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出租车 计价器 cad

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收稿日期:2006 - 12 - 28 第一作者 孙秀娥 女 25岁 硕士研究生出租车计价器的软件设计孙秀娥 叶哲江 戚 勇(昆明理工大学信息与自动化学院,云南 昆明650051)摘 要:出租车计价器是单片机的一种典型应用。基于单片机的计价器是由单片机和外部电路组成。利用AT89C51的全双工串行口进行通信,其外接显示电路由74LS614和共阳极数码管构成,实现了扩展并行I/ O接口的功能,可以实现单价,起步价,返程价,郊区价,夜间价,低速价,显示和修改时间。关键词:出租车计价器;AT89C51 ;74LS164 ;串行输入/并行输出中图分类号:TP273. 5 文献标识码:A0 引言当今,随着科学技术的发展,计算机技术带来了科研和生产的许多重大的飞跃,特别是单片微型计算机的应用已经渗透到生产和生活中的各个方面,有力的推动了社会的发展。单片微机以其体积小,集成度高,价格便宜,在数据处理、 实时控制等方面有着无与伦比的强大功能。其性能不断提高,应用范围愈来愈广,在计算机应用领域日益占重要地位。出租车计价器就是单片微型计算机的一个典型的应用。1 系统综述单片微机广泛的应用于各种中小型的控制系统中。本文所阐述的基于单片微机的出租车计价系统,利用了AT89C51单片机的串行口进行通信控制,充分显示了单片微机在串行通信中的应用。该计价系统可以实现的基本功能如下:1)可以显示单价,每次旅程的金额,里程和时间。2)时间显示电路显示并可以修改校正时钟的时、 分、 小时采用二十四小时制。3)可以显示起步价格,郊区价格,返程价格,夜间价格,低速价格等。系统在没有上电复位时,通过软件作灭零处理,显示单价和车资的数码管处于熄灭状态,只有显示时间的四个数码管工作;系统在上电复位以后,立即进行自检,检测各部分电路是否工作正常,按下键后进入正常工作状态。显示单价,时间和起步价。在现实的出租车计价器中是通过安装在驱动轮上的传感器将车轮的转速转换成脉冲信号送到计价器中单片机的T0口进行计数。2 系统的硬件设计本文的出租车计价系统的硬件结构主要是由以下几个部分组成的:1) AT89C51单片机系统;2)车轮转速信号采集系统;3)显示电路。2. 1AT89C51单片机系统在这个系统中使用了AT89C51单片机的P1. 0 ,P1. 1 ,P1. 2以及外部中断INT0.要实现起步价,返程价格,郊区价格,夜间价格,低速价格,等待等功能,单靠这几个按键是不够用的,需要定义一键多功能来扩充键盘的功能。计价系统在上电复位后通过软件自动进入出示状态,显示时间,单价和起步价,按下P1.2键以后进入时间修改状态,再按下P1. 0键进入修改时间选位状态,按下P1. 1键以后就可以实现加1功能,可以对要修改的位置进行操作。同时再按下P1. 2键就可以返回正常的时间状态。P1. 0口除了选位功能以外,同时也可以实现返程价格功能和显示每一次的车程。P1. 1口除了加1功能外,可以实现郊区价格功能,同时在工作了一天后,按下P1. 1键以后可以显示这一天汽车行驶的总里程以及总收入。P1. 2键除了上述功能外,在每次载客完毕后,按下P1. 2就可以返回初始状态.这里的初始状态有两种,一种是每次载客完后显示单价,时间和起步价,另外一种是一天工作结束后,进行自检后再显示. P3. 2口作用是模拟外部脉冲信号输入,同时还用作判断车行驶状态:正常运行状态,低速运行状态,等待状态等。2. 2 车轮转速信号采集系统传感器是一种变换装置,能够感知和检测某一形态的信息,并将其转换成另外一种信息。其中车速传感器用的就是霍尔传感器,图1是传感器测控系统的框图。图1 车速传感器测控系统框图2. 3 显示电路该计价系统的显示电路采用静态显示,由10片串行出入/ 8位并行输出移位寄存器芯片74LS164 ,10个共阳极数码管以及80个120欧姆的限流电阻组成。74LS164是8位串行输入/并行输出移位寄存器,特征是:1)门控制串行输入,2)全缓冲时钟脉冲和串行输入,3)异步方式,4)典型34MHz时钟频率,5)典型80毫瓦电源功率消耗。Vcc是电源端,A ,B是串行输入端,QA2QH是8个并行输出端,CL K山西电子技术2007年第4期应用实践是时钟脉冲端。清零端置低电平禁止A ,B端工作,并在下一个时钟脉冲来临后复位已跳变的脉冲,高电平驱动输入端正常工作。