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標(biāo)題: 單片機(jī)出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)+Proteus仿真+keil程序 [打印本頁(yè)]
作者: zyujun    時(shí)間: 2023-5-31 10:15
標(biāo)題: 單片機(jī)出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)+Proteus仿真+keil程序
仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

本設(shè)計(jì)的是一個(gè)基于單片機(jī)AT89C51的出租車自動(dòng)設(shè)計(jì),附有復(fù)位電路,時(shí)鐘電路,鍵盤電路等。復(fù)位電路是單片機(jī)的初始化操作,除了正常的初始化外,為擺脫困境,通過(guò)復(fù)位電路可以重新開始。時(shí)鐘電路采用12MHz的晶振,作為系統(tǒng)的時(shí)鐘源,具有較高的準(zhǔn)確性。
在上電時(shí)四位共陽(yáng)極74EG-MPX4-CA數(shù)碼管顯示最初的起步價(jià)，里程，汽車行駛時(shí)間，通過(guò)按鍵可以切換起步價(jià)，里程，汽車行駛時(shí)間。通過(guò)按鍵模擬出租車的運(yùn)行，暫停，停止。在74EG-MPX4-CA液晶上可以顯示運(yùn)行的時(shí)間，運(yùn)行時(shí)暫停的時(shí)間，以及所用的。在這里主要是以AT89C51單片機(jī)為核心控制器，P3口接74EG-MPX4-CA液晶顯示模塊，P0口接按鍵的，通過(guò)按鍵輸入。

傳感器知識(shí)面廣，如果在實(shí)踐技能的鍛煉上下功夫，單憑課堂理論課學(xué)習(xí)，勢(shì)必出現(xiàn)理論與實(shí)踐脫節(jié)的局面。任隨書本上把單片機(jī)技術(shù)介紹得多么重要、多么實(shí)用多么好用，同學(xué)們?nèi)匀粫?huì)感到那只是空中樓閣，離自己十分遙遠(yuǎn)，或者會(huì)感到對(duì)它失去興趣，或者會(huì)感到它高深莫測(cè)無(wú)從下手，這些情況都會(huì)令課堂教學(xué)的效果大打折扣。

本次設(shè)計(jì)的目的就是讓我們?cè)诶碚搶W(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)完成一個(gè)傳感品器件的設(shè)計(jì)，使我們學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，而且能夠?qū)﹄娮与娐贰㈦娮釉骷⒂≈齐娐钒宓确矫娴闹R(shí)進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)，同時(shí)在軟件編程、排版調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。

出租車計(jì)價(jià)器是出租車營(yíng)運(yùn)的專用智能化儀表,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,出租車計(jì)價(jià)器技術(shù)也在不斷進(jìn)步和提高。國(guó)內(nèi)出租車計(jì)價(jià)器已經(jīng)經(jīng)歷了4 個(gè)階段的發(fā)展。從傳統(tǒng)的全部由機(jī)械元器件組成的機(jī)械式,到半電子式即用電子線路代替部分機(jī)械元器件的出租車計(jì)價(jià)器;再?gòu)募呻娐肥降侥壳暗膯纹瑱C(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器。出租車計(jì)價(jià)器是否準(zhǔn)確、出租車司機(jī)是否作弊才是乘客最關(guān)心的問題,而計(jì)價(jià)器營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)的管理是否方便才是出租車司機(jī)最關(guān)注的。因此怎樣設(shè)計(jì)出一種既能有效防止司機(jī)作弊又能方便司機(jī)的計(jì)價(jià)器尤為重要。因此, 本文以單片機(jī)A T89C51 為核心設(shè)計(jì)一款多功能出租車計(jì)價(jià)器,該計(jì)價(jià)器能實(shí)現(xiàn)按時(shí)間和里程綜合計(jì)算車價(jià)，能顯示時(shí)間、總車價(jià)等相關(guān)信息顯示。它比市場(chǎng)上的一些計(jì)價(jià)器使用更方便,功能更全,還具有有效防止司機(jī)作弊和系統(tǒng)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。


