基于s51单片机的计费器设计——毕业设计(编辑修改稿)

基于s51单片机的计费器设计——毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

电路设计和软 件结构的设计。 信号源 变换电路 显示器 单片机 AT89S51 1602 液晶显示 时钟电路 8255 并行编程 6 出租车计价器的硬件电路由速度传感电路、 空车等电路、 时钟电路、存储电路和电源电路等部分构成。 各电路主要功能： 1) 单片机电路： 检测空车灯信号和速度传感电路的脉冲信号，进行里程计算等。 2) 里程传感电路：利用霍尔传感器送入单片机，供里程计算。 3) 时钟电路：显示出时间。 4) 串口显示电路：显示单价、路程、金额、等待时间、时钟。 系统硬件组成框图 采用 AT89S51单片机为核心，利用它丰富的管脚及功能，以霍尔传感器为出租车速度检测元件，结合外围电路，来完成出租车计价器的基本功能。 这次的课题我采用菲利普公司产的 AT89S51 单片机作为主要的控制器，并采用掉电存储单元来控制当系统掉电的时候可以自动保存系统的时间和单价，最后采用 液晶 1602 显示出来。 7 方案论证与比较 方案一： 方案框图如图（ 1）所示。 出租车的驱动轮转数和转轴转数的传动是成一定的比率的，磁感应传感器会产生出一个大概为 20 ms 的低脉冲，这样就可以通过计算磁感应传感器产生出来的 低脉冲数来计算出出租车行驶的里程数以及相应的价格。 编码器的单片机可以通过其中的一个 I/O口来实现检测磁感应传感器的信号，当确定是由这个是传感器发出的信号时，就能够通过另外的一个 I/O 口来向解码器的单片机发送出来另外的一组编码，然后解码器的单片机就会对出当前所准备接收的数据进行判断识别，判断它到底是从编码器发送的编码还是从解码写入器发送出来的解码。 如果判断并识别出是经过解码写入器发送出来的解码的话，解码器的单片机就会接收这个解码，并且会使用 12C总线协议来将解码保存到 EEPROM中；如果判断并识别出是从编码 器发送出来的编码的话，解码器的单片机就会先接收到该编码，然后会读出里面 EEPROM 中的解码，再将其和接收到的编码进行比较，如果相同的话那么解码器单片机就会通过一个 I/0 口向计价器里发送出计价脉冲，反正就不会发出计价脉冲 [1]。 经过这样的一个过程就解决了以往的计价器计价的不准确、使用的寿命短等缺点，但是这个方法经常使干扰信号也会产生出计数脉冲，而且分立元件太复杂，电路稳定性也不是很好。 图（ 1） 编码器方案 磁感应传感器 编码 器 解码 器 计价 装置 解码写入器 计价脉冲 8 方案二： 电路框图如图（ 2）所示。 如果我们 采用数字电路控 制。 应用传感器件，然后输出脉冲信号，再经过放大整形来作为移位寄存器的脉冲，以此来实现计价，这种电路过于简单，性能不够稳定，而且还不能调节单价，也不能随着时段的变化来调节计费表准，所以这个方案不够实用。 图（ 2） 数字电路方案 方案三：这个方案我们使用 单片机控制。 以单片机为主要核心 ,设计上采用89S51 单片机做为主控器，采用 A44E 霍尔传感器来进行测距，并且使用 AT24C02在系统在掉电时保存单价和时间等信息，输出采用了 1602LCD 液晶显示。 然后利用单片机丰富的 I/O 端口 以及控制的灵活性，实现了基本的里程的计价功能和价格调整、时钟显示功能等功能 [2]。 原理结构如图（ 3）所示。 金额显示 单价显示 电源电路及保护电路 里程传感器 移位寄存器电路 9 图（ 3）单片机控制方案 这个方案的电路设计的计价器不仅能够实现最基本的计价功能，还能根据不同的时间段来调节计费单价，并且还能在不计价的时候显示当前时间。 总价的公式为：总价 =6+*（总里程 2） +等待时间 *。 AT89S51 作为一个单片微型的计算系统，不仅灵活性高，而且它强大的控制处理功能以及可扩展功能能够为本次的电路设计提供了很好的选择。 经过上面的三种方案的比 较，很明显单片机的方案有很大的灵活功能提升空间，这样不仅能够实现所有要求的功能并且还能根据需要预留了功能扩展的。 因此我采用第三种方案来设计计价器，用 AT89S51 单片机来完美的实现出租车计价的功能。 系统的设计与思想 出租车计价器已经不知不觉深入了我们的生活当中。 随着世界上经济的不断发展，人民的生活也得到了很好的改善，城市的交通也在日益的完善着，无论是出租车还是公交车都得到了很好的使用环境。 而计价器则安装在了出租车上，避免了人们之间的买卖纠纷。 但是早期的出租车计价器没有那么多功能，也没有那么的 准确。 因此出租车计价器不断的得到了完善。 出租车计价器是一种能够根据乘客乘坐出租车时的所行驶时间、行驶距离、等待时间等等进行的计价，并且能 AT89S51 单片机 数据存储及时钟模 块 里程采集模块 显示模块 存储区扩展模块 键盘模块 打印模块 10 够之间在 LCD 管中直接显示出价格。 所以出租车计价器是出租车司机和乘坐的乘客之间用于公平交易的工具。 计价器的是否精确，直接关系到消费者和司机经济利益。 所以国家十分重视这个问题，所以近几年来，国家质量技术监督部门是开始强化管理出租车计价器。 由此可见，计价器的应用十分重要。 11 第二章 系统整体设计及其硬件组成 电路总框图 系统 硬件的选择 AT89S51 与 AT89C51 的区别 MCS— 51 单片机是在早期时由美国的 INTE 公司所创造出来的一款单片机，这款单片机我们一直用到了现在，而如今， 51 单片机仍然是全国市场的主流。 [3] 由于 ATMEL 公司的 89C51 已经停产，所以现在很多高校都开始使用 PHILPS(菲利普）公司的 89S51。 而我们常用的 89C51 其实也很优秀，在很多的基础上增强了很多的特性，比如说时钟上，更优秀的是由 Flash 存储器取代了原来的 ROM。 所以说 AT89C51 的性能相对于 8051 已经算得上是质的飞跃了。 但是由于时 代在进步，市场的要求也越来越高， 89C51 受到很多挑战， 89C51最严重的不足是在于不支持 ISP（在线更新程序）功能，所以必须要加上 ISP 功能等新的功能才能更好的延续 MCS— 51 的历程。 然而 89S51 就是在这样的市场下赢 电源模块 AT89S51 单片机 按键控制模块 车轮转动检测 模块 LCD 液晶显示 12 得了 89C51，因此 89S51 顺利的成为了现今市场的所需，完全的取代了 89C51 的地位。 AT89S51 与 AT89C51 相比 (1)AT89S51 增加了很多的性能，论价格来比，甚至比 89C51 的还要低。 (2)原来的 89C51 的最高的工作频率是 24M，但是新出现的 89S51 拥有着更高的工作频率，这样使工作的速度提高了一个层次 [4]。 所以在这个设计中，我们毫无疑问的选择了 AT89S51 单片机作为了计价器的核心。 系统硬件设计 本文的出租车计价器以 AT89S51 单片机为核心，由里程计算。