串行数据在时钟下脉冲为高或为低时而改变,仅符合设置及其控制时间才能进入,时钟脉冲由低电平跳至高电平的一瞬间开始计数。3 系统软件设计3. 1 软件综述基于单片机的出租车计价器的软件系统由一个主程序和若干个子程序构成,其总流程图如图2 ,其功能是开机后负责管理和调用子程序。图2 主程序流程图 图3 查询方式系统的程序主要由以下几个模块组成,包括:1)系统监控程序,2)时间子程序,3)修改时间程序,4)软件标志的使用,以及计量程序。3. 2 几个重要模块简介3. 2. 1 系统监控程序系统监控程序是控制单片机系统按预定操作方式运转的程序。它完成人机会话和远程控制等功能,使系统按我们的意图或遥控命令来完成指定的作业。它是单片机系统程序的框架。一般来说监控程序的任务有:完成系统自检,初始化,处理键盘命令,处理接口命令,处理条件触发并完成显示功能。但习惯上监控程序是指键盘解析程序,而其它任务都分散在某些特定功能模块中。在本系统我们根据设计要求采用了键码分析作业调度型。因为在这个设计中我们的按键是一键多功能型的,对于一键多功能型结构,监控程序并不能根据当前获得的一个键码来决定哪一个作业投入运行,而必须根据一个按键操作系列来启动一个作业。因此,同一按键在不同操作系列中有不同的含义。为此,引入系统状态的概念,即将系统运行情况分成若干状态,使得在任何一个状态下每一按键只有唯一的定义。在此使用了查询方式(时钟修改) (见图3)和定时中断方式(见图4) ,定时查询主要用于扫描功能键子程序,时钟程序的10ms定时中断以及汽车运行状态的判断。3. 2. 2 时间子程序以及修改时间程序的设计该计价器的时钟用定时记数器T0来实现的。由于系统涉及多个功能状态,以及从系统的精度,系统对时钟分辨率的最高要求等方面考虑,我们设定定时周期为10毫秒。由于使用16位定时/记数器,选用工作方式1 ,其记数范围为1 - 65536。定时器的定时时间由公式: T = (65536 - X)Tcy。因为本系统采用12MHz的晶振,则Tcy = 1us ,故有: T= (65536X) Tcy = (65536X)1us = 10ms X = 55536 =D8F0H TH0 = 0D8H ,TL0 = 0F0H。图4 定时中断方式 图5 时钟程序流程图系统初始化完成后,启动时钟系统随后进入正常工作状态。其系统状态图如图5。系统对时钟的修改采用校对电子表的操作方式来实现,它只需要两个按键,一个选择调整对象,一个对其进行循环加1调整。校对时候,如果校对分,秒,要暂停时钟的运行,然后通过按键来准确启动运行,这样可以达到和标准时间同步。在本系统中,按下判键3进入时钟修改状态,同时,通过清28H. 2的标志位,就切断了时钟调整链(秒,分,时的进位)。再由判键1 ,判键2的选位和加1功能来修改时间。等到修改时钟完毕,再按判键3 ,就能准确启动标准时间。3. 2. 3 软件标志的使用1)名称和地址:该软件标志在程序中的代号和存放的位单元。2)定义:应分别说明逻辑0和逻辑1代表何种状态或功能。对于全局定义的软件标志,它有唯一的定义,对于局部定义的软件标志,必须注明其有效范围(状态范围,时间范围,模块范围等)。有时为了节约资源,将一个位地址同时充当几种软件标志的角色,这时必须绝对保证这几个角色相互排斥,以免产生角色冲突。这时便应分别说明各种不同的角色功能和使用范围。3)生命周期:每个软件标志都可能为0态,也可能为1态。如果我们把软件标志从0态置位成1态比喻为 “出生”,把从1态复位成0态比喻成 “死亡”,则每个标志都有它的生命周期。4)用户:某些状态或模块对该软件标志进行读操作,根据其内容来控制程序流向,这些状态或模块就是该软件标志的用户。软件标志的使用有两种:一种是非破坏性使用,只读不写。另一种是破坏性使用,即所谓 “一次性有效”,这种软件标志,多为某种 “申请” 标志,响应后立即清楚,可避免重复响应。