2  系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

2.1出租車計(jì)價(jià)器簡(jiǎn)介

以單片機(jī)AT89C51為核心設(shè)計(jì)一款多功能出租車計(jì)價(jià)器,該計(jì)價(jià)器能實(shí)現(xiàn)按時(shí)間和里程綜合計(jì)算車價(jià)，能顯示時(shí)間、總車價(jià)等相關(guān)信息顯示。它比市場(chǎng)上的一些計(jì)價(jià)器使用更方便,功能更全,還具有有效防止司機(jī)作弊和系統(tǒng)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
2.2 設(shè)計(jì)要求

基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，基本實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)器的部分功能。
2.3 設(shè)計(jì)方案論證

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，用時(shí)間模擬路程設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)器，選擇單片機(jī)AT89C51為測(cè)控系統(tǒng)的核心來(lái)完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示等功能。選用時(shí)間模擬路程省卻了采樣/保持電路、運(yùn)放、數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路以及進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)的串/并轉(zhuǎn)換電路，簡(jiǎn)化了電路，縮短了系統(tǒng)的工作時(shí)間，降低了系統(tǒng)的硬件成本。
該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路如下：將設(shè)計(jì)好的時(shí)間間隔發(fā)送到單片機(jī)上，經(jīng)過(guò)51單片機(jī)處理，將把時(shí)間和價(jià)在顯示電路上顯示，本系統(tǒng)顯示器用4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)。
按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由5個(gè)模塊組成：主控制器、時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，振蕩電路和顯示電路。
本課題以是AT89C51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的一種出租車計(jì)價(jià)器，系統(tǒng)整體硬件電路包括，時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，振蕩電路和顯示電路，單片機(jī)主板電路等組成。

系統(tǒng)框圖主要由主控制器、單片機(jī)復(fù)位、時(shí)鐘振蕩、LED顯示、總體電路結(jié)構(gòu)框圖如圖2.3所示。





                圖2.3  出租車計(jì)價(jià)器總體電路結(jié)構(gòu)框圖

2.4 硬件設(shè)計(jì)電路
本設(shè)計(jì)電路圖如圖2.4所示。本系統(tǒng)控制器使用單片機(jī)AT89C51，顯示器用4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)。
圖2.4  出租車計(jì)價(jià)器總電路圖

3  設(shè)計(jì)語(yǔ)言及軟件介紹
3.1 C語(yǔ)言介紹
C語(yǔ)言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它既具有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)。它由美國(guó)貝爾研究所的D.M.Ritchie于1972年推出，1978年后，C語(yǔ)言已先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上，它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語(yǔ)言，適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動(dòng)畫，具體應(yīng)用比如單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。
3.2 Keil uVision4軟件介紹
Keil uVision4是一款與51系列兼容單片機(jī)匯編和C語(yǔ)言的軟件開發(fā)系統(tǒng)，該軟件提供了豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。它的集成開發(fā)環(huán)境集成了一個(gè)項(xiàng)目管理器和一個(gè)功能豐富 有錯(cuò)誤提示的編輯器，以及設(shè)置選項(xiàng)，生成工具，在線幫助等功能。利用Keil uVision4可以編譯C、匯編、C和匯編的混合編程源程序，并把它們組織到一個(gè)能確定的目標(biāo)應(yīng)用的項(xiàng)目中去。Keil uVision4會(huì)自動(dòng)編譯，匯編，連接嵌入式應(yīng)用，并為你的開發(fā)提供一個(gè)單一的焦點(diǎn)。
4  系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 概述
整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來(lái)了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來(lái)完成各種實(shí)質(zhì)性的功能如測(cè)量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個(gè)執(zhí)行軟件是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。用C語(yǔ)言完成對(duì)設(shè)計(jì)的軟件編程，程序開始首先定義幾個(gè)函數(shù)，以及幾個(gè)初值；然后通過(guò)延時(shí)程序連接顯示電路和AT89C51，然后編寫價(jià)程序和時(shí)間程序，同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)中斷程序，還有體現(xiàn)按鍵功能的程序?qū)懭爰白x取數(shù)據(jù)子程序，之后再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，由數(shù)碼管顯示出來(lái)，不斷循環(huán)。

