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1、数字电子课程设计课题名称出租车计价器掌握电路的设计所在院系机电学院班级 07 自动化2）班学号 200710320227姓名龚涛指导老师张玲时间 2021-12-27景德镇陶瓷学院数字电子课程设计任务书班级： 07 自动化 2）班姓名：龚涛指导老师：张玲11 / 13设计题目：出租车计价器掌握电路的设计设计任1. 进行里程显示，里程显示是三位数；2. 能预置起步价；3. 行车能按里程收费；4. 等候按时间收费5. 按复位键清零；6. 按下计价键后，汽车运行收费，侯时关断；务设计要求1. 调研、查找并收集资料；2. 总体设计，画出框图；3. 单元电路设计 :；4. 绘制电器原理图；5. 列写元器
2、件明细表；6. 撰写设计说明书7. 参考资料目录字数约 2500 字左右）；参考资料康华光主编 电子技术基础高等训练出版社阎石主编 数字电子技术基础高等训练出版社陈坤等编著 电子设计技术电子科技高校出版社王炳勋主编 电工实习教程机械工业出版社教研室主任签字：年月日目录0. 前言 41. 设计要求及原理 41.1 设计要求 41.2 基本原理 42. 各单元设计说明52.1 单片机最小系统单元52.2 A44E 霍尔传感器检测单元62.3 AT24C01 储备单元 72.4 键盘调整单元 82.5 显示单元 9 3 程序设计 93.1 系统主程序 93.2 中断程序 103.2.1 里程计数中断
3、程序103.2.2 中途等待中断程序103.3 运算程序 103.4 显示程序 103.5 键盘程序 104.0 总电路图 115.0 原器件清单 126.0 参考文献 120. 前言随着出租车行业的进展，出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业治理以及削减司机与乘客的纠纷动身，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是 很必要的；而采纳模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试；而采纳单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互协作可以很简单地实现设计要求，且敏捷性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能；本设计采纳AT
4、89S52单片机为主控器，以A44E霍尔传感器测距，实现对出租车的多功能的计价设计，并采纳AT24C01实现在系统掉电的时候储存单价等信息，输出采纳 8 段数码显示管；本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且仍能依据白天，黑夜和中途等待来调剂单价；1. 设计要求及原理1.1 设计要求出租车计价器依据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价, 并在行程中同步显示车费值；从起步价开头，当汽车程行驶未满2 公里时，均按起步价运算；过2 公里后 , 实现每 1 公里单价收费，中间遇暂停时，计程数不再增加，开头计时收费，测距收费和测时收费的和便构成了一位乘客的车费；同时，白天和夜晚价格不同，可以
5、进行切换；白天单价、夜晚单价、等待单价和起步价格都可通过独立键盘进行调剂；默认起步价为 5 元/2 公里，里程单价白天为2 元/ 公里，夜晚为 3 元/ 公里，等待计时单价为1 元/2 分钟，金额显示三位，单价显示两位，路程显示三位；）1.2 基本原理计数器系统主要由五部分组成：A44E 霍尔传感器、 AT89S52单片机、独立键盘、 EEPROM AT24C01 和显示数码管；霍尔传感器安装在车轮上，主要检测汽车行进的公里数，并产生一系列相应的脉冲输出， 脉冲送到单片机进行处理，单片机依据程序设定通过运算脉冲数换算出行驶公里数，再根 据从 EEPROM中读取的价格等相关数据进行金额的运算，运
6、算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上；独立键盘可以调剂价格等相关数据，按下相应的按钮，产生信号交由单片机处理并实时显示出来，调剂好的数据储备到EEPROM中，掉电后可以使调好的数据不丢失，下次得电后直接从EEPROM读到单片机，总体框图如图1；2. 各单元设计说明图 1 总体框图2.1 单片机最小系统单元主控机系统采纳了Atmel公司生产的 AT89S52 单片机，它含有 256 字节数据储备器，内置 8K 的电可擦除 FLASH ROM，可重复编程，大小满意主控机软件系统设计，所以不 必再扩展程序储备器；复位电路和晶振电路是AT89S52 工作所需的最简外围电路；单片机最小系统电路图
7、如图2 所示；图 2 单片机最小系统图AT89S52 的复位端是一个史密特触发输入，高电平有效；RST端如由低电平上升到高电平并连续 2 个周期，系统将实现一次复位操作；在复位电路中，按一下复位开关就使在 RST端显现一段时间的高电平，外接11.0592M 晶振和两个 30pF 电容组成系统的内部时钟电路；2.2 A44E 霍尔传感器检测单元A44E 属于开关型的霍尔器件，其工作电压范畴比较宽B、差分放大器 C、施密特触发器 D 和 OC门输出 E 五个基本部分组成；在输入端输入电压Vcc，经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，依据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电
