基于单片机的出租车计价器的设计

本科毕业论文题 目 基于单片机的出租车计价器的设计学 院 信息科学技术学院 专 业 电子信息工程 毕业届别 2015 届 姓 名 董胜斌 指导教师 王 钧 职 称 讲 师 董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计1目 录摘要 .3关键字 .3Abstract .4Keyword .41. 绪论 .51.1 研究背景： .51.2 研究意义 .51.3 研究内容 .61.3.1 系统的主要功能 .61.3.2 方案论证与比较 .62. 系统总体设计 .82.1 硬件设计 .82.2 软件设计 .83. 硬件设计 .93.1 STC89C52 单片机介绍 .93.2 单片机各引脚功能说明 .93.3 振荡电路设计 .113.4 复位电路设计 .123.5 键盘接口电路设计 .123.6 显示电路设计 .133.6.1 1602LCD 的基本参数及引脚功能 .133.6.2 显示模块采用 1602 液晶显示接口电路 .154. 软件设计 .164.1 单片机资源使用 .164.2 单片机软件模块设计 .164.2.1 中断子函数 .164.2.2 判键子函数 .164.2.3 显示子程序 .17董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计24.3 总程序流程框图 .184.4. 使用软件 proteus 的介绍 .195. 系统测试 .215.1 计价器模式测试 .215.2 计价器计价参数测试 .225.3 计价器稳定性测试 .226. 总结 .23参考文献 .24致谢 .25附录 1 元件清单 .26附录 2 原理图 .27附录 3 单片机程序 .28董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计3基于单片机的出租车计价器的设计董胜斌（甘肃农业大学信息科学技术学院电子信息工程董胜斌 甘肃-兰州 730070）摘要：随着经济的发展，以及城市的发展，带动了出租车行业的快速发展，使出租车成为我们日常生活中不可缺少的交通工具，了解和研究出租车上应用的计费原理及计费系统，对我们日常生活也有帮助。而使用单片机实现出租车计价系统，是学习和深化单片机应用的较好途径。本系统将会提高我们用 C 语言编写程序的能力、对 C 语言的实际应用有更深的了解，单片机应用系统设计综合能力的训练、培养我们分析问题和解决问题的能力。对我们以后的工作招聘以及参加工作均有一定的帮助。本设计的是一个基于单片机 STC89C52的出租车自动计费设计,附有复位电路,时钟电路,键盘电路等。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。时钟电路采用12MHz 的晶振,作为系统的时钟源,具有较高的准确性。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，通过按键可以调整起步价，里程收费，等待时间收费。通过按键模拟出租车的运行，暂停，停止。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 STC89C52单片机为核心控制器，P1口接1602液晶显示模块。关键字：STC89C52；1602液晶；出租车计费器。The taxi meter design based on single chip microcomputerShengbin Dong（ Major in ectronic Information Engineering in the College of Science and technology of Gansu Agriculture 董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计4University，Gansu Lanzhou，730070 ）Abstract:Now With economic development, promotes rapid development of the automotive industry, the taxi increasingly common understanding in a taxi on the application of the accounting system, on our daily lives also helped. MCU and the use of the system, deepen the SCM application is a good way.Comparison of a true simulation of empty taxis, passenger departure and arrival of the situation and the rate calculation, the statistics show, and voice broadcast capabilities. The system improve the students use the C programming language capability, microcontroller integrated application system design capacity of training, training students to analyze issues and problem-solving abilities, the students of recruitment and participation in the work are helpingThe design is based on a monolithic integrated circuit STC89C52 taxi billing design, with reset circuit, clocking circuit, keyboard circuit. Reset circuit is initialized, besides the normal operation of the initial dilemma, as a foreigner, through the reset circuit can start again. 