4.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)模塊
系統(tǒng)程序主要包括主程序，延時(shí)子子程序，鍵盤掃描子程序，價(jià)計(jì)算顯示子程序和時(shí)間顯示子程序，中斷子程序等。
4.2.1主程序
主程序的主要功能是實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)價(jià)器系統(tǒng)的實(shí)時(shí)顯示，時(shí)間價(jià)的轉(zhuǎn)換，按鍵控制功能。主程序流程圖如圖4.2.1所示。
圖4.2.1  主程序流程圖
4.2.2延時(shí)子程序
延時(shí)程序的主要功能是對(duì)單片機(jī)和顯示數(shù)碼管之間的延時(shí)轉(zhuǎn)換，以及按鍵和數(shù)碼管之間的延時(shí)作用。延時(shí)子程序流程圖如圖4.2.2所示。
圖4.2.2  延時(shí)子程序流程圖
4.2.3鍵盤掃描子程序
鍵盤掃描子程序主要是對(duì)暫停播放，時(shí)間價(jià)的轉(zhuǎn)換和清零鍵的控制。鍵盤掃描子程序圖4.2.3所示。

      

                                                     

圖4.2.3  鍵盤掃描子程序流程圖

4.2.4價(jià)計(jì)算顯示子程序
價(jià)計(jì)算顯示子程序?qū)?duì)出租車行駛的價(jià)計(jì)算和數(shù)碼管對(duì)價(jià)的顯示。其流程圖如圖4.2.4所示。






圖4.2.4  價(jià)計(jì)算顯示子程序圖

4.2.5時(shí)間顯示子程序

時(shí)間顯示子程序主要是對(duì)出租車行駛中時(shí)間的顯示操作。時(shí)間顯示子程序流程圖如圖4.2.5所示。
圖4.2.5 時(shí)間顯示子程序圖

4.2.6中斷子程序
     中斷子程序主要是對(duì)出租車系統(tǒng)中每個(gè)中斷環(huán)節(jié)的控制盒實(shí)現(xiàn)。中斷子程序流程圖如圖4.2.6所示。

圖4.2.6 中斷示子程序圖

4.3 控制源C語(yǔ)言程序
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
sbit p00=P0^0 ;
sbit p01=P0^1 ;
sbit p02=P0^2 ;
sbit p37=P3^7 ;
uint i,j;
uint code Seg[19]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x80};
//數(shù)碼管譯碼表：   { 0  ， 1 ， 2 ， 3 ， 4  ，5    6     7   8    9    0    . }       P}
uchar jps,ks,key_do;//鍵盤緩存，上次有按鍵按下標(biāo)志位，按鍵已處理標(biāo)志位
uint count_10ms=0,second=0;
float cost;    //
void delay(uint tt)  //延時(shí)函數(shù)
{
  uint i;
  for(;tt>0;tt--)
    for(i=0;i<200;i++);
}

void LED(uint d1,uint d2)
{
       if(d1==1)  P0=(P0|0xf0)&0x1f;
       if(d1==2)  P0=(P0|0xf0)&0x2f;
       if(d1==3)  P0=(P0|0xf0)&0x4f;
       if(d1==4)  P0=(P0|0xf0)&0x8f;
       P0=P0|0x0f;
       P1=Seg[d2];
}
int keyscan()     //鍵盤掃描函數(shù)
{
  int t=0;
  if(p00==0) { t=1; jps=1;}
  if(p01==0) { t=1; jps=2;}
  if(p02==0) { t=1; jps=3;}
  return(t);  
}
void money()    //價(jià)計(jì)算
{
  count_10ms++;
  if(count_10ms==100)
     {count_10ms=0;second++;}
  if(second<=3) cost=5.0;
       else if(second>3) cost=5.0+0.7*(second-3);
}
void ledshow()
{  
       while(j%2==0)   //  價(jià)顯示
              {
                      LED(1,(int) (cost/10) );
                      delay(5);
               LED(2,(int) cost%10 );
                      delay(5);
                      LED(3,(int) (cost*10)%10 );
                      delay(5);
                      LED(4,(int) (cost*100)%10 );
                      delay(5);
                      LED(2,11);
                      delay(5);
              }

       while(j%2==1)   //    時(shí)間顯示   
       {
                     LED(1,second/10);
                    delay(5);
                     LED(2,second%10);
                     delay(5);
                     LED(3,count_10ms/10);
                     delay(5);
                     LED(4,count_10ms%10);
                     delay(5);
                     LED(2,11);
                     delay(5);            
          }

