基于proteus的出租车计费器.doc

学 号 单片机原理及应用课程设计说明书出租车多功能计费器的设计起止日期： 2018 年 12月 29日 至 2018 年 1月 11日学生姓名班级成绩指导教师(签字)计算机与信息工程学院2019年1 月 11 日天津城建大学课程设计任务书2018 2019学年第 1 学期 计算机与信息工程 学院 专业 班级 学号 课程设计名称： 单片机原理及应用 设计题目： 出租车多功能计费器的设计 完成期限：自 2018 年 12月 29日至 2019 年 1月 11 日共 2 周一程设计的目的1 进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。2 掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3 通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。4 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。二课程设计的基本要求1. 认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料，并培养科学的设计思想和良好的设计作风。2. 提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。3. 提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。4. 课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。5. 课程设计说明书封面格式要求见天津城建大学课程设计教学工作规范。三课程设计具体要求b) 原理图设计。1 原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。2 图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正确标明。3 原理图要完整，CPU，外围器件，扩器接口，输入/输出装置要一应俱全。c) 程序调计1 根据要求，将总体项能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。2 根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设直出完整的程序流程图。d）在仿真软件上调试、运行。f) 设计说明书1 原理图设计说明简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。2 程序设计说明对程序设计总体功能及结构进行说明，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。3 画出工作原理图，程序流程图如并给出相应的程序清单。四 设计任务使用单片机AT89S51设计一出租车多功能计费器，要求其具有防止计费器死机和防止司机作弊的功能解决方法指导教师（签字）： 系 主 任（签字）： 批准日期： 2019年 1月 11 日目 录一、系统方案设计11.1设计任务要求11.2设计的主要功能11.3设计方案.11.3.1硬件设计方案21.3.2软件设计方案 2二、硬件设计32.1AT89C51单片机及最小系统.42.1.1 AT89C5142.1.2 单片机最小系统42.2路程模拟 52.3显示单元 6三、软件设计63.1流程图6四、Proteus软件仿真74.1 keil编程74.2 proteus电路仿真7总 结8参考文献 10附 录11一、系统方案设计1.1设计任务要求使用单片机AT89C51设计一出租车多功能计费器，要求其具有防止计费器死机和防止司机作弊的功能解决方法1.2设计的主要功能本设计所设计的出租车数字计费器的主要功能有：led路程显示、led金额显示、数据复位等。1.3设计方案1.3.1硬件设计方案 本系统的硬件设计主要包括单片机AT89C51、数据显示部件、里程计算及计价单元的设计。在硬件设计过程中，利用各部件的功能，实现多功能的出租车计价器设计。 计价器的单片机系统框图如图1-1所示。它由以下几个部件组成：AT89C51单片机、金额显示、里程显示、里程模拟、电源。利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程和价格的计算及显示功能。里程显示、金额显示电源AT89C51里程模拟复位键图1-1计费器系统框图1.3.2软件设计方案 本设计程序的采取C语言进行编写，使用KeiluVision4编译和Proteus8仿真软件进行仿真调试。其中的里程计算和费用计算方案如下。1、金额计算：（1）出租车的起步费为5元，并且2km内不需额外计价；（2）出租车行驶2km后，单程1元/km（4）暂停时计价器暂停计价，不收费用。2、金额流程图1-2如下：开始S=0，J=0S+1J=5否S2000是J=（S-2000）/1000+5图2-1AT89C51引脚图图1-2金额流程图二、硬件设计本设计的硬件设计包括单片机AT89C51单元、测距单元、显示单元（数码管显示金额、等待时间和里程，指示灯对单双程切换指示、空车指示、等待计时指示）、按键单元、时钟单元和储存单元。