出租车打表计时器课程设计

出租车打表计时器出租车打表计时器 一 方案论证 系统总体方案 本设计采用 AT89C52 为主控器 以槽型光耦测直流减速电 机的转速 用 4 个四位一体八段数码管动态扫描显示信息 采用独立式按 键控制切换 并采用 AT24C02 实现在系统掉电的时候保存单价等信息 用 蜂鸣器进行车速过快时的警报 选择ISDN4004 系列语音芯片进行报价 采用 DS18B20 进行温度采集 时钟芯片 DS1302 计时 并在数码管上显示 为了节省 I O 口 采用了 74HC595 芯片驱动 采用 80 532 热敏系列微型 打印机打印收据 1 1 1 1 显示单元设计 本设计按照题目要求采用数码管作为显示设备 采用74HC595作为驱 动 数码管具有低能耗 低损耗 耐老化等特点 对外界环境要求低 易于 保护 同时其精度比较高 精确可靠 操作简单 程序编写容易 资源占有 少 适合于显示的内容简单的设计要求 显示在白天分辨率好 74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器 三态输出功能 移位寄存 器有一个串行移位输入 Ds 和一个串行输出 Q7 和一个异步的低 电平复位 存储寄存器有一个并行 8位的的总线输出 由于用 4个四位一体 数码管占用的 I O口很多 我们采用了三个 74HC595芯片驱动 16位数码管 1 1 2 2 电机的选择 方案一 采用步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线 位移的开环控制元件在非超载的情况下 电机的转速 停止的位置只取决于 脉冲信号的频率和脉冲数 而不受负载的影响 可实现物体的精确定位和方 向控制 缺点是相对体积较大 转速较慢 价格较高 方案二 采用直流减速电机 直流电机力量大 能获得较大的启动转矩 转动速度快 所以运转平稳 精度有一定的保证 并且相对于步进电机价格 经济 电路简单 操作方便 其缺点是功率小 定位性能差 通过比较和出于经济上的考虑 我们选择方案二 1 1 3 3 温度采集模块 本模块为创新部分 采用数字温度传感器 DS18B20 它能将采集到的温 度信号直接转换成数字信号 价格相对低廉 功耗也非常低 有很好的温度 分辨率 抗干扰能力强 1 测温范围较宽 用 DS18B20来测试车内温度 并通过数码管显示出来 1 1 4 4 时钟模块 本模块为创新部分 使用专用的低功耗时钟芯片DS1302 DS1302是用 于高速数据暂存的 31 8位的RAM 主要特点是采用串行且可以关断数据传输 可为掉电保护电源 提供可编程的充电功能 并且可以关闭充电功能 工作 电压款达 2 5 5 5V 采用三线接口与 CPU同步通信 并可采用突发方式一传 输多个字节的时钟信号或 RAM数据 采用普通的 32768Hz的晶振 时间保存 在DS1302自带的RAM中 不需要单独的 EEPROM 使用DS1302的目的是当车上没有乘客时 显示屏可作为实时时钟给司机带来 方便 1 1 5 5 语音模块 本模块为创新部分 ISDN4004系列工作电压 3V 单片录放语音时间 8至 16分钟 音质好 外围电路简单 语音录入后有掉电保护的功能 采样频率 可为 4 0 5 3 6 4 8 0kHz 有自动静噪功能 可实现高质量的录入和读出 采用语音芯片的目的是在乘客到达目的地时语音报价 为司机与乘客带 来方便 1 1 6 6 打印模块 本模块为创新部分 采用 WH A9热敏系列微型打印机打印收据 优点 低噪音的直接热敏打印方式 打印速度 50mm 秒 当字符率为 25 高速和低功耗自由选择 支持 3 3V低压系统 支持 3 5V 9V电源 7 2 8 5V时性能最佳 串口 RS 232C TTL 并口 丰富的图形 曲 线 文字打印功能 易装纸 有缺纸检测 本模块目的是当乘客下车时 可以拿到打印的收据 以防引起经济纠纷 等 二 系统硬件设计 2 2 1 1 单片机最小系统模块 单片机最小系统采用的是 89C52单片机 其外部扩展部分电路 满足该 系统的需求 其最小系统原理图如附图 2 1 2 2 2 2 测速单元分析 设计 采用槽型光耦 光电传感器 进行测速 在车轮的内测齿轮上安上一个槽型 光耦 对齿轮上的小孔进行检测 当槽型光耦利用光电照射到小孔时输出信 号会有跳变 将跳变的输出信号送给单片机进行检测就可以得到轮子的转速 原理图如下 2 2 3 3 显示模块 显示模块采用 74HC595 作为驱动 4 个四位一体八段数码管显示信息 原 理图如下 2 2 4 4 电机驱动模块 采用专用芯片 L298N 作为电机驱动芯片 L298N 是一个具有高电压大电流 的全桥驱动芯片 它相应频率高 一片L298N 可以分别控制两个直流电机 而且还带有控制使能端 用该芯片作为电机驱动 操作方便 稳定性好 性 能优良 原理图如下 2 2 5 5 按键模块 采用矩阵键盘接口设计 采用常用的扫描法对键盘进行识别 分两个步 骤 第一步 识别键盘有无键被按下 第二步 如果有键被按下 识别出具 体的按键 采用扫描法的优点很显著 在需要按键多的场合很实用 原理图 如附图2 2 3 2 2 6 6车速蜂鸣报警模块 如果车速过快 我们采用蜂鸣器来报警 原理图如附图2 3 2 2 7 7 温度采集模块 采用数字温度传感器 DS18B20 原理图如附图 2 4 2 2 8 8 语音模块 用ISDN 4004语音芯片实现语音报价功能 原理图如附图2 5 2 2 9 9 2 24 4C C0 02 2存储单元设计 EEPROM 24C02用于在系统突然掉电时保存断电时刻时钟的值 待系统重 新上电后从断电时刻继续运行时间 同时它还有记录断电时刻的功能 以便 确定系统出现断电故障的时间 如附图 2 6 2 2 1 10 0 实时时钟模块 采用时钟芯片 DS1302实现实时时钟功能 原理图如附图 2 7 三 系统软件设计 在主程序模块中 需要完成电机模块 测速模块 显示模块 温度采集 模块 时钟模块 警报模块 打印模块各参量和接口的初