出租车计价器毕业设计（论文）

1、出租车计价器毕业设计（论文） 中南民族大学毕业论文 设计 学院: 计算机科学学院 专业: 自动化 年级: 2009 题目: 出租车计价器设计 学生姓名:唐淇汶 学号:09064024 指导教师姓名:苗祖英 职称:副教授72013年5月中南民族大学本科毕业论文（设计）原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日目 录摘要1abstract1引言21 出租车计价器主要功能和设计方案21.1 出租车计价器

2、设计要求2 计费功能2 显示功能21.2 系统的主要功能和方案2 系统的主要功能2 系统采用的方案32 出租车计费器硬件设计32.1 系统各个模块电路设计3 时钟电路3 路4 液晶（1602）显示电路4 键盘接口电路52.2出租车路程测量和各硬件介绍6 定时器模拟路程远近6 at89s52引脚介绍6 液晶（1602）简介83 出租车计费器软件设计103.1 单片机资源使用10 中断子函数11 判断键盘子函数113.2 显示部分函数12 lcd显示子程序12 控制部分和显示部分总流程图134 protel dxp介绍15致 谢17参考文献17附录：19出租车计价器设计摘要：本设计的是一个基于单片

3、机89s52的出租车自动计价器设计，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89s52单片机为核心控制器，p0口接1602液晶显示模块，p1口接按键的，通过按键输入。 taxi me

4、ter designabstract：this design is a based on scm 89s52 taxi automatic charging design, a reset circuit, the clock circuit, keyboard circuit, etc. reset circuit is single chip initialization operation, in addition to the normal initial, a foreigner to get rid of the trouble, through the reset circuit

5、 can start again. clock circuit adopts 12 mhz of crystal oscillator, as a system clock source, has higher accuracy.in the electric character type lcd 1602 shows that the initial starting price, mileage charge, waiting time charge three charges, through the key can adjust the starting price, mileage

6、charge, waiting time charge. through the key simulation taxi operation, stop, stop. in 1602 lcd can display operation time, runtime pause time, can be obtained by the computation of a total costs and total journey. here is the main at89s52 scm as the core controller, p0 port after 1602 liquid crysta

7、l display module, p1 mouth pick button, through the key input.key words：scm at89s52, 1602 liquid crystal, buttons, taximeter;引言出租车计价器是出租车营运收费的专用智能化仪表，随着电子技术的发展，出租车计价器技术也在不断进步和提高。国内出租车计价器已经经历了4 个发展阶段。从传统的全部由机械元器件组成的机械式，到半电子式即用电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器；再从集成电路式到目前的单片机系统设计的出租车计价器4。出租车计价器计费是否准确是乘客最关心的问题，而计价器营

8、运数据的管理是否方便才是出租车司机最关注的。因此怎样设计出一种既能准确计价又能方便司机的计价器尤为重要。因此, 本文以单片机at89s52为核心设计一款多功能出租车计价器，此设计主要是为了再出租车行业有一个较好的收费计时计费器，此设计附有复位电路,时钟电路，键盘电路，时钟电路采用12mhz的晶振。该计价器能实现按时间和里程综合计算车价能显示时间、里程、单价、总车价等相关信息显示。它比市场上的一些计价器使用更方便,功能更全,还具有系统稳定性好的优点。1 出租车计价器主要功能和设计方案1.1 出租车计价器设计要求设计一个出租车自动计器，计包括起步价、行车里程计费、等待时间计三部分，用1602液晶显

9、示总金额，运行时间，暂停时间，最大值为99.9元，起步价为5.0元，3km之内起步价计费，超过3km，设速度为100m/s，10s增加1.3元（即1km增加1.3元），等待时间单价为每分钟1.5元，用液晶显示总里程，同时用液晶显示等待时间和运行花费时间。费用的计算是按行驶里程收费。设起步价为5.00元。当里程 3km时，按起价计算费用当里程 3km时，每公里按1.3元计费等待累计时间 2min时，按1.5元/min计费1、显示行驶里程：用四位数字显示，显示方式为“xxxx”单位为km。计程范围0-99km，精确到1km。2、显示等候时间：用两位数字显示，显示方式为“xx”单位为min。计时范围

