单片机课程设计-出租车计价器设计.doc

辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目： 出租车计价器设计出租车计价器设计 院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： （签字） 起止时间：起止时间： 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文） 本科生课程设计（论文） iv 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室： 学 号学生姓名专业班级 课程设计 （论文）题 目 出租车计价器设计 课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能实现功能 设计一款出租车计价器，该计价器根据不同情况具有不同的收费标准，具有单程和 往复转换开关，能够在掉电的情况下存储单价等数据，具有等待计费功能。硬件设计包 括 cpu 选型、最小系统电路、里程计量电路、按键显示、时钟电路等。软件采用汇编 语言或 c 语言实现。 设计任务及要求设计任务及要求 1、确定设计方案，画出方案框图。 2、进行硬件电路的设计，包括元器件选择。 3、绘制原理图。 4、绘出程序流程图，并编写里程采集程序、计费程序及显示程序。 5、要求认真独立完成所规定的全部内容；所设计的内容要求正确、合理。 6、按学校规定的格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。 技术参数技术参数 1、白天：1.2 元/公里，晚上 2 元/公里； 2、里程计量精度：2%。 进度计划 1、布置任务，查阅资料，确定系统设计方案（2 天） 2、系统硬件设计及模块选择（3 天） 3、系统软件设计及编写功能程序及调试（3 天） 4、撰写、打印设计说明书（1 天） 5、验收及答辩。 （1 天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 本科生课程设计（论文） v 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 本科生课程设计（论文） vi 摘 要 现在各个城市出租车行业都已普及，因此出租车计价器的技术已经成熟，但 是出租车计价器的市场还具有广阔的前景。随着城市建设的日益完善，关乎城市 面貌的出租车行业也将迅速发展，出租车计价器的的大批量需求也是毫无疑问的， 所以未来出租车计价器的市场还是有相当大的潜力的。 本设计是以 at89s52 单片机为核心，以 a44e 霍尔传感器为信号采集传感器， 采用 at24c02 作为存储芯片，加上各种外围电路构成的出租车计价器。本设计 采用霍尔传感器对轮胎转数进行计数，并将采集到的脉冲信号传输给单片机，单 片机通过内部定时器对一定时间内的转动圈数进行一次统计，经计算实现对出租 车速度、里程、应付金额等状态信息的测量。本设计采用了寄存器芯片 at24c02，实现系统对单价、里程、等待时间等信息的存储，采用时钟芯片 ds1302 在正常及掉电的时候来显示时间和在系统需要时进行计时。本设计设置 5 个按键为输入控制方式，分别控制查询、功能、单双成切换、暂停（结账）以 及清零，输出显示采用了 8 段数码管实现对时间、金额、里程的显示，设置了四 个 led 灯，分别为空车指示灯、等待查询指示灯、单双程指示灯。 汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志， 是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器无 论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研 究也是有一定的应用价值的 关键词：单片机；霍尔传感器；出租车计价器；时钟 本科生课程设计（论文） vii 目 录 第 1 章 绪论 1 第 2 章 课程设计的方案 2 2.1 概述 .2 2.2 系统组成总体结构 .2 2.2.1 设计要求 .2 2.2.2 设计的主要功能 .3 2.2.3 方案的选取 .3 第 3 章 硬件设计 5 3.1 at89s52 单片机及最小系统设计 5 3.2 测距单元 .7 3.3 按键单元 .9 3.4 时钟单元 .9 3.5 显示单元 10 3.6 储存单元 11 3.7 总体电路图 12 第 4 章 软件设计 .13 4.1 系统主程序 13 4.2 数据处理子程序 14 4.3 等待时间计时子程序 15 4.4 键盘扫描子程序 16 第 5 章 课程设计总结 .17 参考文献 18 附录 19 附录 20 本科生课程设计（论文） 27 第 1 章 绪论 随着经济的不断发展，人们的收入得到很大提高。人们便越来越追求生活的 舒适与方便，而出行方式便是关切到人们生活质量的一个重要方面。在物价上涨 的今天，相对于自己购买私家车，更多的人倾向于乘坐出租车出行。虽然现在有 部分小城市尚未普及出租车，但随着城市建设日益加快，象征着城市面貌的出租 车行业也将加速发展。汽车计价器作为乘客与司机双方的交易准则，它是出租车 行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具 有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。 因此，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。 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。随着改革开放日益深入，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 在的能够打一发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。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。 