}
void Time_fun() interrupt 1    //10ms中斷函數(shù)
{
  uint k;
  if(k==15) { k=0; p37=1; }
    else k++;
  TH0=(0xffff-10000)/256;  //10ms
  TL0=(0xffff-10000)%256;  //10ms

  if(i%2==1) money();     //   暫停/播放
  if((ks==1)&&(keyscan()==1)&&(key_do==0))
        {                                    
              k=0;
              p37=0;   //按鍵提示音
              key_do=1;
              if(jps==1) i++;  //   暫停/播放鍵
              if(jps==2) j++; //    時(shí)間價(jià)顯示轉(zhuǎn)換
              if(jps==3)  //   清零鍵
                     {
                       count_10ms=0;
                       second=0;
                       cost=0;
                     }
        }  
  ks=keyscan();
  if(ks==0)  key_do=0;

}

main()
{  
       TMOD=0x01;     //Time0為16計(jì)數(shù)器
       TH0=(0xffff-10000)/256;
       TL0=(0xffff-10000)%256;
       TR0=1;    //打開定時(shí)器
       IE=0x82;  //EA=1  ET0=1  打開中斷

       while(1)
    {
              ledshow();

    }
}
;

4. 4 調(diào)試及仿真
經(jīng)軟件調(diào)試-仿真器proteus調(diào)試通過(guò)，并燒錄芯片，得到所要求的設(shè)計(jì)結(jié)果。如下圖，試驗(yàn)成功。
圖4.4.1價(jià)（一）
圖4.4.2時(shí)間（一）

圖4.4.3價(jià)（二）
圖4.4.4時(shí)間（二）

圖4.4.5價(jià)（三）
圖4.4.6時(shí)間（三）

圖4.4.7價(jià)（四）
圖4.4.8時(shí)間（四）

圖4.4.9價(jià)（五）
圖4.4.10時(shí)間（五）

結(jié) 論
本文介紹了基于AT89C51單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)硬件電和軟件程序設(shè)計(jì)做了分析，文中介紹了數(shù)字溫度計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展，介紹了仿真軟件Proteus及Keil的基本知識(shí)，一個(gè)月來(lái)，經(jīng)過(guò)我們的努力，基本上完成了設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容，在系統(tǒng)可行性分析、原理圖設(shè)計(jì)等方面都作了許多實(shí)際工作，取得了一些成績(jī)，也遇到了一些問題，存在一些不足。經(jīng)過(guò)這一個(gè)月的學(xué)習(xí)，我們?cè)诶碚撝R(shí)方面還是在動(dòng)手能力方面都有了不小的進(jìn)步，受益匪淺。這次設(shè)計(jì)很好的把以前學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，使我們認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)與實(shí)踐之間有一定的差距，只有通過(guò)不斷的努力學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能很好的把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，也只有通過(guò)不斷的實(shí)踐才能對(duì)理論知識(shí)的理解。
通過(guò)這次設(shè)計(jì)不僅學(xué)會(huì)了如何去查找相關(guān)資料，更重要的是通過(guò)查找資料和翻閱書籍學(xué)到了不少知識(shí)，擴(kuò)大了知識(shí)面，提高了知識(shí)水平。經(jīng)過(guò)單元設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)鞏固了以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，真正認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，為以后的學(xué)習(xí)和工作提供了很多有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了動(dòng)腦能力和動(dòng)手能力，也提高了我們思考問題、分析問題、解決問題的能力，更重要的是學(xué)會(huì)用工程化的思想來(lái)解決問題。
這次設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到完整、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)分析問題、解決問題的思想是多么的重要，只有擁有了科學(xué)的態(tài)度才能設(shè)計(jì)出有用的產(chǎn)品。另外通過(guò)本次設(shè)計(jì)，也使我們認(rèn)識(shí)到自己理論知識(shí)的應(yīng)用能力有很大的欠缺，需要在以后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步提高。

Keil代碼與Proteus仿真下載(注意要先按暫停后再按轉(zhuǎn)換): 出租車計(jì)價(jià)器.7z (502.72 KB, 下載次數(shù): 68)




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