10、0-59min，精确到1min。、显示总费用：用四位数字显示，显示方式为“xxx.x”单位为元。计价范围0-999.9元，精确到0.1元。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，等待时间计费单价，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，可以显示运行的时间，同时可以显示暂停的时间，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。1.2. 系统采用的方案采用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。如图： 单片机内部

11、有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚xtal1，其输出端为引脚xtal2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容（电容和一般取33pf）。这样就构成一个稳定的自激振荡器。振荡电路脉冲经过二分频后作为系统的时钟信号，再在二分频的基础上三分频产生ale信号，此时得到的信号时机器周期信号。如：复位操作有两种基本形式：一种是上电复位，另一种是按键复位。按键复位具有上电复位功能外，若要复位，只要按图中的reset键，电源vcc经电阻r1、r2分压，在reset端产生一个复位高电平。上电复位电路要求接通电源后通过外部电容充电来实现单片机自动复位操作。上电瞬间reset引脚获得高电平，随

12、着电容的充电，rerst引脚的高电平将逐渐下降。rerst引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作6。如图2-2： 液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、pda移动通信工具等众多领域12。独立式键盘：独立式键盘中，每个按键占用一根i/o口线，每个按键电路相对独立。i/o口通过按键与地相连，i/o口有上拉电阻，无键按下时，引脚端为高电平，有键按下时，引脚电平被拉低。i/o口内部有

13、上拉电阻时，外部可不接上拉电阻。如图：出租车中需要一个能准确获得车轮转动即路量信号的装置以得到标准的脉冲信号送入单片机的定时/ 计数器t1 即p3. 5 引脚,利用单片机的t1 的计数功能完成100 次的计数后产生一中断来完成路程的测量。 设车轮周长为1 m ，则霍尔传感器每产生100 个脉冲便表示车已行0. 1 km ，为了演示方便本设计中采用按键模拟增加里程。每按一个按键增加0.5公里的里程。如果按两次就是1公里，以此类推不断的增加来模拟车的不断前进。89s52是一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器。使用atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与

14、80c51产品指令和引脚完全兼容。具体引脚介绍如下： 实物图：图2-5 at89c52实物图原理图：图2-6 图2-5单片机引脚图vcc：供电电压。gnd：接地。p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门流。当p1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在fiash编程时，p0 口作为原码输入口，当fiash进行校验时，p0输出原码，此时p0外部必须被拉高。 p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流。 p1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，p1

15、口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在flash编程和校验时，p1口作为第八位地址接收。 p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。p2口在flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制

16、信号。p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。p3口也可作为at89s52的一些特殊功能口，p3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。rst：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间。ale/prog：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ale端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6

17、。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ale脉冲。如想禁止ale的输出可在sfr8eh地址上置0。此时， ale只有在执行movx，movc指令是ale才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ale禁止，置位无效。/psen：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/psen有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/psen信号将不出现。/ea/vpp：当/ea保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000h-ffffh），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/ea将内部

18、锁定为reset；当/ea端保持高电平时，此间内部程序存储器。在flash编程期间，此引脚也用于施加12v编程电源（vpp）。xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。xtal2：来自反向振荡器的输出17。线段的显示点阵图形式液晶由mn个显示单元组成，假设lcd显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共168 128个点组成，屏上6416个显示单元与显示ram区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由ram区的000h00fh的16字节的内容决定，当（000h） ffh时，则屏幕的左上角显示一条短亮

19、线，长度为8个点；当（3ffh） ffh时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000h） ffh，（001h） 00h，（002h） 00h，（00eh） 00h，（00fh） 00h时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是lcd显示的基本原理。字符的显示用lcd显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由68或88点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示ram区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在lc

