律预算以及位操作处理等.AT89C51 地中心处理器主要由运算器和掌握规律组成,其中包括一些特殊功能寄存器(SFR) .算术规律单元 ALU 能对数据进行加、减、乘、除等算术运算;“与”、 “或”、“异或 ”等规律运算以及位操作运算.ALU 只进行运算,运算地操作数可以事先存放到累加器ACC 或寄存器 TMP 中,运算结果可以送回ACC 或通用寄存器或储备单元中,ACC 也可简写为 A. 寄存器 B 在乘法指令中
12、用来存放一个乘数,在除法指令中用来存放除数,运算后B 中为部分运算结果.2.1.2 AT89C51 单片机引脚介绍AT89C51 有40个引脚, 32个外部双向输入 /输出( I/O )端口,同时内含 2个外中断口, 3 个16位可编程定时计数器, 2个全双工串行通信口,2个读写口线, AT89C51 可以依据常规方法进行编程,也可在线编程 .它将通用地微处理器和Flash储备器结合在一起,可反复擦写地Flash储备器可有效地降低开 发成本 .AT89C51 单片机是高性能单片机,由于受引脚数目限制,所以有很多引脚具有其次功能,各引脚功能如图 2-1所示 .图 2-1 AT89C51 地引脚图
13、电源引脚 VCC 和VSS VSS :接地端 .VCC : +5V 电源端 .时钟信号引脚 XTAL1 和XTAL2XTAIL1 、 XTAL2 :当使用单片机内部振荡电路时,用外接石英晶振和微调电容,XTAL1 是内部欢迎下载精品学习资源振荡电路反相放大器地输入端,XTAL2 是片内振荡电路反相放大器地输出端,振荡电路地频率就是晶振地固有频率 .当使用外部时钟时, XTAL1 接地, XTAL2 接外部时钟信号源 .掌握信号引脚 RST/VPD 、ALE/ PROG、 PSEN 和EA/VPPRST/VPD : RET 是复位信号输入端 .当输入地复位信号保持两个机器周期( 24个时钟周期)
14、以上地高电平常有效 ,用来完成复位操作;其次功能 VPD 作为备用电源输入端,当电源 VCC 发生故障,电压降低到低电平规定值时,可通过 VPD 为单片机内部 RAM 供应电源,以爱护片内 RAM 中地信息不丢失,使系统在上电后能连续正常运行 .ALE/ PROG: ALE 为地址锁存答应输出信号.在拜访外部储备器时,ALE 用来锁存 P0口扩展低 8位地址地掌握信号 .在不拜访外部储备器时,ALE 也以时钟振荡频率地 1/6地固定频率输出,因而它又可以作对外输出时钟信号或其他需要,例如可以示波器查看ALE 是否有脉冲信号输出来确定89C51 芯片地好坏;其次功能 PROG 是对内部有 EPR
15、OM 地单片机地 EPROM 编程脉冲输入端,它和31号引脚地其次功能VPP 一起使用 .PSEN:外部 ROM 地读选通信号输出端 .在拜访外部 ROM 时, PSEN产生负脉冲作为读外部 ROM 地选通信号 .而在拜访外部 RAM 或片内 ROM 时,不会产生有效 PSEN信号 .EA /VPP : EA 是拜访外部 ROM 地掌握信号 .EA 为低电平常, CPU 只执行外部 ROM 中地程序 .EA 为高电平且 PC值小于 0FFF( 4K )时, CPU 执行内部 ROM 地程序,但当 PC地值超出 4K 时将自动转去执行片外 ROM 地程序 .对于无片内 ROM 地 8031或不使
16、用内部 ROM 地89C51, EA 必需接地;其次种功能 VPP是作为 8751地片内 EPROM 地+21V 编程电源输入端 .并行 I/O 端口 P0、P1、P2和P3P0口( P0.0P0.7): P0口是一个 8位双向 I/O 端口(无需外接上拉电阻).在拜访外储备器时,分时供应低 8位地址线和 8位双向数据线 .P0口先输出片外储备器地低8位地址并锁存在地址锁存器中,然后再输入或输出数据.P1 口( P1.0P1.7): P1口是一个内部带有上拉电阻地8位准双向 I/O 端口 .且P1口只能作为一般 I/O口使用 .P2 口( P2.0P2.7): P2口是一个内部带有上拉电阻地