本次设计的目的在于现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器，所以 计价器技术的发展已成定局。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。而采用单片机进行的设计， 相对来说功能强大，是深化单片机应用的良好途径，用较少的硬件和适当的软件 相互配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更 多的附加功能。 本科生课程设计（论文） 27 第 2 章 课程设计的方案 本次设计是使用单片机技术来实现一个出租车的数字计价器，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单双程价格调整、 时钟显示功能等等。具有性能可靠，电路简单、成本低、扩展空间大等特点。 2.1 概述 本次设计主要是综合应用所学知识，设计出租车计价器，并在实践的基本技 能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用“单片机”课程中所学的 基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。 应用场合: 应用于出租车计价器 ，出租车计价器有一个脉冲测速传感器，通 过脉冲计数可以显示出租车行驶里程和计费。控制器由 12v 蓄电池供电。 系统功能介绍: 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，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显 示功能。 2.2 系统组成总体结构 2.2.1 设计要求 （1）能显示里程，单位为公里，最后一位为小数位。 （2）能显示金额数，单位为元，最后一位为小数位。 （3）可设定单程价格和往返价格，单程价格为2元/公里，往返价格为1.5元/ 公里。 （4）车速5公里/小时 查询键按下 y n y n 图 4.3 等待时间计时子程序 本科生课程设计（论文） 27 4.4 键盘扫描子程序 键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环 主程序，一旦右按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。流程图 如图4.4。 开始 功能键按下？ 切换键按下？ 确认键按下？ 单双程设置 切换单双程 显示时间 显示上次金额 空城指示灯灭， 开始计价，计 时，显示里程， 价格 结算键按下？ 结算金额显示 查询键按下？ 显示等待时间与 里程 结算键按下？ 存储金额 结束 y n n y y n查询键按下 y n 按下两次 y n y n 图 4.4 键盘扫描子程序 本科生课程设计（论文） 27 第 5 章 课程设计总结 总结在本次设计中，我采用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，同时也学习软件protel和编程软件visio。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。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。 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visio、protel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。 本科生课程设计（论文） 27 参考文献 1戴佳,陈斌,苗龙.51 单片机应用系统开发典型实例m.中国电力出版社,2005 2余发山,王福忠.单片机原理及应用技术m.中国矿业大学出版社,2008.6 3李玉梅.基于 mcs-51 系列单片机原理的应用设计m.国防工业出版社,2006 4边春元,李文涛,江杰.c51 单片机典型模块设计与应用m.机械工业出版社,2008 5楼然苗,胡佳文,李光飞等.单片机实验与课程设计m.浙江大学出版社,2010.10 6乔雅,周思浩.出租车计价器的设计j.信息通信,2014,(2):61-62 7马江华.出租车计价器检定中常见问题的解析j.计量与测量技术,2011,38(8):42- 43 8程民利.基于霍尔传感器的高精度测速电路设计j.电子设计工程,2013,21(8):109 -111 9杨建潮.出租汽车计价器的计价原理j.检定与规程,2001,(2):44-45 10洪传文.出租车计价器的原理及应用j.技术监督和服务,1997,(3):17-20 11黄代福.出租车计价器传感器原理及检测j.计量与检测技术,2006,(8):20-21 12王幸之.at89 系列单片机原理及接口技术m.北京航空航天大学出版社,2004:5 1-55 13陈明.出租车计价器的功能发展和使用维修j.安徽科技,2006,(09):53-55 14王志辉.浅谈对出租车计价器的管理j.黑龙江科技信息,2008,(16):62-68 15柳丹冉.出租车计价器检定中发现的问题的探讨j.黑龙江科技信息,2009,(17):2 3-26 16董丽娜.出租车计价器示值误差测量结果的不确定度评定j.科技信息,2009,(26):1 0-13 本科生课程设计（论文） 27 附录 总电路图 本科生课程设计（论文） 27 xtal1 19 xtal2 18 rst 9 psen 29 ale 30 ea 31 p1.0 1 p1.2 3 p1.3 4 p1.5 6 p1.4 5 p1.6 7 p1.7 8 p1.1 2 p0.0/ad0 39 p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 34 p0.6/ad6 33 p0.7/ad7 32 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 p2.7/a15 28 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.5/t1 15 p3.6/wr 16 p3.7/rd 17 at89s52 