出租车计费器的设计与发展(编辑修改稿)

出租车计费器的设计与发展(编辑修改稿)内容摘要：

排阻VCCTXRXP20P21P23D0D1D2D3D4D5D6D7RSR/WEP31P30P32P33P34P35P36P3712345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U2STC89C52P13 图 单片机最小系统 AT24C02 引脚图及其引脚功能 AT24C02 芯片 各引脚 如图 所示。 图 AT24C02 引脚图 AT24C02 芯片有 8 个引脚， 为 DIP 封装， 其中： A2~A0 地址引脚； SDA、 SCL I2C 总线接口； WP 在 WP 引脚接入 VDD，允许写任何地址， 在 VSS 连通了这个引脚的时候，不能够写 高地址； VCC 电源端 GND 接地端 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 3 章 出租车计价器的硬件系统设计 9 AT24C02 掉电存储单元的设计 本次 所 设计 的 掉电存储 功能 单元主要的 功能是在 断电 期间 ， 会自动 保存 当前所设 立 的各种单价 等 信息。 我们本次 设计所采用了 AT24C02芯片 是 掉 电可清 除储存芯片 ， 为 2KB芯片 ， 这个 芯片 选用 了 单片机通信及两线串行 的 总线 ， 它的最小电压可 达 到 ， 其 静态电流 是 10Ua()，芯片内 所输入的 各种需要的数据能够储存 40年之久 在电源没有供电的 情况下 ，并且 选用了 8脚的 DIP封装，使用 起来 方便。 其电路如图。 VCCP20P21A01A12A23GND4SDA5SCL6SW7VCC8Q2AT24C02 图 掉电存储电路原理图 如图所示 R R8是 上拉电阻，它们的 功能是降低 静态功耗， 我们 利用 了 串口发送数据， 因为地址线以及数据线是复用的， 所以只有 SDA线以及 SCL线来与 单片机 进行 数据传输。 当你设定一个价格，系统会自动调用存储过程， 把 价格信息的当前设置保存到芯片； 在重新接上电源的时候，就将会自动的调用了存储器上面的程序， 可以把存储器里面 设置的 各种里程及单价 信息， 读取到需要的单元中 ， 为 主程序 提供使用。 数据显示单元设计 1602 液晶也被称为 1602 字符的液晶显示器，液晶显示模块，用于显示数字，字母和其他符号。 由 许多 5X11 或 5X7 字符位 构成 ， 在每个需要显示的字符位都可以显示出一个需要的字符，在每一行都有 着一些间隔，每个字符位之中同样也有间隔， 所以 就有了 行间距 以及 字符 之间 间距 的 效果 ， 所以 不能很好地显 现出 图形。 当前 市面 上 大部分的字符液晶都是 基于 HD44780 的来做成的 ， 原理 都是一样 ，所以我们能够 很 简单 地应用于市 场 绝 大 多数 的字符型液晶 ， 运用写在 HD44780 上面的各种程序控制。 1602 采用标准的 16 脚接口，其中： 第 1 脚： GND 为 电源地 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 3 章 出租车计价器的硬件系统设计 10 第 2 脚： VCC 接 5V 电源正极 第 3 脚： 为使对比最弱的是当连接到正电源，使对比度最高的是当接地电源，所以 应 当用 10k 电位器调整对比度 ，因此 V0 为对比度 的 调整端，。 第 4 脚： RS 为 寄存器 选择，高电平 1 时选择 数据寄存器 、低电平 0 时选择 指令 寄存器。 第 5 脚： 当 电平 为 0 的 时 候 我们可以来写入 ，当 电平 为 1 的 时 候 我们就可以来 读 取 ， 因此 RW 的功能 是 作 为读 与 写 的 信号线。 第 6 脚： EN（或 E）是 可以 读取信息 ，当为高电 平 期间。 