(下转第56页)34第4期 孙秀娥,等:出租车计价器的软件设计tical/ circular slot antennas for ultrawideband applicationsJ . IEEE Transactions Antennas and Propagation ,2006 ,54(6) :1670 - 1675.7LIU Y F , LAU K L , XUE Q. Experimental studied ofprinted wide2slot antenna for wide2band applicationsJ .IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters ,2004 ,3(1) :273 - 275.8CHEN D , CHENG C H , A novel ultra2wideband mi2crostrip2line fed wide2slot antennaJ . Microwave and op2tical technology letters ,2006 ,48(4) :776 - 777.Design of Ultra2Wideband Antenna with Wide2SlotMao Yin2dianChen Dong( Communication and Information Engineering Institute,Nanjing University of Posts and Telecommunications , Nanjing Jiangsu210003, China)Abstract :An improved ultra2wideband wide2slot antenna is proposed. The design is half2circle for the wide2slot of antenna; theterminal of the microstrip2line is a hexagon patch , and the characteristic impedance of the microstrip2line is designed to be 75. Theantenna has been numerically and experimentally studied for its impedance bandwidth , radiation patterns and gains. The actual resultsshow that the proposed antenna has a frequency band from 1. 96 to 15. 4 GHz for voltage stand wave ratio (VSWR) lower than 2. 0.And a good radiation performance over the entire frequency range may be achieved.Key words :ultra2wideband; microstrip antennas; wide2slot antenna; characteristic impedance(上接第43页)3. 2. 4 计量程序传感器将车轮的转速转换成脉冲信号送到单片机的信号输入端,然后就通过程序进行计量,实现显示车资和里程。由于现实原因,我们采用手动脉冲输入,每个脉冲相当于汽车行驶300米,计价器会根据具体选择的价位自动增加车资。图6是计量程序的流程图。4 结论本设计利用AT89C51作为计价器的主控单元,使用全双工串行口进行通信,其外接显示电路由74LS614和共阳极数码管构成,实现了扩展并行I/ O接口的功能,来实现单价,起步价,返程价,郊区价,夜间价,低速价,显示和修改时间等功能,是一个低成本的出租车计价系统。参考文献1 丁元杰.单片微机原理与应用M.北京:机械工业出版社,2000.2 周航慈.单片机应用程序设计技术M.北京:北京航空航天大学出版社,1991.3 赵茂泰.智能仪器原理及应用M.北京:电子工业出版社,1999.4 黄贤武.传感器原理与应用M.成都:电子科技大学出版社,1999.5 何立民. MCS51系列单片机应用系统设计M.北京:北京航空航天大学出版社,1990.图6 计量程序流程图Software Design for Taxi Computation SystemSun Xiu2eYe Zhe2jiangQi Yong( Faculty of Information and A utomation ,Kunming Universityof Science and Technology ,Kunming Yunnan650051, China)Abstract :Taxi computation system is a kind of classic application of chip microprocessors , which is composed of chip micropro2cessors and outer electro circuit , and