毕业设计(论文)-出租车计费器的设计与发展.doc
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1、南昌大学共青学院毕业设计(论文) 摘要 密级: II南昌大学共青学院毕业设计(论文) 原创性声明 NANCHANG UNIVERSITY GONGQING COLLEGE毕业论文THESIS OF BACHELOR(20112015年)中文题目:出租车计费器的设计与发展英文题目:Design and development of the taxi fareregister学 院:南昌大学共青学院系 别:信息工程系专业班级:11级电子信息工程1班学生姓名:学 号:指导教师: 二 一 五 年 三 月学士学位论文原创性声明本人在此声明:所写论文为在指导老师的指导中单独思考并且独立创作所编写的。除文中
2、其他加以标注援用的知识结论以外,此论文不包括其余的单独或者团体曾经发表或者撰写的成果作品。其中个人和集体研究对本论文的重要贡献,已在论文中明确书写。本人对此产生的法律后果,有责任负责,并由本人承担。本人签名:日期: 南昌大学共青学院毕业设计(论文) 摘要摘 要由于当今社会科学技术的飞速发展,使汽车工业的快速发展,城市里出租车市场正在增加,但出租车计价器也在不断的发展,而且更加精确化和功能的多样化。这些改变让我们的日常生活习惯有了很大的改善。我们利用单片机的操作来完成该系统,是强化单片机操纵的优秀方法。出租车计价器是一个键盘电路,时钟电路,复位电路,STC89C52芯片用于出租车计费器的设计。单
3、片机的最初始操纵是复位电路,并且在平常的初始操纵下,为了解决一些问题,我们能够重新开始经过复位电路。通过按钮可以由自行设置起始价格,调整后的里程,等候时间收费。通过按键模拟出租车开始工作,等待时间所产生的费用。在1602液晶上显示里程数、等待时间,在结束计费时显示白天与晚上的总费用。关键字: STC89C52;1602液晶;出租车计费器 I南昌大学共青学院毕业设计(论文) ABSTRACT ABSTRACT Due to the rapid development of science and technology in todays society, so that the rapid de
4、velopment of automobile industry, the city taxi market is increasing, but the taxi meter is constantly developing, but more precise and functional diversification. These changes make our daily habits have greatly improved. We use the MCU to complete the operation of the system, is a great way to str
5、engthen the microcontroller manipulation.The taxi meter contains keyboard circuit, clock circuit, reset circuit, is chosen to design a microcontroller chip STC89C52 taxi meter. MCU is reset circuit to manipulate the most original, and in the usual initial manipulated, in order to solve some problems
6、, we can begin again after a reset circuit. 12MHz crystal clock circuit uses, and to as the system clock source, has a very high accuracy rate.You can set your own buttons by starting price, mileage-adjusted waiting time charges. Taxi to work through the key analog, waiting time costs arising. LCD d
7、isplay mileage in 1602, the waiting time during the day and the total cost of the evening show at the end of the billing.Keyword: STC89C52;1602 LCD;Taxi devicesII南昌大学共青学院毕业设计(论文) 目录目录摘 要IIABSTRACTII第一章 前 言11.1 课题背景11.2 课题研究的目的和意义11.3出租车计价器设计的任务与要求2第二章 出租车计价器的方案设计32.1方案论证与比较32.2方案选择4第三章 出租车计价器的硬件系统设计
8、53.1出租车计价器的硬件系统框架53.2 STC89C52单片机及其引脚说明53.3 AT24C02引脚图及其引脚功能83.4 AT24C02 掉电存储单元的设计93.5 数据显示单元设计93.6 键盘调整单元设计10第四章 出租车计价器的软件系统设计124.1 软件设计总流程124.2 按键模块设计124.3显示模块的设计134.4单片机最小系统14第五章 出租车计价器的仿真调试155.1仿真软件介绍155.2仿真结果分析15第六章 实物的制作与调试196.1电路的安装过程196.2电路的调试过程196.3电路出现的问题及解决方法19结 束 语21致谢22参考文献23附录A:程序24附录B