c1 30pf c2 30pf x1 12mhz c3 10f gnd r1 10k s0 gnd s1 s2 s3 s4 s5 p3.0 gnd r2 100 r6 100 r5 100 r7 100 d1 d2 d3 d4 scl 6 sda 5 wp 7 a1 2 u3 at24c1024 r4 10k r3 10k +5v rst sclk io vcc1 8 vcc2 1 rst 5 sclk 7 i/o 6 x1 2 x2 3 u2 ds1302 c5 33pf c4 33pf x2 32769 gnd rst sclk io a b c d e f g dp 1 2 3 4 a b c d e f g dp 1 2 3 4 9 8 7 6 5 4 3 2 1 rp1 respack-8 p3.0 本科生课程设计（论文） 27 附录 主程序： #include #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table_du=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0 x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; uchar code table_we=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0x df,0xbf,0x7f; uchar tt,aa; uchar quanshu; uchar second,minute; uint round; uchar round_24c022; uint distance; uint price,cost; uint wait; uchar qian,bai,shi,ge; sbit key0=p31; sbit key1=p30; sbit key2=p17; sbit key3=p16; sbit key4=p15; sbit led0=p10; sbit led1=p11; sbit led2=p12; sbit led3=p13; sbit led4=p14; bit key0_flag; bit key1_flag; bit key2_flag; bit key3_flag; bit flag; void delayms(unsigned int c) unsigned char b; for(;c0;c-) for(b=110;b0;b-); void delay_dis(void) unsigned char b,c; for(c=7;c0;c-) for(b=110;b0;b-); void init_data(void) distance=0; cost=0; round=0; second=0; minute=0; key0_flag=0; key1_flag=0; key2_flag=1; key3_flag=0; flag=1; 本科生课程设计（论文） 27 void jisuan(void) wait=minute*60+second; distance=round+wait/30; if(key1_flag) price=15; else price=20; if(distance9999) temp=9999; qian=temp/1000; bai=temp/100%10; shi=temp%100/10; ge=temp%10; void write(void) round_24c020=round round_24c021=(round 8) write_24c02(0x00,key0_flag); write_24c02(0x01,key1_flag); write_24c02(0x02,key2_flag); write_24c02(0x03,key3_flag); write_24c02(0x04,second); write_24c02(0x05,minute); write_24c02(0x06,round_24c02 0); write_24c02(0x07,round_24c02 1); void read(void) key0_flag=read_24c02(0x00); key1_flag=read_24c02(0x01); key2_flag=read_24c02(0x02); key3_flag=read_24c02(0x03); second=read_24c02(0x04); minute=read_24c02(0x05); round_24c020=read_24c02(0x 06); round_24c021=read_24c02(0x 07); round= round_24c021 ; round=(round=57) 本科生课程设计（论文） 27 round+; quanshu=0; void timer0(void) interrupt 1 th0=(65536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; tt+; if(tt=20) tt=0; if(aa #define somenop _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_ (); #define slaveaddrw 0xae /0xae ,a0 #define slaveaddrr 0xaf /0xaf ,a1 sbit sda = p36; /* 数据线 */ sbit scl = p37; /* 时钟线 */ void iic_start(void) sda = 1; scl = 1; somenop; sda = 0; somenop; scl = 0; void iic_stop(void) sda = 0; scl = 1; somenop; sda = 1; void iic_ack(bit ackbit) if(ackbit) sda = 0; else sda = 1; somenop; scl = 1; somenop; 本科生课程设计（论文） 27 scl = 0; sda = 1;