1、000.0元。4）确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。3、查阅至少5篇参考文献。按武汉理工大学课程设计工作规范要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。时间安排：1、 2013年5 月17日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。2、 年 月 日至 年 月 日，方案选择和电路设计。3、 年 月 日至 年 月 日，电路调试和设计说明书撰写。4、 2013年 7月 5日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日1.1 原理图的设计4 1.
2、1方案的选择、比较4 1.1.1 方案一4 1.1.2 方案二5 1.1.3 方案比较选择6 1.2 方案二的说明及电路61.2.1 AT89S52单片机及最小系统 6 1.2.2 振荡电路7 1.2.3 按键单元71.2.4 显示单元8 1.2.5 存储单元9 1.3 系统总程序10 1.3.1系统总程序10 1.3.2 行驶路程子程序11 1.3.3 等待时间子程序121.4主要电路图及工作原理142 仿真结果分析153 分析测试数据164收获、体会、建议175元器件清单18 5.1单片机主板BOM 清单18 5.2 显示部分器件196 主要参考文献资料20附录一22附录二23 摘要随着生
3、活水平的提高，人们已不再满足于衣食住的享受，出行的舒适已受到越来越多人的关注。于是，出租车行业以低价高质的服务给人们带来了出行的享受。但是总存在着买卖纠纷困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这一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。单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 本课设主要了解应用单片机的定时器/计数器，以及中断。这是一个比较小的系统，故采用汇编语言来编辑。汇编语言是一种编译型程
4、序设计语言，它具有编译速度快，占用系统空间小，具有一定的助记可读性等特点。关键字：出租车计价器 电子线路 单片机 Abstract With the improvement of living standards, people are no longer satisfied with food and clothing live to enjoy, comfortable travel has been more and more peoples attention. Hence, the taxi industry with high quality service at a low pr
5、ice brings people the enjoyment of travel. But there are trade disputes always bothering the development of the industry. And in taxi industry, the best way to solve this contradiction is the improvement of the meter. Use a more sophisticated meter to provide more convenient service for passengers.
6、SCM has small volume and powerful function, high reliability, low price and a series of advantages, not only has become widely used in the field of industrial measurement and control intelligent control instruments, and has penetrated into every corner of the people work and life, effectively promot
7、e the industrys technological transformation and upgrading of products, the wide prospect of application. This course set up mainly to understand application of single-chip timer/counter, and interrupts. This is a smaller system, using assembly language to edit. Assembly language is a compiled progr
8、am design language, it has a compilation speed, occupancy system space is small, has some characteristics such as mnemonic readability. Key words: the taxi meter circuit microcontroller1 原理图的设计 1.1方案的选择、比较 1.1.1 方案一 1、设计类容具体如下：汽车在行驶时，里程传感器将里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。里程传感器由磁铁和干簧管组成，磁铁置于变速器涡轮上，每
