583742294智能仪表综合训练课程设计基于单片机的汽车计价器设计.doc
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1、内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书题 目:基于单片机的汽车计价器设计学生姓名: 学 号:专 业:测控技术与仪器班 级:指导教师: 汽车计价器设计与实现摘要本设计的是一个基于单片机AT89C52的出租车自动计费设计,可实现的主要功能有:数据的复位、白天/晚上转换、数据输出、计时计价、单价输出及调整、路程输出、实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息等功能。输出采用LCD显示。该设计附有复位电路,时钟电路,键盘电路,LCD1602显示电路等。(1)复位电路是单片机的初始化操作,除了正常的初始化外,为摆脱困境,通过复位电路可以重新开始。(2)时钟电路采用12MHz的晶振,作为系统的时钟源,
2、具有较高的准确性。(3)键盘电路采用了四个按键,S1、S2、S3、S4,其功能分别是:S1 分屏显示切换按键,S2功能设定按键,S3 ./白天晚上切换按键,S4 ./中途等待开关。(4)在上电时字符型液晶1602显示最初的起步价,里程收费,等待时间收费三种收费。在1602液晶上可以显示运行的时间,运行时暂停的时间,通过计算可以得出总共的费用和总的路程。在这里主要是以AT89S52单片机为核心控制器,P0口接1602液晶显示模块,P1口接按键的,通过按键输入。本系统假设速度恒定60Km/h(1Km/min),白天起步价为6元/2公里,夜间起步价为6.5/2公里 ,超过两公里加1.3元/公里,等待
3、超过2分钟,1.5/分钟。关键词:出租车计费器;霍尔传感器;STC89C52RC;DS1302;LCD1602Auto meter design and ImplementationAbstractThis design is based on a single chip AT89C52 taxis design, can achieve the main functions are: data reduction, day / night conversion, data output, timing, price adjustment, and valuation of output. O
4、utput, implemented in the system power off when preservation of monovalent and system time information and other functions. Output using LCD display.The design with the reset circuit, clock circuit, keyboard circuit, LCD1602 display circuit.( 1) reset circuit is a single chip initialization operatio
5、n, in addition to the normal initial acquisition, to cast off predicament, the reset circuit can start again.( 2) the clock circuit using a 12MHz crystal, as the system clock source, with higher accuracy.( 3) the keyboard circuit uses four keys, S1, S2, S3, S4, its functions are: S1 split screen dis
6、play toggle button, S2 function set key, S3. +. / day and night switching button, S4. -. / Midway for switch.( 4) in the upper electricity character liquid crystal display 1602 original starting price, mileage charges, waiting time charges three charges. In 1602 the LCD can display the running time,
7、 operation suspension can be obtained by the computation time, the total cost and the total distance. Here is mainly to the AT89S52 MCU as the core controller, P0 mouth is connected with the 1602 liquid crystal display module, P1 port access keys, through the key input.The system assumes that the co
8、nstant speed 60Km / h ( 1Km / min ), the starting price is 6 yuan / 2 km, night starting price is 6.5 yuan / 2 km, More than two kilometers and 1.3 yuan/1km, wait for more than 5 minutes at 1 km to calculate.Keywords: taxi meter;Holzer sensor ;STC89C52RC;DS1302;LCD1602目录摘要IAbstractII第一章 前言11.1问题的提出1
9、1.2国内外研究现状11.3设计思路2第二章 硬件组成32.1STC89C52RC单片机32.1.1引脚说明:32.2LCD1602液晶显示器52.2.1LCD1602引脚说明62.2.2LCD1602的基本指令62.3霍尔传感器82.4时钟芯片DS130292.4.1时钟芯片DS1302引脚说明102.5掉电存储单元AT24C0812第三章 硬件设计133.1硬件电路的概述133.2 STC89C52单片机主控模块电路133.2.1 STC89C52单片机的晶振电路133.2.2 STC89C52单片机的复位电路133.2.3 STC89C52单片机的最小系统电路143.3LCD1602液晶
10、显示电路143.4串口通信电路153.5外部电源供电153.6霍尔传感器A444E电路图16第四章 软件设计174.1主程序流程图174.2里程中断服务子程序174.3中途等待中断子程序184.4计算程序194.5 LCD显示程序204.6按键检测子程序20第五章 总结22参考文献23附录A本设计原理图24附录B本设计源程序25第一章 前言1.1问题的提出步入21世纪,出租车已经广泛地出现在我们周围。随着人们生活水平的不断提高,出租车的使用频率也越来越高,出租车行业也以高质量的服务给人们带来了出行的享受。但是由于行业的特殊性,出租车行业总存在着买纠纷,困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这一