2.1AT89C51单片机及最小系统2.1.1 AT89C51单片机 AT89C51具有如下特点：40个引脚，8kBytesFlash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。 图2-1AT89C51引脚图2.1.2单片机最小系统 复位电路和晶振电路是AT89C51工作所需的最简外围电路。单片机最小系统电路图如图3-2所示。图2-2单片机最小系统AT89C51的复位端，高电平有效。RST端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，完成复位。2.2路程模拟 本次设计选取了频率计来进行模拟路程,每一次频率模拟汽车行驶1m.此设计中，频率采用50hz，即模拟汽车每秒行驶100m。按下按钮表示接到客人并开始有效载客。其原理示意图如下：图2-3频率计示意图2.3显示单元 本次课程设计采用的是两个四位共阴极led显示器，分别显示路程以及金额。采取74HC573锁存器对两个led显示器的控制。原理图如下：图2-4显示器原理图三、软件设计3.1流程图程序采用c语言编写，总体流程图如下：图3-1总体流程四、Proteus软件仿真4.1 keil编程 本设计需要用KeiluVision4对C51程序进行编译，生成“.hex”文件,如图4-1：图4-1KeiluVision8编译4.2 proteus电路仿真 在Proteus软件中画出仿真电路（如图4-2），把KeiluVision4编译后生成的“.hex”导入到单片机中，按“运行仿真”键进行仿真。图4-2Proteus8仿真总结总结在本次设计中，学习使用AT89C51单片机设计出租车计费器。由于第一次在实例中运用单片机，在设计中出现了很多困难。为了熟悉使用proteus，先设计简单的小灯泡电路，又尝试连接参考书上的流水灯电路。之后结合编程设计计费器的电路，以及c语言程序。经历多次失败，最终做出计费器的简单模型，又经修改完善完成计费器的简单功能，由于对单片机不够熟悉，未能完成计费器的存储功能。此次课程设计，虽然有困难但在同学和老师的帮助下，顺利完成。为期十多天的学习以及设计，不仅让我对单片机的理解更加深入，更重要的是，使我的学习能力和动手能力都有所提高，感谢老师给我们这次展现自我的机会。参考文献1刘毅刚等.单片机原理及应用（第三版）.高等教育出版社.20152张志良.80C51单片机实用教程. 高等教育出版社,2015.3王平.单片机应用设计与制作.北京:清华大学出版社,2012.附 录主函数：void main()init();/初始化 while(1)xianshi();初始化变量：void init() /初始化函数S=0;H=0;jin_e=50;duan=0;wei=0;TMOD=0x50; /设T1工作方式1计数；TH1=(65536-56)/256; /高八位TL1=(65536-56)%256;/低八位ET1=1;/开启T1中断EA=1;/开启总中断TR1=1;/开启定时显示函数：void xianshi() uchar qian,bai,shi,ge,baiyuan,shiyuan,yuan,jiao;/里程数位分解qian=S/1000;bai=(S/100)%10;shi=(S%100)/10;ge=S%10;/价格位数分解baiyuan=jin_e/1000;shiyuan=(jin_e/100)%10;yuan=(jin_e%100)/10;jiao=jin_e%10;/duan=0;wei=0;/显示里程数P0=0xfe;wei=1;wei=0;P0=tableqian;duan=1;duan=0;delay(1);P0=0xfd;wei=1;wei=0;P0=tablebai;duan=1;duan=0;delay(1);P0=0xfb;wei=1;wei=0;P0=tableshi;dain=1;duan=1;duan=0;delay(1);P0=0xf7;wei=1;wei=0;P0=tablege;duan=1;duan=0;delay(1);/显示价格P0=0xef;wei=1;wei=0;P0=tablebaiyuan;duan=1;duan=0;delay(1);P0=0xdf;wei=1;wei=0;P0=tableshiyuan;duan=1;duan=0;delay(1);P0=0xbf;wei=1;wei=0;P0=tableyuan;dain=1;duan=1;duan=0;delay(1);P0=0x7f;wei=1;wei=0;P0=tablejiao;duan=1;duan=0;delay(1);子程序：void zhongduan() interrupt 3 S+;TH1=(65536-56)/256;TL1=(65536-56)%256;if(S=20)/是否超过两公里jin_e=50;elseif(S%10=0)/是否行使了1000m H=(S-20)/10;jin_e=50+(10*H); 变量定义：#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit duan=P26; /定义段选sbit wei=P27;