9、行驶100米，磁铁与干簧重合一次，即输出一个脉冲信号。则10个脉冲/公里（设为P3）。里程单价可由（B2=2. B1=1）BCD拔码开关设置，经比例乘法器后将里程计费变换成脉冲数P1=P3（1B1+0.11B2）.由于P3=10，则P1为21个脉冲，即脉冲当量为0.1元/脉冲。同理等车计费也可以转换成脉冲当量，这需要脉冲发生器产生10个脉冲/10 分钟（设为P4），如果等车单价为0.6元/10分钟（置B4=0，B3=60，经比例乘法器后将等车计费变换成脉冲数P2=P4（0B4 + 0.1B3）.同理起步价也可以转换成脉冲数（P0=单价/当量）或者将P0作为计数器的预置信号。最后行车费用转换成脉
10、冲总数P=P0 + P1 + P2,结果用译码显示器显示。 2、设计原理:自动计费器包括里程计费电路、等候时间计费电路、起步价三部分，用三位 数码管显示，最大金额 99.9 元。 里程计费电路工作原理：干簧继电器产生的脉冲信号经由 74LS00 组成的施 密特发生器整形得到 CP0,CP0 送入 74LS160 计数器，当计数记满 10 个脉冲时， 一方由于与非门产生清零脉冲，加到 Rd 端使计数器清零，另一方面将基本 R-S 触发器的 Q 置为 1，此时 ET=EP=1，使两片 74LS160 组成的 21 进制计数器（即出租车自动计费器课程设计里程单价计数器）开始对标准脉冲计数， （标准脉
11、冲 CP1 由时钟电路提供）计满 21 个脉冲后，Rd 端得到的清零脉冲而使计数器清零，R-S 触发器的 Q1 输出为 零，计数器停止计数，由于 Q1=1，则 P2=CP1 使 P2 端输出 21 个脉冲信号，代 表每公里行车的里程计费，即每个脉冲计费是 0.1 元，称为脉冲当量，P2 输出的 脉冲当量送到总费计数器进行计数累加。 等候时间计费电路工作原理： 等候时间计费电路由等候时间计费器和十分钟 单价计数器组成， 由三片 74LS160 构成 600 进制等候时间计数器， 对秒脉冲 CP2 （来至时钟电路）做计数，当计满一个循环时，也就是等候时间满十分钟，一方 面对 600 进制计数清零，
12、另一方面将基本 R-S 触发器 Q2 置 1，启动由 74LS160 构成的十分钟单价计数器工作，它是一个 6 进制计数器，计数期间同时将脉冲从 P1 输出，在计数器计满十分钟等候单价时 R-S 触发器复位为0，止计数。等候时间起始信号由手动开关给定。3、设计模块: （1） 计费模块: 根据出租车计费原理, 将出租车计费部分由 3 个计数器来完成分别为计数 器 A 完成车费十位。计数器 B 完成车费个位.计数器 C 完成车费角。 （2） 车费的显示模块 由动态扫描电路来完成. 用专用模块来实现, 完成数据的输入即动态数据的显示. 4、总体框图:图（1-1）系统框图 1.1.2 方案二 1、 出
13、租车计价器是利用单片机计算总价并送显示端显示的智能仪器。89S51作为一个单片微型计算系统，灵活性高，其强大的控制处理功能和可扩展功能为设计电路提供了很好的选择。此设计可分为五部分考虑，显示用驱动后的数码管，主控制用单片机芯片，掉电保护用E2PROM24C02，外加复位电路，霍尔感应电路即可完成功能的分配。在对显示的控制上，我采取的是按钮扫描控制，不同的按钮对应不同的显示模式，分别显示等候时间、里程以及总金额。 2、系统框图如下： 图（1-2）系统框图1.1.3 方案比较选择 两个方案相比较，很明显可以看出方案一的原理主要是用各种计数器、译码器芯片来完成任务要求，而方案二主要用单片机来实现。相
14、比之下，能明显看出方案二比较简单易实现，而且价格便宜，故本次课设采用方案二。1.2 方案二的说明及电路 1.2.1 AT 89S52单片机及最小系统1、AT89S52单片机：AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器， 256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，3个16位可编程定时计数器,全双工串行口,看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。2、单片机最小系统：复位电路和晶振电路是AT89S52工作所需的最简外围电路。单片机最小系统电路图如图所示。AT89S52 的复位端是一个史密特触发输入，高电平有效。RST端
15、若由低电平上升到高电平并持续2个周期，系统将实现一次复位操作。在复位电路中，按一下复位开关就使在RST端出现一段时间的高电平，外接11.0592M 晶振和两个30pF 电容组成系统的内部时钟电路。图（1-3）单片机最小系统 1.2.2振荡电路 单片机内部有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容（电容和一般取33pF）。这样就构成一个稳定的自激振荡器。振荡电路脉冲经过二分频后作为系统的时钟信号，再在二分频的基础上三分频产生ALE信号，此时得到的信号时机器周期信号。振荡电路如图所示：图（1-3）振荡电路1.