17、8位准双向 I/O 端口 .在拜访外部 ROM 或外部RAM 时,输出高 8位地址,与 P0口供应地低 8位地址一起组成 16位地址总线 .P0口和 P2口用作数据 /地址线后,不能再作为通用 I/O 口使用 .P3 口( P3.0P3.7): P3口是一个内部带有上拉电阻地 8位准双向 I/O 端口,在系统中 8个引脚都有各自地其次功能 .2.2 硬件电路地组成欢迎下载精品学习资源2.2.1 复位电路地设计单片机复位是使 CPU 和系统中地其他功能部件都处在一个确定地初始状态,并从这个状态开头工作,例如复位后 PC0000H ,使单片机从第一个单元取指令.无论是在单片机刚开头接上电源时,仍是
18、断电后或者发生故障后都要复位.本设计所用地复位电路如图2-2所示 .图 2-2 复位电路2.2.2 时钟电路地设计AT89C51 系列单片机内部有一个可掌握地反相放大器,引脚XTAL1 、XTAL2 为反相放大器地输入端和输出端,在XTAL1 、XTAL2 上外接晶振和电容便组成振荡器.详细地时钟电路如图2-3所示 .振荡器频率主要取决与晶振地频率,但小于器件所答应地最高频率.振荡器地工作可由软件置1,使振荡器停止振荡,从而使整个单片机停止工作,以达到节电地目地.图 2-3 时钟电路2.3 单片机最小系统电路单片机最小系统是指用最少地元件组成地单片机可以工作地系统.对于 AT89C51 单片机
19、来说,最小 系统一般应当包括:单片机、晶振电路、复位电路等.它们是 AT89C51 工作所需地最简外围电路.单片机最小系统电路如图2-4所示 .欢迎下载精品学习资源图 2-4 单片机最小系统电路图2.4 A44E 霍尔传感器2.4.1 A44E 霍尔传感器简介A44E 霍尔传感器是一种磁传感器.可以检测磁场及其变化,可在各种磁场有关地场合中使用.以霍尔效应为其工作基础.它结构坚固,体积小,重量轻,寿命长,安装便利,功耗小,频率高,耐震惊不怕一些污染和腐蚀,而且精度高工作温度范畴宽.这种霍尔元件大量用于直流无刷电机和测磁外表.A44E 集成霍尔开关由稳压器,霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B,差分放
20、大器C,施密特触发器D和OC门输出 E五个基本部分组成.( a) 1 VCC2 GND( b) 3OUT图2-5 集成霍尔开关形状及引线在输入端 输入电压 VCC ,经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器地两端,依据霍尔效应原理,当霍尔片处在磁场中时,在垂直于磁场地方向通以电流,就与这二者相垂直地方向上将会产生霍尔电势差VH 输出,该 VH 信号经放大器放大后送至施密特触发器整形,使其成为方波输送到OC门输出 .当施加地磁场达到工作点(即Bop )时,触发器输出高电压(相对于地电位),使三极管导通,此时OC门输出端输出低电压,三极管截止,使OC门输出高电压,这种状态为关.这样两次电压变换,使霍尔开关
21、完 成了一次开关动作.欢迎下载精品学习资源集成开关型霍尔传感器原理如图2-6所示 .图 2-6 集成开关霍尔传感器原理2.4.2 里程运算、计价单元设计里程运算是通过安装在车轮上地霍尔传感器A44E 检测到地信号,送到单片机,经处理运算,送给显示单元地,其原理如图2-7 所示 .图 2-7传感器测距示意图由于 A44E 属于开关型地霍尔传感器件,其工作电压范畴比较宽(4.5V 18V ),其输出地信号符合 TTL 电平标准,可以直接接到单片机地I/O 端口上,而且其最高检测频率可达到1MHZ.我们挑选了 P3.2 口作为信号地输入端,内部采纳外部中断0(这样可以削减程序设计地麻烦), 车轮每转
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