20、d上开始显示的行列号及每行的列数找出显示ram对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。汉字的显示汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件），每个汉字占32b，分左右两半，各占16b，左边为1、3、5右边为2、4、6根据在lcd上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示ram对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节直到32b显示完就可以lcd上得到一个完整汉字。lcd1602的十六个引脚对应位如下表所示，在本次设计中，8位数据位与单片机的p1口相连，rs位与p3.0，r/w位与

21、p3.1，e位与p3.2相连。具体参数以及对应接口信号说明如下表15：16*2个字符芯片工作电压4.55.5v工作电流2.0ma 5.0v 模块最佳工作电压5.0v字符尺寸2.95*4.35（w*h）mm表2-2 接口信号说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1vss电源地9d2datai/o2vdd电源正极10d3datai/o3vl液晶显示偏压信号11d4datai/o4rs数据/命令选择端（h/l）12d5datai/o5r/w读/写选择端（h/l）13d6datai/o6e使能信号14d7datai/o7d0datai/o15bla背光源正极8d1datai/o16blk背光源负极控制器

22、接口说明（hd44780及兼容芯片）1、 基本操作时序a 读状态：输入：rs l, rw h, e h 输出：d0d7 状态字b 写指令：输入：rs l, rw l, d0d7 指令码 输出：无 e 高脉冲c 读数据：输入：rs h, rw l, e h 输出：d0d7 数据d 写数据：输入：rs h, rw l, d0d7 数据 输出：无 e 高脉冲状态字说明：表2-3状态字说明asta7d7sta6d6sta5 d5sta4 d4sta3 d3sta2 d2sta1 d1sta0 d0表2-4状态字说明bsta0-6当前数据地址指针的数值sta7读写操作使能1：禁止 0：允许 注：对控制器

23、进行读写操作之前，都必须进行读写检测，确保sta7为0ram地址映射图控制器内部带有80*8位的ram缓冲区，对应关系如下表：ram地址映射图lcd16字*2行000102030405060708090a0b0c0d0e0f1027404142434445464748494a4b4c4d4e4f5067指令码功能00111000设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口显示开关及光标设置下表：表2-7 显示开关及光标设置指令码功能00001dcbd 1 开显示； d 0 关显示c 1 显示光标； c 0 不显示光标b 1 光标闪烁； b 0 光标不显示000001nsn 1 当读或写一个字符后

24、地址指针加一，且光标加一n 0 当读或写一个字后地址指针减一，且光标减一s 1 当写一个字符后，整屏显示左移 n 1 或右移（n 0）,以得到光标不移动而屏幕移动的效果s 0 当写一个字符，整屏显示不移动数据控制：控制器内部没有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部的全部80字节ram。在本次设计中键盘用到了p2口，键盘的输入，其中p2.7为24c02的输入口；输入口；p0.0为蜂鸣器输入口； 对于独立式键盘判键，首先看有键按下不，如果有键按下则延时一会儿，在判断是否真的有键按下，如果确实有键按下，在判键释放，最后执行键功能程序。流程图如下：void init /定时器初始化 tmod 0

25、x11; th0 65536-50000 /256; tl0 65536-50000 %256; th1 65536-50000 /256; tl1 65536-50000 %256; et0 1; et1 1; ea 1; tr0 0; tr1 0;void lcd_init /液晶初始化 wr_com 0x3c ; wr_com 0x06 ; wr_com 0x0c ; wr_com 0x01 ; 在初始化完成以后，对按键进行判断，如果有按键中断，再对相应按键进行响应。通过对响应位判断程序执行哪一个函数，如果v 1，计费器开始运行。v 2，计费器暂停。v 3，计费器停止运行。当标志位jum

26、p_out 1时，液晶进行清零操作，然后执行清零函数。计费器回到初始状态。protel dxp在前版本的基础上增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。protel dxp是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。protel dxp运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的pcb设计过程。通过设计输入仿真、pcb绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性和设计输出等技术融合，protel dxp提

