客车计价器-单片机原理及应用课程设计.doc

1、课 程 设 计 报 告课程名称:单片机原理及应用课程设计设计题目： 客运计价器 系 别： 通信与控制工程系 专 业： 电子信息工程 班 级： 学生姓名: 学 号: 起止日期: 指导教师: 教研室主任： 指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日成绩项 目 权重1、设计过程中出勤、学习态度等方面 0.22、课程设计质量与答辩 0.53、设计报告书写及图纸规范程度 0.3成绩评定总 成 绩 教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学系审核意见：主任签字： 年 月 日摘 要摘 要：随着客车行业的发展，客车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价

2、器对客车司机和乘客来说都是很必要的。而采用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。而采用 AT89C52 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配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻易而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。关键字：客车计价器；AT89C52 单片机；控制；软件编程 目 录1 设计 基本要求 .12 系统的组成及工作原理 .12.1 系统的硬件构成及功能 .12.2 AT89C52 单片机及其引脚说明 .23 硬件电路方案

3、设计 .43.1 方案比较与确定 .43.2 显示单元电路设计 .53.3 键盘显示模块设计 .63.4 掉电保护模块设计 .64 系统软件设计 .74.1 系统主程序设计 .74.2 定时中断服务程序 .84.3 显示服务程序 .94.4 键盘服务程序 .95 系统调试与测试 .106 心得体会及致谢 .10参考文献 .12附录 1 元件清单 .13附录 2 源程序 .141 1 设计基本要求本次课程设计利用单片机技术来实现一台多功能出租车计价器，具有性能可靠、电路简单、成本低等特点。（1）显示：可以显示金额、时间、单价。（2）计费功能：不同情况具有不同的收费标准：白天、晚上、途中等待；并能

4、进行手动修改单价。（3）按键功能：转换按键：对白天/黑夜收费标准的转换；修改按键：对单价进行调整；复位按键：计数器能将记录数据自动清零。2 系统的组成及工作原理2.1 系统的硬件构成及功能本系统的硬件设计主要包括单片机AT89C52、数据显示部件、模拟行驶时间单元、及计价单元的设计。在硬件设计过程中，充分利用各部件的功能，实现多功能的出租车计价器设计。利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的时间计价功能和价格选择、总价显示控制等功能。而采用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。在硬件设计过程中，充分利用各部件的功能，实现多功能的出租

5、车计价器设计。而采用AT89C52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配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。具体电路参见附录中“多功能出租车计价器总体电路图”如图2.1 单片机控制方案图。2 2.1 单片机控制方案图2.2 AT89C52 单片机及其引脚说明AT89C52是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标

6、准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用 8位微处理器于单片芯片中，具有高性价比。AT89C52 是一个有 40 个引脚的芯片，引脚配置如图 2.2 AT89C52 引脚配置所示。键盘控制AT24C02掉电存储里程计算89C52单片机金额显示单价显示串口显示驱动电路3 图 2.2 AT89C52 引脚配置AT89C52 芯片的 40 个引脚功能为：VCC：电源电压。GND：接地。RST：复位输入。当 RST 变为高电平并保持 2 个机器周期时，将使单片机复位。WDT 溢出将使该引脚输出高电平，设置 SFR AUXR 的 DISRTO

7、位可打开或关闭该功能。DISKRTO 位缺省为 RESET 输出高电平打开状态。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2： 来自反向振荡放大器的输出。P0 口： 一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口。也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在 Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1 口：一个带内部上拉电阻的 8

8、位双向 I/O 口，P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL） 。Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低8 位地址。P1 口部分端口引脚及功能如表 2-1 P1 口特殊功能所示。表 2-1 P1 口特殊功能P1 口引脚 特殊功能P1.5 MOSI（用于 ISP 编程）P1.6 MOSI（用于 ISP 编程）4 P1.7 SCK（用于 ISP 编程）P2 口：一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P1

9、 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL） 。在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器时，P2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器时，P2 口线上的内容在整个访问期间不改变。Flash 编程和程序校验期间，P2 亦接收低8 位地址。P3 口： 一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P3 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对 P3 口写“1”时

10、，它们被内部的上拉电阻把拉到高电并可作输入端口。作输入端口使用时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL） 。P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表 2-2 P3 口特殊功能所示。P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验期间的控制信号。表 2-2 P3 口特殊功能P3 口引脚 特殊功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 （外部中断 0）P3.3 （外部中断 1）P3.4 T0（定时器 0 外部输入）P3.5 T1（定时器 1 外部输入）P3.6 （外部数据存储器写选通）P3.7 （外部数据存储器

11、读选通）5 PSEN/：程序储存允许输出是外部程序存储器的读先通信号，当 AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN/有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的 PSEN/信号。EA/VPP 外部访问允许。欲使 CPU 仅访问外部程序存储器，EA 端必须保持低电平，需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程电压 VPP。3 硬件电路方案设计3.1 方案比较与确定客车计价器基本功能部分是根据里程数来完成总金额的输出。实现方法有两种。方案一：采用数字电路控制。其原理

12、方框图如图 3.1 所示。采用传感器件，输出脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不够稳定，而且不能调节单价，也不能根据天气调节计费标准，电路不够实用。移 位 寄 存 器电 路里 程 传 感 器金 额 显示单 价 显示电 源 电 路 及保 护 电 路图 3.1 数字电路实现框图方案二：采用单片机控制。利用单片机丰富的 IO 端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。本方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。6 3.2 显示单元电

13、路设计由于设计要求有时间、金额、单价，所以采用 6 位 LED 数码管的分屏显示。显示电路由 6 位 LED 数码管组成。电路如图 3.2 所示，8255A 用于连接 51 单片机和LED 数码管，51 单片机的 P0.0P0.7 分别顺序对应 8255A 的 D0D7，8255A 的 PA 口为数码管的位选，PA 为 0xdf 时，选择右一数码管。以次类推。PB 口为数码管段选，PB 为 0xa0 时，数码管显示为零。各个数码管显示原理示意图见图 3.2：图 3.2 数码管显示原理示意图3.3 键盘显示模块设计键盘采用 4*4 矩阵按键，接在 8255A 的 PC 口，当有键按下时，相对应的接口被置 0。矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用 4 条 I/O 线作为行线，4 条 I/O 线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。如图 3.3 所示，行线接 PC.0PC.3，列线接 PC.4PC.7。