出租车计价器的设计毕业论文.doc

出租车计价器的设计毕业论文 目录1 前言 1 1.1 选题意义 1 1.2 国内外研究现状 1 1.3 本文主要工作 2 1.4 本文结构安排 2 2 总体方案设计与论证 3 2.1 设计方案选择 3 2.2 方案设计与论证 4 2.3 系统结构框图 5 3 系统硬件设计 7 3.1 硬件电路说明 7 3.2 硬件电路模块介绍 7 3.2.1 AT89S51单片机简介 7 3.2.2 驱动电路 11 3.2.3显示电路 11 3.2.4复位电路 13 3.2.5掉电保护电路 14 3.2.6时钟电路 16 3.2.7按键电路 17 4 系统软件设计 19 4.1 系统程序设计 19 4.2 各模块程序设计 20 4.2.1 掉电模块——I2C总线接口设计 20 4.2.2 按键模块设计 23 4.2.3 显示模块设计 23 4.2.4 测试里程模块设计 24 4.2.5 计费模块设计 25 5 系统调试及指标测试 27 5.1 软件测试 27 5.1.1 程序调试工具—KEIL 27 5.1.2 单片机仿真软件在线调试—PROTUES 28 5.2 硬件测试 30 6 结论与展望 33 6.1 结论 33 6.2 不足与展望 33 致 谢 35 参考文献 37 附 录 39 1 前言 我国在70年代开始出现出租车，但那时的计费系统大都是国外进口不但不够准确，价格还十分昂贵。随着改革开放益深入，出租车行业的发展势头已十分突出，国内各机械厂家纷纷推出国产计价器。出租车计价器的功能从刚开始的只显示路程（需要司机自己定价，计算后四舍五入），到能够自主计费，以及现在的能够打发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。 出租车计价器就是单片微型计算机的一个典型的应用。现在市面上的出租车计价器品种繁多、功能强大。作为一个毕业设计的课题,本着从大处着眼,从小处入手的原则,对单片机的应用做了一些初步的尝试和探讨。 出租车计价器一般采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试，对于模式的切换需要用到机械开关，机械开关时间久了会造成接触不良，功能不易实现。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，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。 现在可采用的设计方案较多，比如可采用单片机、PLC、VHDL、DSP、FPGA、ARM等等。各种方案都有各自的优点，如果采用模拟电路和数字电路设计的计价器，整体的电路规模会比较大，用到的器件比较多，造成故障率高，很难调试，所以我们采用单片机方案。在这里主要介绍单片机方案：单片机硬件与软件结合，硬件设计简单，单片机的接口较为丰富，可以很容易扩展出许多外部设备，并且软件调试过程容易实现。编程语言采用C语言，使用起来较为简单，软硬件接口设置方便。在本设计中，采用AT89S51单片机为主控器，并采用AT24C02实现在系统掉电的时候保存单价等信息，输出采用8段数码管显示。 1.3 本文主要工作 本文设计了一台出租车计价器，完成了一下工作： 1）通过查阅相关资料，深入了解出租车计价器的工作原理； 2）复习“MCS-51单片机原理及C语言程序设计”，掌握其接口扩展包括：显示、键盘等； 3）按照设计基本要求组建基于单片机的出租车计价器的总体结构框图，构建硬件平台； 4） 采用C语言编写应用程序,要进行初始化，包括对系统初始化和对存储器初始化，要对硬件设备进行初始化，并使硬件处于就绪状态； 5）通过判断是否计费，调价，清零等状态，来分别调用不同的子程序。然后对系统进行软件仿真，硬件测试和结果分析，并且达到预期目标。 2 总体方案设计与论证 2.1 设计方案选择 1）方案1 采用中小规模数字电路构成计价器，由计数器构成主要的测量模块，由定时器组成主要的控制电路，通过在555振荡器上接入不同电阻选择白天、晚上、红灯或堵车，停车报价。电路框图如图2-1。 图2-1 方案一 2）方案2 用555振荡器模拟车轮转数，用89S52实现外围计数功能，控制单片机P1口的相关开关实现白天，晚上，红灯，停车报价之间的切换，P0口作并行输出。显示模块选用7个数码管实现动态显示。电路框图如图2-2。 图2-2方案二 3）方案3 出租车驱动轮转数与轴转数的传动比是一定的，磁感应传感器会产生一个大约20MS的低脉冲，可以通过计算磁感应传感器产生的低脉冲数来计算出租车跑的里程数及相应的车费。 编码器的单片机通过一个I/O口来检测磁感应传感信号，当确定为传感器产生信号时，就通过里一个I/O口向解码器的单片机发送一组编码，则解码器的单片机首先判断当前准备接收的数据时编码器发送的编码还是解码器写入器的发送的解码，当判断解码器写入的解码时，解码器