毕业设计论文_基于单片机的出租车计价系统的设计

毕业设计论文_基于单片机的出租车计价系统的设计内容摘要：

结构，以前芯片间接线繁琐，这样就使得单 片机内部连线大大缩减，使得单片机在恶劣的环境中，表现出较强的抗干扰能力与工作的稳定性。 （ 3）工作时候功耗低、工作电压低，体积小可以生产携带方便产品。 （ 4）为了满足用户的要求单品将具有较强的控制功能，它内部带有有 CPU、以及各种转移指令。 （ 5）由于 51单片机系统的不断规范、完善、兼容性强等特点，比较便于形成各种应用系统。 电源引脚 VCC（ 40脚）： 52单片机接入 +5V电源。 GND（ 20脚）：接地。 时钟引脚 XTAL1:与外部石英晶体的引脚相接，其内部构造是反向放大器的输入端。 XTAL2：与外部石 英晶体的另一引脚相接，其内部构造是反向放大器的输出端。 控制引脚 RESET： 52单片机的复位引脚，并且只有高电平有效。 要想完成复位操作，需要在对 RST引脚引入高电平并且保证高电平时间多于两个时钟周期。 EA/Vpp：只有 EA的引脚接到低电平才会动作，它可以对外部存储器进行访问。 此引脚的第二个功能是 Vpp，对 8751单片机写程序固化时，在输入端加入 +12或 +21V高电压， 51单片机只要加入 +5或 +12V电压。 ALE/PROG：地址锁存信号表示为 ALE，当控制器进行工作时，它的引脚会持续输送正脉冲信号。 P0口：我们通常把 ～ 8个引脚端口称作 P0口，它是准双向的 8位 I/O口，电路中带有上拉电阻，能够使 8个 TLS负载驱动。 P1口：我们通常把 ～ 8个引脚端口称作 P1口，它是准双向的 8位 I/O口，电路中带有上拉电阻，能够使 4个 TLS负载驱动。 P2口：我们通常把 ～ 8个引脚端口称作 P2口，它是准双向的 8位 I/O口，电路中带有上拉电阻，能够使 4个 TLS负载驱动。 P3口：我们通常把 ～ 8个引脚端口称作 P2口，它是准双向的 8位 I/O口，电路中带有上拉 电阻，能够使 4个 TLS负载驱动。 8 E A / V P31X119X218R E S E T9P 3 7 / R D17P 3 6 W R16P 3 2 / IN T 012P 3 3 / IN T 113P 3 4 / T 014P 3 5 / T 115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30P 3 1 / T X D11P 3 0 / R X D10GND20V C C40U1S T C 8 9 C 5 2 图 2 单片机的引脚图 最小系统设计 最小系统用到 52单片机的复位、时钟、电源等部件，而且可以让它一直处在良好的运行状态。 单片机的正常运行，时钟、电源电路是不可缺少的。 它能让最小系统变成应用系统的重要部分，如果对其进行 A/D扩展、存储器扩展等，就能让单片机完成繁杂的功能。 设计出租车计价系统的时候要把时钟电路与复位电路和单片机相连。 如图 3所示最小系统。 图 3 最小系统原理框图 时钟电路 52单片机的信号分成内部时钟方式与外部时钟方式 两种方式产生。 如图 4所示 52单片机内部时钟电路。 其内部有一个振荡电路，如果时钟芯片的 XTAL1与 XTAL2引脚外部接时钟电路 复位电路 51 系列单片机 I/O 接口 9 晶振，就可以形成自激振荡器，时钟脉冲信号才可能在单片机内部出现。 当电路内部电容数值为 30pF时可以让电路进行快速起振。 本电路选用电路中电容 C1和 C2起到了快速起振与稳定频率的作用。 本电路选用 ，可以使频率稳定输出。 Y11 1 .0 5 9 2 M H zC230pFC330pF1819 图 4 STC89C52内部时钟电路 复位电路 任何单片机上电必须复位。 对于 MCS51单片机，只需在 RET管脚加多于 10毫秒的 高电平，单片机就能实现复位状态。 单片机复位电路一般有两种方式，一种是按钮复位，另一种是上电自动复位。 在最基本的上电自动复位电路中，利用外部复位电路里的电容充电和放电来进行上电自动复位。 51单片机可以自动上电复位只要 Vcc上升时间小于 1毫秒。 此次设计用的是按键手动复位。 因为在上电复位失效时，按键手动复位非常重要。 R110kC110uFS4V C C9 图 5 STC89C52 复位电路 时钟模块 DS1302 性能简介 Dallas 公司 产出了 DS1302 实时时钟芯片。 该芯片有多种计时功能，可以显示时间、月份等信息。 DS1302 芯片包含备用电源 ， 如果主电源在意外情况下关闭，它还可以保证时钟的继续运行。 DS1302 内主要 包含 移位 震荡器、 寄存器、 逻辑控制 电路。 单片机与时钟芯片传送数据的实现比较容易 ，时钟芯片的内部结构及引脚排列如图 6所示： 10 DS1302 引脚说明： X1， X2 的晶振引脚 GND 地线 RST 复位端 I/O 数据输入 /输出端口 SCLK 串行时钟端口 VCC1 慢速充电引 脚 VCC2 电源引脚 图 6 DS1302管脚图 DS1302 接口电路设计 1 时钟芯片 DS1302 的接口电路及工作原理： 图 7 DS1302与 MCU接口电路 DS1302 接口电路如图 7所示，图中后备电源由 Vcc1 表示，主电源由 Vcc2 表示。 VCC1 不仅能够供出低电压，而且在单电源和电池供电系统中也可以充当低功率系统的电池备份。 双电源的主电源由 VCC2 提供，为了在无主电源的情形下能够存储数据和时间信息，需要把 VCC1 接到备份电源上。 谁为时钟供电有两种情况，一种是 VCC2 比 VCC1 大 + 的时候，此时 VCC2 给DS1302 输送电源。 