出租车计价器系统的设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流出租车计价器系统的设计.精品文档.摘要: 在交通发展迅速的今天，出租车是我们交通中不可缺少的工具。同时出租车中的计价器是必不可少的一种设备。出租车计价器系统设计的主要内容是通过C51单片机上的数码显示器来模拟出租车计价器的路程显示表，通过单片机上的键盘上的某些键来表示开始、暂停、复位等功能。步骤如下：首先，程序开始做一些必要的初始化工作，等待键盘输入。然后，启动键按下（0）后LED数码管开始记录路程并显示。最后，当需要停止是可按相应的键（F）对路程计数器进行暂停。而且还可以复位（E）。关键词: C51单片机；8255；计价器； LED数码管1

2、设计内容及要求1.1设计内容及要求（1）出租车里程测量：采用信号源产生脉冲模拟出租车计价传感器产生脉冲，设每产生100个脉冲出租车行驶1公里信号源脉冲频率=1KHZ;（2）里程显示为：*.*公里；（3）采用8255芯片管理键盘显示。1.2框图根据设计内容及要求，设计框图如图1所示。显示器单片机变换电路信号源图1设计框图2系统组成及工作原理2.1控制单元设计按键名称，O键表示开始计算路程；F键表示暂停；E键表示复位。 当程序开始运行后，按下0键则表示开始计算路程，并由数码管显示出来；按下F键则路程记数器暂停，并显示当前路程，当按下E键则复位。2.2输出单元设计 通过六个8段LED数码管来显示路程

3、。前四个分别表示千位、百位、十位、个位，而后两个表示十分位和百分位。2.3定时器的功能和使用方法 首先选择方式1为16位的定时器，其初始化具体如下： s其中fosc为晶振频率，定时时间。3电路方案设计3.1电路设计方案使用单片机来完成设计要求。电路包括显示电路，设置电路，存储电路，复位电路，其工作原理图如图2所示，单片机功能强大，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，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻容易的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素，单片机单元框图如图3所示。显示电路 路程显示设置电路系统复位存储电路系统开始

4、系统暂停 单 片 机图2 工作原理框图 CPU数码管显示功能按键时钟电路8255并行编程图3 单片机单元框图3.2单元电路设计3.2.1复位电路设计在单片机的应用系统中，除单片机本身需复位以外，外部扩展的I/O接口电路等也需要复位，因此需要一个系统的同步复位信号：即单片机复位后，CPU开始工作时，外部的电路一定要复位好，以保证CPU有效的对外部电路进行初始化编程。51系列单片机的复位端RST是一个施密特触发输入，高电平有效。复位电路产生的复位信号经施密特电路整形后作为系统复位信号，加到51系列单片机和外部I/O接口电路的复位端.其电路图如图4所示，其中R1=47K,R2=100,C=10uF。

5、图4 复位电路3.2.2时钟电路设计89C51系列单片机内部有一个可控制的反相放大器，引脚XTAL1、XTAL2为反相放大器的输入端和输出端，在XTAL1、XTAL2上外接晶振（或陶瓷谐振器）和电容便组成振荡器。具体的时钟电路如图5所示。电容1、2的典型值为30pF+10pF（晶振）或40pF+10pF（陶瓷谐振器）。振荡器频率主要取决与晶振（或陶瓷谐振器）的频率，但必须小于器件所允许的最高频率。振荡器的工作受控制，复位后0（1）振荡器工作，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，以达到节电的目的。图3.2 时钟电路图5 时钟电路3.2.3单片机最小系统主控机系统采用了Atm

6、el 公司生产的89C51 单片机，它含有128 字节数据存储器，内置4K 的电可擦除FLASH ROM，可重复编程，大小满足主控机软件系统设计，所以不必再扩展程序存储器。复位电路和晶振电路是89C51 工作所需的最简外围电路。89C51 的复位端是一个史密特触发输入，高电平有效，而系统中的时钟接口和CAN 总线接口的复位信号都是低电平有效。在复位电路中，按一下复位开关就使在RS端出现一段时间的高电平，经过74LS14 的一次反相整形，提供给单片机复位端。再经过一次反相整形，通过I/ORST 端提供给外部接口电路。外接12M 晶振和两个20P 电容组成系统的内部时钟电路。3.3 8255A键盘