8、流，就与这二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差VH输出，该 VH信号经放大器放大后送至施密特触发器整形，使其成为方波输送到OC门输出；当施加的磁场达到工作点即 Bop）时，触发器输出高电压 相对于地电位），使三极管导通，此时OC门输出端输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压，这种状态为关；这样两次电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作；A44E霍尔传感器原理如图3 所示；图 3A44E 霍尔传感器原理里程运算是通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的脉冲信号，送到单片机产生中断，单片机再依据程序设定，运算出里程；其原理如图4 所示；图 4 传感器测距示意图本系统挑选了将 A44E的脉冲输出口接
9、到P3.3 口外部中断 1 作为信号的输入端这样可以削减程序设计的麻烦），车轮每转一圈 ，芯片内的资料可以在断电的情形下储存 40 年以上，而且采纳8 脚的 DIP 封装，使用便利；AT24C02 芯片引脚配置如图6 所示；储备单元电路连接如图7 所示；图 7储备单元电路原理图图中 R4、R5 是上拉电阻，其作用是削减AT24C01 的静态功耗；由于AT24C01的数据线和地址线是复用的，采纳串口的方式传送数据，所以只用两根线SCL时钟脉冲）和SDA数据 / 地址）与单片机P2.2 和 P2.3 口连接，进行传送数据；每当设定一次单价，系统就自动调用储备程序，将单价信息储存在芯片内；当系统重新
10、上电的时候，自动调用读储备器程序，将储备器内的单价等信息，读到缓存单元中， 供主程序使用；2.4 键盘调整单元当单价等信息需要进行修改时，就要用到键盘进行修改；由于调剂信息不多，故采用 4 个独立键盘即可，分别实现清零、切换、增大、减小和功能等作用；电路原理如图8所示；图 8 键盘调整单元接线图S1：接 P1.0 口，对上一次的计费进行清零，为下次载客预备S2：接 P1.1 口，实现白天和夜晚单价的切换；当功能键S4 按下时， S2 可对数据进行增大；S3：接 P1.2 口，当功能键 S4 按下时， S3 可对数据进行减小；S4：接 P1.3 口，按 1 次，进入调整白天单价；按调整等待单价；
11、按4 次，进入调整起步价；按2 次，进入调整夜晚单价；按5 次，返回；3 次，进入2.5显示单元显示单元由 7 个 8 段共阳数码管组成，采纳动态扫描进行显示；前三个数码管分别接 P3.0 、P3.1 和 P3.2 ，用于显示总金额；中间两个分别接程； 后边两个分别接 P3.7 和 P3.8 ，用于显示单价；电路如图P3.4,P3.5,P3.69 所示；，用于显示里图 9 数码管显示图3 程序设计3.1 系统主程序在主程序模块中，需要完成对各参量和接口的初始化、出租车起价和单价的初始化以及中断、运算、循环等工作；另外，在主程序模块中仍需要设置启动/ 清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器，并对
12、它们进行初始化；然后，主程序将依据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同的操作；当汽车运行起来时，就启动计价，依据里程寄存器中的内容运算和判定行驶里程是否已超过起步价公里数；如已超过，就依据里程值、每公里的单价数和起步价数来运算出当前的总金额，并将结果存于总金额寄存器中；中途等待时，无脉冲输入，不产生中断，当时间超过等待设定值时，开头进行计时，并把等待价格加到总金额里，然后将总金额、里程和单价送数码管显示出来；程序流程如图10 所示；图 10 主程序流程图图11 运算程序流程图3.2 中断程序3.2.1 里程计数中断程序每当霍尔传感器输出一个低电平信号就使单片机中断一次，当里
13、程计数器对里程脉冲计满 1000 次时，进入里程计数中断服务程序中，里程变量加一；主函数中总金额也相应地变化；3.2.2 中途等待中断程序在中途等待中断程序中，每1ms产生一次中断，将当前里程值送入某个缓存变量， 每 1 分钟将缓存变量中的值和当前里程值比较，当汽车停止，霍尔传感器1 分钟没有输出信号，当前里程值和缓存变量内的值相同，就进入等待计时，每1 分钟记一次价格；3.3 运算程序运算程序依据里程数分别进入不同的运算公式；假如里程大于2 公里，就执行公式：总金额 =起步价 +里程 -2 ） * 单价 +等待时间 * 等待单价；否就，执行公式：总金额=起步价+等待时间 * 等待单价；程序流
14、程图如图11 所示；3.4 显示程序显示程序利用定时器每1ms 产生一次中断，相应变量置位，点亮一个数码管，显示一位数据，利用主函数内的循环，实现动态扫描显示，同时依据数码管余辉和人眼暂留现象，即可实现显示；3.5 键盘程序键盘采纳查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序，一旦右按键按下，便转向相应的子程序处理，处理终止再返回；流程图如图12；图 12键盘程序流程图4.0 总电路图12 / 135.0 原器件清单器件名称数量备注电阻8 个2K电阻1 个RSM电阻2 个4.7k电阻1 个1k电容2 个30uf电容1 个10uf单片机1 个AT89S52储备器1 个AT24
15、C01霍尔传感器1 个A44E三极管8 个2N2904数码管8 个无复位器5 个无6.0 参考文献1 马淑华，王凤文，张美金编著.单片机原理与接口技术 其次版） .北京：北京邮电高校出版社， 2007.2 谭浩强著 . C程序设计 第三版） .北京：清华高校出版社，2005.3 电子技术基础数字部分）主编：康光华高等训练出版社4 Protel99入门与提高主编：高鹏安涛 寇怀成人民邮电出版社5 电子技术课程设计主编：历雅萍、易映萍高等训练出版社6 电子线路设计、试验、测试主编：谢美自华中理工出版社7 经典集成电路 400 例主编：任致程机械工业出版社8 有用电子掌握电路主编：方大千、鲍萧伟国防工业出版社9 单片机原理及接口技术主编：余发山中国矿业高校出版社13 / 13