另一种是 VCC2 比 VCC1 小时， VCC1 给时钟输送电源。 11 每当时钟进行读、写软件编写程序前要恢复初始值， SCLK 端置 “ 0”， RST 端置“ 1”，加上 SCLK 脉冲； DS1302 的控制字如表 1 显示，位 7 一定要置 1，如果置 0，DS1302 就不能进行数据的读写。 操作单元地址由位 1 至位 5表示。 如国位 0 显示为 0进行写操作，如果位 0显示是 1则进行读操作。 表 2 列出 DS1302 相关时间、日历寄存器的内容：时钟暂停标志位由“ CH”表示，如果此标志位变为 1时，时钟会处在低功耗的运作状态并且时钟振荡器会终止；如果此标志位为 0时，时钟便开始运行。 “ WP”表示写保护位，无论何时对时钟与 RAM 写操作前，“ WP”一定置于为 0。 如果“ WP”为 1时，写保护位以防对任何一个寄存器进行写操作。 DS1302 的控制字 表 1 列出 时钟的控制字， 当位 7为 0时，数据不能被写入到 芯片中；操作单元地址由位 5 到位 1表示；位 0定义为最低有效位，如国位 0 显示为 0进行写操作，如 果位 0显示是 1则进行读操作。 控制字节默认从最低位开始输出。 表 1 DS1302控制字格式 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/WR 数据输入输出（ I/O） 信息被写入后的下一次 SCLK 上升沿时，信息输入从 0 开始即从低位。 同理，在接下来的信息写入之后的下一次 SCLK 下降沿，可以读出 DS1302 的信息，信息从低位0 位到高位 7被读出。 如下图 8所示。 图 8 DS1302时钟芯片的读 /写时序图 DS1302 的寄存器 AM——— 时钟芯片包含 12 个寄存器，当中有 7个寄存器和时钟、日历有关，数据位以 BCD 12 码的形式被存放 ,它的时间、日历寄存器以及它的控制字见表 2。 表 2 DS1302的时间寄存器、日历 写寄存器 读寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 80H 81H CH 10秒 秒 82H 83H 10分 分 84H 85H 12/24—— 0 10 时 时 AM——/PM 86H 87H 0 0 10 日 日 88H 89H 0 0 0 10月 月 8AH 8BH 0 0 0 0 0 星期 8CH 8DH 10年 年 8EH 8FH WP 0 0 0 0 0 0 0 按键控制模块 根据单片机键盘的样式，可以把键盘归为矩阵键盘和独立的键盘：独立键盘为了使系统更加稳定采用每个 I/O 口上只能接一个按键，按键的另一头接地或接电源（大部分接地）；虽然矩阵式键盘有复杂的接法程序，可是占用较少 I/O 口。 独立式键盘接法由于上述优点被用于此次设计。 独立式键盘是利用 I/O 口读取口的电平是高电平还是低电平来确定是不是有按键按下来实现的。 把常开按钮接到地面另一头与一个 I/O 口相连， I/O口在程序开始时候被置于高电平，空闲时没按键按下，此 时的 I/O 口为保护高电平。 一旦有按键被按下时，这时 I/O 口与地面短路使 I/O 口强制变为低电平。 按键松开后，由于上拉电阻存在于单片机内，所以使单片机 I/O 口依然保持高电平状态。 我们只要寻找这个I/O 口的电平为高电平还是低电平就可以知道有没有按键动作。 怎样处理键盘的去抖动是单片机键盘设计的一个关键步骤。 这里是指机械抖动的不稳定性。 这里所说的不稳定性是在我们按下按键时，由于按下键盘力度过小导致按键没有到达规定的临界区，电平出现不稳定的现象是不可避免的，这是一种正常现象。 由于抖动在 10 到 200 毫秒之间，虽然这 种抖动太快以至于人来说实在太快，但是单片机的时钟却能精确分辨。 用部分电路处理抖动的部分简称硬件去抖动。 软件软件去抖动是避开抖动部分时间，不是简单去抖动，而是等键盘安稳后再对其处置。 综上所述我们选取软件去抖动的方式，先搜寻按键，延时 20 毫秒在低电平避开抖动，当到 13 达延时结束时重新读取 I/O 口的数值，如果此时数值为 1，代表低电平时间过短，不在 10 到 200 毫秒之内，判定为干扰信号。 如果此时数值为 0代表有按钮按下，使用相关处理程序。 9所示的硬件电路： S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BS6S W P BS7S W P BS8S W P BGNDP 3 0P 3 1P 3 2P 3 3P 3 4P 3 5P 3 6P 3 7 图 9 按键控制电路 LCD1602 显示电路 它的显示 电路分为有背光和无背光两类，大部分生产的 基控制器 型号为 HD44780，从显示器的厚薄来看，带背光的较厚 ， 带不带背光并不影响在实际中的使用 ， 二 者 大致 尺寸 差异 如下图 10显 示： 图 10 1602LCD的 尺寸图 LCD1602主要技术参数： 显示容量 :162 个字符 芯片工作电压 :— 14 工作电流 : () 模块最佳工作电压 : 字符 的 尺寸 :(WH)mm 引脚功能说明 LCD显示电路的引脚接口如表 3所示： 表 3 液晶 引脚接口说明表 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 第 1脚： VSS为地电源。 第 2脚： VDD与 +5V电源 相接。 第 3脚： VL可以对显示器的对比度进行调整 ， 当引脚接入正电压时，对比度较差，当引脚与地相连时，对比度较好。 可在电路中接入电阻器来对对比度进行调整，防止。