第 7～ 14 脚： D0 到 D7 是 8 位 的 双向数据端 口。 第 15～ 16 脚： 16 脚背光 的时候 为 负极 ， 15 脚背光 的时候为 正极 ，以及 背灯电源 或者空脚。 显示电路如图 所示 图 显示电路 键盘调整单元设计 出租车计价器需要调整价格的时候， 单价的信息 就 需要修改 了， 需要 使用 键盘进行修改， 不过由于调节信息不多，所以我们 采用 6 个独立键盘就可以进行操作 ， 这 6 个按键 分 别实现开始 /结束，设置 功能 ，里程增加，等待时间开始 与 结束，加减值等作用， 在我们需要更改价格的时候，就可以点击设置键，通过操作加值键及减值键来设定我们需要的价格， 通过点击开始结束键来使出租车计价器开始工作以及结束，通过点击等待开始结束键，来计算等待的时间，通过点击里程加键来使出租车通过的里程来增加，以此来计算价格，而且白天黑夜的价格也不相南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 3 章 出租车计价器的硬件系统设计 11 同， 如图 所示。 图 按键模块 开始 /结束计价：计价器开始工作， 开始计价及结束控制 里程加 ： 按一次，出租车里程增加 等待开始 /结束：等待时间开始计时及等待时间结束 设置键：进入设置模式，可调整单价等数据 加值键及减值键：设置模式，增加单价等数据，设置模式，减少单价等数据 通过按键模块可以控制本设计的各种价格，里程，等待时间的调整，以此来达到对本设计的各种操作的实现。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 4 章 出租车计价器的软件系统设计 12 第四章 出租车计价器的软件系统设计 软件设计总流程 软件的主程序流程图如图 所示：因为 LCD1602， AT24C02 的读写数据和指令都 是在头文件工作 完成 ， 所以在主程序 只 需要调用即就可以了。 这样 做能增加程序 可读性、 易操作性， 易修改性。 图 主程序流程图 设计 程序 的一种理想 的 方式是把 程序 作为 结构化 的 编程 设计及操作。 结构化程序设计 与操作是对所使用到 的控制结构 这 类 的程序做适当 限制，特别是 对语句限制程序（或命令）的操作 ，就可 以控制 程序的 简练度 ，争取程序的操作顺序和操作的 流程保持 为一致，让 程序 更为的通俗易懂 ， 可以 减少逻辑 上错误及便于我们修改以及 调试 整个程序。 按键 模块设计 本 此设计 共采用了 一个开 关和 六个按键 在电路设计中 ，按键包括开始 /结束键、里程增加键、等待时间开始 /结束键、设置键、增加键、减少键，开关控制电源的接入， 六个按键连接在 P32 线 P37 口，表明他们可以独立的实现相应的功能。 通过点击按键可以触发相应的功能， 点击开始结束键使出租车计价器开始工作以及结束，点击里程加键可以使出租车所走的里程增加，通过点击等待开始结束键，开始 初始化 读取按键信息 按键信息处理 LCD1602 显示信息 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 4 章 出租车计价器的软件系统设计 13 可以控制出租车等待时间的开始以及结束，白天及晚上的价格也不相同，可以通过设置键来调整这些价格，这样 即可达到控制出租车计价器的功能作用。 显示模块的设计 单片机控制系统中常用 的数字显示（ LED），液晶显示器（ LCD）。 这两种显示器 的驱动电路 较为 简单， 并且易于完成 且价格低廉 ，可以显现 数字 ，系统及字符的状况。 本设计的 出租车计价器需要显示的 各种 主要内容有运行 的里程以及 等待 的时间，最后 总价格等相关 的信息，并且里程单价内容需要用户自己来设置 ，该设计所需要显示的内容类型不多，是由于这个设计需要的内容不得多 ， 因此这使得 使设计更为方便 ，通过显示模块，我们就可以很明显的看到各种价格情况以及里程，等待时间情况，这让与乘客公平的交易起到重要作用。 