11、矛盾的最好方法就是改良计价器,用更加精良的计价器来为乘客提供更加方便快捷的服务。 30年前,我国出现了出租车,但是由于当时的经济水平,出租车并没有普遍在我们生活中出现。随着改革开放的深入,出租车行业的发展势头已十分突出。如今出租车在我国的交通运输中承担着重要的角色,出租车计价器是出租车上必不可少的重要仪器,它是负责出租车营运收费的专用智能化仪表。随着城市旅游业的发展,出租车行业已成为城市的窗口,象征着一个城市的文明程度。1.2国内外研究现状随著超大规模集成电路技术的发展,单片机也随之有了很大发展,各种新颖的单片机层出不穷,并已广泛地应用到人类生活的各个领域,包括工业控制、数据采集、智能仪表、机
12、电一体化、家用电器等各方面,成为当今科学技术现代化不可缺少的重要工具。与此同时,现代交通工具迅猛发展,出租车在人们的日常生活中所扮演的角色越来越重要,但如何准确计费,以达到既使乘客满意又不让出租车司机亏本的目的,就迫在眉睫。对于计价器的设计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。而采用单片机进行的设计,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。针对计费模式的切换,通过软件编程就可以轻易
13、而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。并且利用单片机技术来实现一台多功能出租车计价器,具有性能可靠、电路简单、成本低等特点。计价器显示的营运金额是营运里程与价格的函数。出租车计价器通过传感器与行驶车辆连接。出租汽车的实际里程通过传感器的脉冲信号在计价器里折算成一定的计价营运里程。目前市场上出租车计价器功能主要有具有数据的复位功能、白天/晚上转换功能、数据输出功能、计时计价功能等等,但能够进行语音播报数据信息的出租车计价器还是比较少见的,针对这一点我们来设计一款多功能出租车计价器,在原有功能的基础上增加单价输出、单价调整、路程输出、显示当前的系统时间等功能。1.3设计思路图1.1设计总体电
14、路图采用单片机控制利用单片机丰富的IO端口,及其控制的灵活性,实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。其原理如图1.1所示。本电路以STC89C52RC单片机为中心、附加A44E 霍尔传感器测距,实现对出租车计价统计,采用AT24C08 实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息,输出采用LCD1602显示。本电路设计的计价器不但能实现基本的计价,而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价,同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。第二章 硬件组成2.1STC89C52RC单片机STC系列单片机是由STMicroelectronics 公司生产,并有宏晶公司做大陆代理的。ST
15、Microelectronics即意法半导体公司是1987年6月在意大利的SGS微电子公司和法国的汤姆逊微电子公司合并后产生的。1998年5月,公司由原来的SGS汤姆逊(SGSTHOMSON)微电子公司改名为意法半导体公司(STMicroelectronics),简称ST公司3。STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器(FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory )的低电压,高性能COMOS8的微处理器,俗称单片机。单片机总控制电路如下图2.1:图2.1单片机总控制电路2.1.1引脚说明:STC89C52RC可
16、以代替AT89C51,功能更强,速度更快,寿命更长,价格更低。STC89C52RC的内核和AT51系列单片机一样,故引脚相同,外形及引脚排列也相同。管脚说明:VCC供电电压;GND接地。P0口8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部
17、下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。 P2口带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口带内部上
18、拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。在编程/校验时,P3口可接收某些控制信号。具体的P3口功能,如表2.1所示。表2.1 P3口的特殊功能引脚 替代功能 说明P3.0 RXD 串行数据接收P3.1 TXD 串行数据发送P3.2 INT0 外部中断0申请P3.3 INT1 外部中断1申请 P3.4 T0 定时器0外部事件计数输入 P3.5 T1 定时器1外部事件计数输入 P3.6 WR 外部RAM写选通 P3.7 RD 外部RAM读选通RST复位输
19、入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。PSEN外部程序存储器的选通信号。在由外
20、部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。EA/VPP当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000HFFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2来自反向振荡器的输出。2.2LCD1602液晶显示器液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越
21、来越广泛的应用。本系统使用是是LCD1602液晶显示器,它可以显示两行,每行16个字符,采用单+5V电源电,外围电路配置简单,价格便宜,具有很高的性价比。2.2.1LCD1602引脚说明 第1脚:VSS为电源地 第2脚:VDD接5V电源正极 第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高。 第4脚:RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。 第5脚:RW为读写信号线,高电平1时进行读操作,低电平0时进行写操作。 第6脚:E(或EN)端为使能(enable)端。 第714脚:D0D7为8位双向数据端。 第1516脚:空脚或背灯电源。1
22、5脚背光正极,16脚背光负极。2.2.2LCD1602的基本指令LCD1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,具体的命令见表2.2所示。表2.2 LCD1602控制指令 指 令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012光标复位000000001*3光标和显示模式设置00000001I/DS4显示开关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址(AGG)8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址(ADD)9读忙标志或地址01BF计数器地址(AC)10写入CGRAM
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