16、2.3 按键单元 本次课设采用三个按键来控制显示单元，S1为启动按钮，S2为等待按钮，S3为调整计费按钮。每个按键占用一个IO口线，每个按键电路相对独立，IO端口通过按键与地相连，IO口有上拉电阻，无按键按下时，引脚端为高电平，有按键按下时，引脚电平被拉低。电路图如下所示：图（1-4）按键单元电路 1.2.4 显示单元显示单元为数码管，四个数码管，其中每位数码管是由8个发光二极管演变而来，其中7个发光二极管构成7笔字形，另一个构成小数点，称为8段数码管。8段数码管是利用7个LED（发光二极管）外加一个小数点的LED组合而成的显示设备，可以显示09等10个数字和小数点，使用非常广泛，它的外观如图
17、所示：图（1-5）数码管这类数码管可以分为共阳极（8个发光二极管的阳极接在起）与共阴极（8个发光二极管阴极连在一起）两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）；共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点），如图所示 图（1-6） 共阳和共阴数码管结构通过控制这个公共端，可使该位亮或暗。如共阴极端接地或共阳极接高电平，则该位显示器有效，反之无效。本设计采用共阴数码管。 图（1-7）显示单元1.2.5 存储单元存储单元的作用是储存上一次的里程、金额和等待时间。
18、采用NE555芯片,作为速度检测，并且能够输出方波。开关的断开，显示器能够锁存行驶里程、暂停时间和所需金额。开关闭合，显示器继续显示里程、暂停时间和所需金额。图（1-8）存储单元1.3 系统总程序本系统的软件设计主要分为系统主程序、里程计算子程序和等待时间子程序三个模块，下面对每一块进行介绍。 1.3.1 系统主程序本设计中，软件设计采用模块化操作，利用各个模块之间的相互联系，在设计中采用主程序调用各个子程序的方法，使程序通俗易懂，我们设计了整体程序流程图。在main函数编写开始，要进行初始化，包括对系统初始化和对硬件设备进行初始化，并使硬件处于就绪状态。在主程序模块中，需要完成对各接口芯片的
19、初始化、出租车起价和单价的初始化、中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。系统流程图如下图。图（1-9）系统主程序流程图 1.3.2 行驶里程计费子程序 每当NE555芯片构成输出一个低电平信号就使单片机中断一次，在计数中断服务程序，里程和金额都相应变化，计算程序根据里程数分别进入不同的计算公式。程序流程图如图所示： 图（1-10）行驶里程计费子程序1.3.3 等待时间计时子程序 当结算时停止计时和计费并显示金额，当有查询键按下时显示等待时间，当有清零键按下时存储本次金额。如图：图（1-11）等待时间计时子程序1.4主要电路图图（1-12）电路总图在protues中导入源程序，运行电路，即可
20、得出结果。2 仿真结果分析 以上图就是在车启动后没有暂停时间的费用变化情况，与实际要求完全相符合。 图（2-1）仿真结果 以上图为在车行驶里程为7.3km时、停留时间为5.01min时的费用为14.3元。与实际结果完全相符和。 由以上仿真结果可以得出仿真正确。3 安装调试分析测试数据 按照电路图，焊接好实物，焊接的过程中出现了各种走线的情况，很容易短路和虚焊，焊接好后，用万用表测试排查故障，最终检查好好电路，完成调试。 用所焊接电路测的如下数据：实测次数时间（分）里程（公里）总价（元）理论总价（元）110512.2215716.432021.34251326.9301632.5表（3-1）测试