7、显示电路设计8255的数据线片选信号线、地址线、读写控制线等分别与系统总线相连，其A、B、C三个端口以排针形式引出，供8255实验使用，如图6所示。 图6 系统中的8255线路4程序设计4.1主程序模块在主程序模块中，需要完成对各接口芯片的初始化、中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。另外，在主程序模块中还需要设置启动/清除标志寄存器、里程寄存器，并对它们进行初始化。然后，主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程等不同的操作。4.2定时中断服务程序在定时中断服务程序中，每1ms产生一次中断，当产生1000次中断的时候，也就到了一秒，送数据到相应的显示缓冲单元，并调用显示子程

8、序实时显示。里程计数程序流程图如图7所示。开始显示千位进入中断接受键盘按“O”按“F”按“E”P1为0P10为0P100为0P1000为0P10000为0P100000为0循环显示复位显示十分位Run程序显示个位显示十位显示百分位显示百位等待NYNYNY YNNYYNNNYYNY图7里程计数程序流程图5总结 5.1结论通过用单片机来模拟出租车计价器， 并且使用了单片机上的键盘和数码显示管来模拟。硬件各方面相对吻合安全性高、耦合度高，能够对键盘上的0键进行启动、F键进行停止、E键进行复位的操作。程序首先进行初始化设置（包括数码管、字型表、定时中断设置）；然后对键盘进行扫描，判断是否有功能键被按下

9、；最后根据哪个功能键被按下，执行相应的程序以实现功能。5.2课程设计体会经过两周有关于通过模拟出租车计价器的课程设计，使同学们对单片机的应用有了更深的了解。在课程设计的过程中，还是碰到了许多的问题。比如，对于单片机的一些基本代码及程序还有一些不清楚的地方；对于代码的前后顺序及调用掌握的还不够好。通过请教老师和同学，最终把问题解决了。此外，去图书馆和网上查相关资料也是一种学习的途径。附录ORG 0000HSJMP START;定义程序起始位置ORG 000BHSJMP DS0；定时器T0入口地址START:CLR TR0；关闭T0中断MOV A,#81H；将立即数81H放入A中MOV DPTR,

10、#0FF23H；定义DPTR外部数据指针为0FF23H，指向8255的控制字口MOVX DPTR,A ；把81H放入8255控制字口，让8255以PA、PB口0状态输出工作，PC口0状态输入MOV TMOD,#01H；定义T0为16位计数器MOV TH0,#0FCH；定义中断延时MOV TL0,#24H；定义中断延时；1MS = 1000US ，假设晶振频率为12MHZ，延时常数=（2的16次方 - 1000）将其转换到16进制MOV IE,#82H；定义中断允许控制字，开CPU中断，开T0中断MOV 71H,#00H；MOV 72H,#00HMOV 73H,#00HMOV 74H,#00HM

11、OV 75H,#00HMOV 76H,#00HMOV 40H,#50；延时用MOV 00H,#00H；标志MOV 01H,#00HMOV 02H,#00HMOV 03H,#00HMOV 04H,#00HMOV R1,#00H;用来检测键盘开始键MOV R3,#00H;用来检测停止键MOV R4,#00H；用来监听复位键MOV 50H,#10；循环次数MOV 51H,#10；循环次数MOV 52H,#10MOV 53H,#10MOV 54H,#10MOV 55H,#10SETB TR0；允许T0计数CLR C；清空CYSJMP $；等待中断来临DS0:；中断处理子程序MOV TH0,#0FCH；

12、把中断延时还给T0MOV TL0,#24HLCALL KEY_STATE；调用键盘扫描子程序，获取当前的键盘状态，1MS扫描一次CJNE R1,#0,RUN；如果“0”被按下，就跳转到运行子程序，计算里程数CJNE R3,#0,STOP；如果“F”被按下，就跳转到停止子程序CJNE R4,#0,RESET；如果“E”被按下，就跳转到复位子程序RETI；如果3个键都没有被按下，不做处理，直接返回中断，等待下一次中断来临RESET:；复位的子程序MOV 71H,#00H；初始化查表单元数据MOV 72H,#00HMOV 73H,#00HMOV 74H,#00HMOV 75H,#00HMOV 76H

13、,#00HMOV 51H,#10；初始化循环次数MOV 52H,#10MOV 53H,#10MOV 54H,#10MOV 55H,#10LJMP XIANSHI；跳转到显示子程序RETI；返回中断STOP:；停止子程序LJMP XIANSHI；跳转到显示子程序KEY_STATE:；键盘行扫描处理子程序KEY_0:；检查0MOV R2,#0FDH；定义8255对第2个LED数码管进行键盘扫描MOV DPTR,#0FF20HMOV A,R2MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0FF22H；将DPTR指向8255的PC口MOVX A,DPTR；从PC口获取键盘状态JB ACC.1,KEY_F；