12MHz adopts the clock circuit, as a system of crystal oscillator, higher clock source.The characters in the crystal that the initial 1602, charges, fees mileage waiting time, three buttons can be adjusted by charging fees, just waiting time, mileage. Through the simulation of the taxi, buttons, stop. Suspension In the liquid crystal display can run 1602, operation time, when suspension can be obtained by the computation of the total cost.here is mainly for the core controller, STC89C52 SCM P0 mouth after 1602 LCD module, P1 mouth after the keys, through the keystroke.Keyword： STC89C52；1602 LCD；Taxi devices董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计51. 绪论1.1 研究背景：出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，近年来在国内各大城市都发展很快，现在出租车杀过使用的计价器只具备单一的计量功能。现在我国生产计价器的企业有很多家，主要是集中在北京，上海，广州等发达地方。我国的第一家生产计价器企业是重庆市起重机厂，最早的计价器全部采用机械齿轮结构，只能完成简单的计程功能，可以说早期的计价器就是一个简单的里程表。只会显示出租车行驶了多长的距离，而无法准确或者人性化的显示更多的其他信息。随着电子信息技术的发展，产生了第二代计价器。它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式，实现了半机械半电子化。使它在计程的同时还可以完成计价的工作。后来，大规模集成电路的发展又催生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。当单片机出现并应用于出租车计价器后，现代出租车计价器的模型也就初步形成了，它可以实现计程，计价，显示，语音播报等基本功能。随着我国国民经济的高速发展，人民生活水平的日益提高，城市的交通日趋完善，出租汽车已成为城市公共交通的不可分割的重要组成部分，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，能根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价，并直接显示车费值的重要器具。1.2 研究意义采用单片机芯片做的出租车计价器，相对来说功能较强大，用较少的硬件和灵活的软件编程相互配合就能容易的实现设计要求，且灵活性强，可以使用软件编程来实现更多的附加功能，本设计采用 STC89C52 单片机，附加按键，实现对出租车的多功能的计价设计，输出采用 1602 LCD 液晶显示屏，此设计不仅能实现基本的计价功能，而且还可以根据里程手动修改单价，通过软件实现白天和晚上计价之分，车辆行驶里程通过按键来模拟实现。要将出租车计价系统产品化，应该根据不同的需求进行相应的设计，为了使其对我们生活带来更多的方便，因此研究基于单片机的出租车计价器是有很现实的意义。董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计61.3 研究内容 1.3.1 系统的主要功能本出租车自动计费，上电后显示最初的起步价，里程计费单价，等待时间，通过按键可以调节起步价，里程计费单价，等待时间计费单价。同时具有运行，暂停，停止等状态，可以显示运行里程，同时可以显示等待的时间，具有累加功能，暂停和运行时间在暂停和运行前一次的状态上计时。出租车停止后能够显示行驶的总费用。1.3.2 方案论证与比较方案一：采用数字电子技术，利用 555 定时芯片构成多谐振荡器，或采用外围的晶振电路作为时钟脉冲信号，采用计数芯片对脉冲尽心脉冲的计数和分频，最后通过译码电路对数据进行译码，将译码所得的数据送给数码管显示，以下是该方案的流程框图，方案一如图 1-1 所示：图 1-1 方案一方案二：采用 EDA 技术，根据层次化设计理论，该设计问题自顶向下可分为分频模块，控制模块 计量模块、译码和动态扫描显示模块，其系统框图如图 1-2 所示：时钟脉冲等待信号公里脉冲计费脉冲计时计费译码数码管显示董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计7图 1-2 方案二方案三：采用 MCU 技术，通过单片机作为主控器，利用 1602 字符液晶作为显示电路，采用外部晶振作为时钟脉冲，通过按键可以方便调节，以下是方案三的系统流程图。方案图如图 1-3 所示：图 1-3 方案三方案总结：通过各个方案的比较，本次采用方案三，不但控制简单，而且成本低廉，设计电路简单。方案三解读：出租车计价器在有乘客上车，司机启动计价器，出租车司机开始可以手动调节运营模式，系统通过按键识别当前运营模式，分辨白天晚上，调节起步价及单价，计价器开始计价，显示时间、里程、金额等信息。另外，在遇到交通堵塞或等候红等低速行驶时，实行等候计时收费。当达到目的地，显示计程计费和计时计费的总价。时钟信号等待信号公里脉冲计费/复位分频器控制器计费计时计程译码 显示STC89C521602液晶LED灯电源电路按键电路复位电路董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计82. 系统总体设计2.1 硬件设计硬件由以下五个部件组成硬件设计主要包括单片机 STC89C52、存储单元的设计、振荡电路、复位电路、显示电路、按键电路以及供电电路等。在硬件设计过程中，首先要弄清楚各部件的功能，各个引脚的作用，以及如何将各硬件连接组合到一起。充分利用各部件的功能，实现多功能的出租车计价器设计。2.2 软件设计在主程序模块中，需要完成对各接口芯片的初始化、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。另外，在主程序模块中还需要设置启动/清除标志寄存器、路程寄存器和价格寄存器，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、计时和计价等不同的操作启动计价，将根据里程寄存器中的内容计算和判断出行驶路程是否已超过起价公里数。若已超过，则根据里程值、每公里的单价数和起价数来计算出当前的累计价格，并将结果存于价格寄存器中，然后将时间和当前累计价格送显示电路显示出来。当到达目的地的时候，由于霍尔开关没有送来脉冲信号，停止计价，显示当前所应该付的金额和对应的单价，到下次启动计价时，系统自动对显示清零，并重新进行初始化过程。董胜斌：基于单片机的出租车计价器的设计93. 硬件设计3.1 STC89C52 单片机介绍STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。STC89C52 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8