27、供了全面的设计解决方案。protel dxp2004是altium公司于2004年推出的最新版本的电路设计软件，该软件能实现从概念设计，顶层设计直到输出生产数据以及这之间的所有分析验证和设计数据的管理。当前比较流行的protel 98、protel 99 se，就是它的前期版本。protel dxp 2004已不是单纯的pcb（印制电路板）设计工具，而是由多个模块组成的系统工具，分别是sch（原理图）设计、sch（原理图）仿真、pcb（印制电路板）设计、auto router（自动布线器）和fpga设计等，覆盖了以pcb为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理图和pcb图的双向同步技术

28、、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。与较早的版本protel99相比，protel dxp 2004不仅在外观上显得更加豪华、人性化，而且极大地强化了电路设计的同步化，同时整合了vhdl和fpga设计系统，其功能大大加强了。图4-1 dxp新建原理图2、通过选择 file save as 来将新原理图文件重命名（扩展名为* .schdoc ）。指定你要把这个原理图保存在你的硬盘中的位置，在文件名栏键入 multivibrator.schdoc ，并点击 save 。 3、当空白原理图纸打开后，注意到工作区发生了变化。主工具栏增加了一组新的按钮，新

29、的工具栏出现，并且菜单栏增加了新的菜单项。设置原理图选项 在开始绘制电路图之前首先要做的是设置正确的文件夹选项。完成以下步骤： 1、从菜单选择 design options ， 文件夹选项对话框打开。作为本教程，在此我们唯一需要修改的是将图纸大小（ sheet size ） 设置为标准a4格式。在 sheet options 标签，找到 standard styles 栏。点击输入框旁的箭头将看见一个图纸样式的列表。 2、使用滚动栏来向上滚动到 a4 样式并点击选择。 3、点击 ok 按钮关闭对话框，更新图纸大小。 4、为将文件再全部显示在可视区，选择 view fit document 3。

30、 结 论本次论文主要对at89c52单片机的相关输入输出口的驱动，直接驱动lcd液晶显示屏；通过对晶振，按键电路的相关设计，使其各个模块协同工作，达到设计目的。本设计用到中断，定时，按键，判断等单片机常用技术基础，成功完成了如下功能：设计一个出租车自动计价器，计价包括起步价、行车里程计价、等待时间计价三部分，用1602液晶显示总金额，运行时间，暂停时间，最大值为99.9元，起步价为5.0元，3km之内起步价计费，超过3km，设速度为100m/s，10s增加1.3元（即1km增加1.3元），等待时间单价为每分钟1.5元，用液晶显示总里程，同时用液晶显示等待时间和运行花费时间。经过调试仿真所有功能

31、齐全，是一次成功的毕业设计。1 郭天祥.新概念51单片机c语言教程 m .电子工业出版社,2009-1-1.2 朱兆优陈坚邓文娟.单片机原理与应用 m .基于at系列增强型8051单片机（第2版）.电子工业出版社,2012-7-1.3 刘淑荣丁录军.基于单片机控制的温度智能控制系统 a .控制系统.华北电力大学电气与电子工程学院电子校报.2011第12期.4 马莉陶国成.基于单片机的音乐彩灯自动控制系统 c .太原师范专科学校学报.2012年第1期.5 吴军辉田梦倩.用mcs51单片机控制的音乐喷泉控制器 j .南京农专学报.第17卷第四期.6 郭水保高艳霞王道洪.基于at-89c51单片机的

32、led彩灯控制器设计 j .现代电子技术.2012年第6期总第197期.7 张毅刚基于proteus的单片机课程的基础实验与课程设计 m .人民邮电出版社2012-4-1.8 贾东耀曾志刚汪仁煌.智能仪表led点阵显示模块的设计 b .电测与仪器.总第39卷第439期.9 吴承琦.出租汽车计价器实用技术手册 j .中国计量出版社,2002-4-1.10 张迎新.单片机 原理及应用 高等学校计算机硬件技术课程系列教材 .新高等教育出版社.2009-6-1.11汤光华张朝霞.基于单片机的作息时间控制系统的实现j.仪表技术.2011年第9期?12薛小铃?刘志群.?单片机接口模块应用与开发实例详解m.