14、判断第1列是否为0，如果为0，证明0被按下SJMP KEY_DOWN0；按下了就跳转到0被按下的子程序RETI；返回中断KEY_F:；检查FMOV R2,#0F7HMOV DPTR,#0FF20HMOV A,R2MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0FF22HMOVX A,DPTRJB ACC.1,KEY_ESJMP KEY_DOWNFRETIKEY_E:；检查EMOV R2,#0DFHMOV DPTR,#0FF20HMOV A,R2MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0FF22HMOVX A,DPTRJB ACC.1,RETURN2SJMPKEY_DOWNERETURN2:；返回

15、中断RETIKEY_DOWN0:；0被按下MOV R1,#1；把标志R1设置为1MOV R3,#0；其他标志设置为0MOV R4,#0RETI；返回中断KEY_DOWNF:；F被按下MOV R3,#1；把R3设置为1MOV R1,#0；其他标志设置为0MOV R4,#0RETI；返回中断KEY_DOWNE:；E被按下MOV R4,#1；把R4设置为1MOV R3,#0；其他标志设置为0MOV R1,#0RETI；返回中断RUN:；运行子程序DJNZ 40H,XIANSHI；延时显示MOV 40H,#50INC 71H；百分位查表单元+1DJNZ 50H,XIANSHI；循环10次MOV 50H

16、,#10；如果百分位循环了10次，那么十分位上应该得到进位INC 72H；十分位查表单元+1MOV 71H,#00HDJNZ 51H,XIANSHIMOV 51H,#10INC 73HMOV 71H,#00HMOV 72H,#00HDJNZ 52H,XIANSHIMOV 52H,#10INC 74HMOV 71H,#00HMOV 72H,#00HMOV 73H,#00HDJNZ 53H,XIANSHIMOV 53H,#10INC 75HMOV 71H,#00HMOV 72H,#00HMOV 73H,#00HMOV 74H,#00HDJNZ 54H,XIANSHIMOV 54H,#10INC 7

17、6HMOV 71H,#00HMOV 72H,#00HMOV 73H,#00HMOV 74H,#00HMOV 75H,#00HDJNZ 55H,XIANSHIAJMPSTARTXIANSHI:;显示百分位JB 00H,P10；作为标志判断当前应该去显示哪个数码管JB 01H,P100JB 02H,P1000JB 03H,P10000JB 04H,P100000MOV DPTR,#0FF20H；定义显示最右边的数码管MOV A,#0FEHMOVX DPTR,AMOV A,71H；把百分位查表单元的数据送到A中MOV DPTR,#TAB1；查表MOVC A,A+DPTR；把字型码送到8255的PB口

18、MOV DPTR,#0FF21HMOVX DPTR,ACPL 00H；取反标志，能够让数码管循环点亮CPL 01HCPL 02HCPL 03HCPL 04HLJMP RETURN；返回中断P10: ;显示十分位MOV DPTR,#0FF20HMOV A,#0FDHMOVX DPTR,AMOV A,72HMOV DPTR,#TAB1MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0FF21HMOVX DPTR,ACPL 00HLJMP RETURNP100: ;显示个位MOV DPTR,#0FF20HMOV A,#0FBHMOVX DPTR,AMOV A,73HMOV DPTR,#TAB1MOVC

19、 A,A+DPTRMOV DPTR,#0FF21HMOVX DPTR,ACPL 01HLJMP RETURNP1000: ;显示十位MOV DPTR,#0FF20HMOV A,#0F7HMOVX DPTR,AMOV A,74HMOV DPTR,#TAB1MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0FF21HMOVX DPTR,ACPL 02HLJMP RETURNP10000: ;显示百位MOV DPTR,#0FF20HMOV A,#0EFHMOVX DPTR,AMOV A,75HMOV DPTR,#TAB1MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0FF21HMOVX DPTR,AC

20、PL 03HLJMP RETURNP100000: ;显示千位MOV DPTR,#0FF20HMOV A,#0DFHMOVX DPTR,AMOV A,76HMOV DPTR,#TAB1MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0FF21HMOVX DPTR,ACPL 04HLJMP RETURNRETURN:RETI；返回中断TAB1:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H； 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9END参考文献1 吴开志 等.单片机技术指导.南昌航空出版社，2007.82 张友德 赵志英 涂时亮 .单片微型机原理、应用与实验 .复旦大学出版社，2006.63 孙涵芳.MCS-51系列单片机原理及应用.北京航空航天大学出版社，1996.4