由以上 的 分析可知， 我们可以使用液晶显示屏就能 满足要求。 因此 本次设计使用 LCD1602液晶 ， 因此 HD44780所 写的 控制程序 就能够很方便地应用在 市面上 绝大部分 字符型液晶。 字符 液晶 控制原理和 14针的 LCD都一样 ， 定义如 下 表 3所示： 表 字符型 LCD 的引脚定义 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第 4 章 出租车计价器的软件系统设计 14 单片机最小系统 我们在设计的微处理器的核心部位。 我们通常使用的单片机控制。 可以 根据是不是有能够适合 的 工作 能力 的 单片机 CPU、 以及是不是含有中断源及 定时器、并且 是不是 有 所需求 的 I/0 端口 个 数、 片内是不是 有 需求 的外接口等多方面的各种 考虑， 因此本设计采用 AT89C51 单片机 ， 因为 其具有 电源电压 的 适应范围宽、并且抗干扰能力及 驱动能力强、 并且价格便宜这些 特点， 比较适用于本次设计的各种需求。 单片机 的最小系统模块就是 控制模块， 所以在本次设计中主要用于对按键信号的接受以及处理， 控制液晶显示处理完之后的 各种 信息。 南昌 大学 共青 学院 毕业 设计 （ 论文 ） 第 5 章 出 租车 计 价器 的 仿 真调 试 15 第五章 出租车计价器的仿真调试 仿真软件介绍 Proteus 是 目前社会流行 的 EDA 仿真软件，可以设计原理图 ， 基本上 可以实现 从 产品的设计思想到产品完成的 完整设计 开发 流程。 至今 是 世界 仅有的 把 PCB设计 的 软件 、 电路仿真 的 软件 等这类的 仿真软件 合为一体 的 平台， 它的 模型 处理器 可以 支持 HC1 AVR、 ARM、 8086 、 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33 和 MSP430等， 在 2020 有了 DSP 系列处理器的增加，并继续增加 其他 处理器 模型的 系列。 该软件在 编译方面， 同样也可以使用 MATLAB 及 IAR 等 各 种 使用的 编译器。 该软件的主要 特点是： ① 该软件可以实现电路和单片机仿真模拟。 该软件拥有着 许多的仿真功能，包括了数字电路模拟电路的仿真以及我们需要的各种 系统仿真、 以及调试器等等各种 作用 ； 拥有各种 虚拟仪器，如 信号发生器，逻辑分析仪，示波器这一类 虚拟仪器。 ② 这个软件支持在很多主流的单片来进行仿真设计， 现在 能够使用的 单片机类型 有许多，支持目前大多数 芯片。 ③ 该软件 提供 这 调试功能。 拥有着 设置 全速、 断点、单步这类各种调试作用，并且能够观测 着 各个 有区别的 变量、 以及各种仪器 的 目前状况 ， 此仿真系统基本 具有 这些功能；并且能够 支持各种调试环境 以及 第三方软件的编译 ， 比 如 MPLAB 等软件 ，该软件还支持 许多需要的 原理布图， 自动或手动布线电路板 ，这些功能的 SPICE 电路仿真。 ④ 有强大的原理图绘制功能。 该软件也 支持 仿真 AVR、 51 系列、 ARM、 PIC 等 经常 使用的 单片机。 与输出和显示，我们可以看到后的输入输出操作的影响。 可以 配合 系统所带 的示波器 、虚拟逻辑分析仪 这类 这 些虚拟仪器 来分析过程 ， 该软件 以及有 完善并且稳定 的 开发 环境，而且有了完善的 电子设计 环境。 仿真结果分析 我们需要先新建工程，在项目菜单下，选择新建项目。 然后自己输入需要保存的文件名以及路径。 南昌 大学 共青 学院 毕业 设计 （ 论文 ） 第 5 章 出 租车 计 价器 的 仿 真调 试 16 新 建 项目 后 弹出一个对话框，我们需要选择我们想要使用 SC。