33、北京航空航天大学出版社,?201013朱兆优?陈坚.?单片机原理与应用:基于at系列增强型8051单片机m.?电子工业出版社,?201214吴汉清.?单片机控制的作息时间控制器设计j.?电子世界.2011年第11期15严栋梁.基于单片机的作息时间控制钟设计j.湖南农机.2012年1月第39卷第1期16王飞程耀瑜.?基于单片机的作息时间控制器设计j.?中北大学信息与通信工程学院.2011年7月第2期17何碧华.单片机在作息时间控制器中的应用j.陕西工学院电子系.2012年6月第13卷2期18董军堂常艳玲.基于单片机的时间控制器设计j.延安大学信息学院.2011年05期19guiyun?tian.

34、?foundation?and?application?of?microcontroller? 单片机原理及应用 m/higher?education?press,?200420边海龙.?单片机开发与典型工程项目实例详解m.电子工业出版社,2008?21 xiao weichu,chen weihong, yang ming .design of multi-function taximeter based on singlechip microcomputer m hunan city university. 2012-6-122 shu tao,wu yuanchao,li ming.de

35、sign of taximeter system based on at89c51 scm j .civil aviation flight university of china,guanghan 618307,china附录：源程序：/* 题目：出租车记费系统 硬件：at89c52rc、1602lcm液晶屏、六个按键 软件：keil c 作者：唐淇汶时间：08.02. */ #include /头文件 #includelcd1602.h#include at24c02.hsbit swtich p25;/白天和晚上的单节切换sbit startstop p20;/开始计价 中间暂停sbit

36、 perup p23; /单价 下调sbit perdown p24;/单价 上调sbit clc p22;/清零 重新开始sbit maichong p21;/模拟脉冲按键char flagat 0;sbit fm p00; /蜂鸣器接口 uchar dayandnight 0;char hour,sec,min,stophour,stopsec,stopmin; /计时uint hpoint,rpoint; /里程，单价，总价int road,permile,total,stopmoney;int daypermile,nightpermile;uint startmoney 50,tim

37、e 0;char id 0;char stopflag 0;/停车标志位 uint stoptime 0;/停车等待时间 等待计时单价为0.5元/5分钟int i 0;void delay int z int x; uchar y; for x z;x 0;x- for y 110;y 0;y- ; /*初始化程序*/ void init void tmod 0x10; /定时器1初始化 tl1 0x00; th1 0x4c; ea 1; /开总中断 et1 1; /开定时器1 tr1 0; /定时器1不工作 id 0;sec 0; min 0; stopflag 0; hour 0;stop

38、sec 0;stopmin 0;stophour 0;road 0 ;permile 0;total 0;daypermile 15;nightpermile 18;stopmoney 0; /*按键检测*/ void keyscan void /*单价开始操作开始*/if swtich 0 delay 20 ; if swtich 0 /松手检测 beep ;dayandnight dayandnight; while swtich 0 ; if perup 0 delay 20 ; if perup 0 /松手检测 beep ;if dayandnight nightpermile+;wr

39、itecurrent nightpermile,3 ; else daypermile+;writecurrent daypermile,1 ; while perup 0 ; if perdown 0 delay 20 ; if perdown 0 /松手检测 beep ;if dayandnight nightpermile-;writecurrent nightpermile,3 ; else daypermile-;writecurrent daypermile,1 ; while perdown 0 ; if maichong 0 delay 20 ; if maichong 0 /松手检测 beep ;road + 5; while maichong 0 ;if startstop 0 delay 20 ; i