21、表 实物测得的结果与理论的完全相同，由此可以得出实物的正确性。本次设计方案可以完成设计要求。4收获、体会、建议总结在本次设计中，我们采用AT89S52芯片为核心器件，设计出了简单的出租车计价器，能够实现显示时间、等待时间、金额和里程，按键控制，空车指示。选题后，我们便开始复习单片机方面的知识，也查阅、搜索了很多相关资料，进行总体设计与具体设计，同时也学习仿真软件Proteus和编程软件Keil uVision3。由于以前都采用汇编语言实现编程，对用C语言来实现单片机的编程不太习惯，花费了一些时间来熟悉C语言的编程。在设计开始，要形成流程图，它可以使设计有一定的逻辑性与严密性，使得设计思路明确。
22、采用模块化的设计思想很重要，它方便编写、修改与调试，另外加上必要的注释，便于交流与理解。通过这次设计不仅学会了如何去查找相关资料，更重要的是通过查找资料和翻阅书籍学到了不少知识，扩大了知识面，提高了知识水平。经过单元设计和系统设计巩固了以前所学的专业知识，自己真正认识到理论联系实际的重要性，为以后的学习和工作提供了很多有价值的经验。通过这次设计不仅增强了自己的动脑能力和动手能力，也提高了我思考问题、分析问题、解决问题的能力，更重要的是学会用工程化的思想来解决问题。这在以前的学习过程中是不曾学到的。这次设计是我认真认识到完整、严谨、科学分析问题、解决问题的思想是多么的重要，只有拥有了科学的态度才
23、能设计出有用的产品。另外通过本次设计，是我认识到自己理论知识的应用能力有很大的欠缺，需要在以后的学习中进一步提高。这次课程设计设计完成后，体会颇多，在学与做的过程中，取长补短，不断学习新的知识，吸取经验，达到进步的目的。通过自身的努力以及相关图书资料的帮助，逐渐熟悉了Keil uVision3、PROTEUS和C语言等软件的使用以及硬件焊接与检测过程中的一些小技巧。本次设计我学习到不少单片机的知识，但由于自己的理论知识水平有限，实践知识和设计经验不足，在设计过程中难免存在一些问题。所焊实物尚有许多不足，个别功能还不能很好的实现，主要原因是考虑问题不周全，电路设计经验少，实际动手能力不足。恳请各
24、位老师批评指正，以使我在以后的学习和实践中加以改进和提高。5元器件清单 5.1单片机主板BOM 清单序号名称数量备注DC3.5 电源插座电源供电接口，输入7-9V3LED（绿）3LED（黄）3LED（红）78M0561N4007瓷片电容（104）98100uF/16V 电解电容10uF/16V 电解电容直插电阻（1K）11直插电阻（10 欧）12直插电阻（10K）MAX232（DIP16）146X6X5 按键3X2 排针瓷片电容（30pF）17蓝白可调电阻（10K）1820X2 排针199P 排阻（10K）3X1 排针21跳线帽2216P 排插2320P 排插24HX1838 红外接收头DS1
25、8B20 温度传感器26DIP40 锁紧座27STC89C52 单片机28晶振12MHz29晶振11.0592MHz晶振24MHz316X6 自锁开关32DIP16 IC 插座33红外遥控器34铜柱+螺帽35串口弯孔插座36USB-A 插座37Mini51KitPCB 5.2 显示部分器件38七段八位数码管3974LS4840开关6 主要参考文献资料 1.刘可文，刘泉。数字电子技术基础。科学出版社，2013 2.李玉梅. 基于MCS-51系列单片机原理的应用设计. 国防工业出版社，20063.楼然苗，胡佳文，李光飞等.单片机实验与课程设计. 浙江大学出版社，2010.104.戴佳, 陈斌, 苗龙. 51单片机应用系统开发典型实例. 中国电力出版社，2005 5.李群芳，肖看.单片机原理接口与应用.清华大学出版社，2005附录一：电路图附录二：程序*名称：出租车计价器 *功能：统计出租车行驶的里程数以及出租车停行时间，并进行计算输出价格。里程，时间， 价格可以用按键的形式进行切换。 */#includesbit drive=P17; /发动机运行信号sbi