9、:出租车计价器的系统原理图33附录C:实物图片2附录D:仿真图片2IV33南昌大学共青学院毕业设计(论文) 第1章 前言 第一章 前 言1.1 课题背景随着我国经济发展及道路建设,交通也越来越方便,特别是出租,以迅速,方便的特点盛行在各个城市,成为城市交通出行的重要工具,在现在城市中,出租车以及成为了人们生活中必不可少的一部分,人们的出行也更加需要出租车了,因此作为出租车结算价格的重要的部分,出租车计价器也就在不断的发展了。从90年代初开始迅猛发展出租车已进入繁荣期,随着当今社会的城市化和人民生活水平的提高,出租车的便利性也越来越能体现出来。因此出租车计价器也就产生了。1.2 课题研究的目的和
10、意义出租车计价器是顾客与司机间的交易桥梁,计价器的发展是出租车的重要体现,是出租车工作的最重要工具。仪表具有良好的性能,对出租车司机还是乘客,都是非常必要的。于是,出租车计价器的设计与发展同样有着很高的利用及实践必要。模式开关需要应用到机械开关,而长时间使用机械驱动时,它可能会导致发生接触不良的情况,很多作用有可能会实现不了,于是咱们选用了单片机来完成该设计的计划,这比较原来的来说功效更加强大,我们使用比较少的硬件零件与得当的软件彼此利用能够达成该功能设计的需要,而且操作性比原来要强,还可以通过软件的编程来实现更多的其他附加功能。针对模式切换,我们可以通过软件编程就可以较为简单的实现,从而避免
11、了机械开关带来的不能确定的错误。随着生活水平的提高,人们不再满足于衣食住行享受便捷和舒适的旅行,越来越受到人们的重视。因此,出租车计价器是慢慢地发展。本次设计中主要通过编写程序来做成四个功能模块来组成计费的系统:第一是我们的控制的模块,以及译码用于显示的模块,以及分频的模块,最后还需要计量的模块,我们对程序进行了调试,以此来模拟了出租车的等待时间,开始工作,暂停工作期间,距离的计算和等待时间计算价格的功能。我们可以直观的看到出租车在白天和夜间需要的价格,白天及夜间的等待时间,并且可以自己设置这些价格,这就让计费变得更为简单,对人们的生活也就越来越方便,本次设计通过显示模块,显示出白天及晚上的价
12、格,让乘客也能清晰的看到自己所花费的费用,这就显示了一种公平的交易,本次设计并且可以将各功能模块产生的结果通过动态译码来扫描模块输出到显示模块来进行显示。它是通过显示模块可以显示出租车的行驶距离,以及出租车等候时间和等候的出租车费、行驶距离期间计算的价格。1.3出租车计价器设计的任务与要求1、起步费用设定。2、行车里程计费。3、等待计费。4、根据白天和黑夜进行不同的计价收费。主要技术指标:1、显示:可以显示单价、里程、总金额。2、停车计费功能:中途因故停车按中途等待的单价收费。3、自动分时计费功能:白天和夜间应能自动更换单价。4、扩展功能:可增加时钟功能。5、 里程误差小于2%。南昌大学共青学
13、院毕业设计(论文) 第2章 出租车计价器的方案设计 第二章 出租车计价器的方案设计2.1方案论证与比较 方案一:我们使用数字电子技术,需要的多谐振荡器可以选用定时器芯片来组成,需要的时钟脉冲信号由外围的晶体振荡电路来生成,最后可以利用译码的电路来对数据进行译码操作,最后需要解码电路来对产生的数据进行解码,把经过解码的数据来发送到数码管,使内容能够得以显现,此方案的系统框架,如图2.1所示: 数 码 管 显 示计时计费译码时 钟 脉 冲等待信号公里脉冲计费脉冲图2.1基于定时芯片的计价器 方案二:我们采用EDA技术,根据分层理论, 我们可以知道该设计可分为分频模块,控制模块等,扫描显示的模块,以
14、及需要的译码模块,该方案的框架如图2.2所示:译码计费 分频器时钟信号 显示 控制器等待信号计时公里脉冲计程计费/复位图2.2基于EDA技术的计价器方案三:我们可以利用单片机技术,以单片机作为主控制器,可以使用1602个字符型液晶作为显示电路,使用外部晶体可以作为时钟脉冲,从而使经过按钮可以更为容易的设置,如下是此计划的系统流程图,如图2.3所示:电源电路按键电路 单 片 机 语音播报复位电路掉电存储电路液晶显示里程传感器时钟电路图2.3基于单片机控制的计价器2.2方案选择 经过这几个方案的对比来考虑,方案三的设计更为符合日常化,性价比较高,使用更为方便,更加适合本次出租车计价器的设计思路,因
15、此采用方案三。南昌大学共青学院毕业设计(论文) 第3章 出租车计价器的硬件系统设计 第三章 出租车计价器的硬件系统设计3.1出租车计价器的硬件系统框架该系统的设计电路图如图3.1所示。STC89C52单片机实时访问关键的按键信息,然后进行相应的控制,LCD1602显示,LED灯,AT24C02来做出相应的动作。LCD1602显示模块STC89C52主控芯片AT24C02存储键盘控制模块LED灯指示灯图3.1 系统设计框架3.2 STC89C52单片机及其引脚说明本次出租车设计选用的是STC89C52芯片,此芯片拥有着8KBROM存储大小,并且选用的是Flash ROM,其拥有着8KB ROM的
16、内存存储大小,这相对于本次的设计而言程序的存储空间足够使用。并且它结合CMOS的较低功耗以及高密度技术,高速技术这些特点,并且它是基于标准的指令操作系统以及拥有MCS-51单片机的系统布局, STC89C51的升级版单片机就是它,并且拥有了时钟的输出与向下向上计数器这一类更多的功效,特别适用近似马达操作设置的场合。除此之外,89C52芯片还能够在低功耗的模式,我们可以选择空闲或者掉电模式通过两种软件。在空隙形式停止RAM以及CPU定时器、依旧可以保持它作用的是中断系统及串行口。如果是在掉电的形式下,可以让时钟振荡暂停期间,可以保留RAM数据,并且可以暂停芯片里另外的少许功效。STC89C52芯
17、片的40个引脚配置如图3.2所示。图3.2 STC89C52引脚配置40引脚的AT89S51芯片作用分别为:VCC 电源电压。GND 接地。RST 为复位输入。当RST为两个周期而且变成高电平期间,将会复位。XTAL1 即为在内部时钟电路的输入,反向振荡放大器的输入。XTAL2 为反向振荡放大器的输出。P0口 这是一组8位的双向I/O口为漏极开路型的。就是数据总线或者地址复用口。它在作输出口使用期间,当端口为“1”,即可为高阻抗的输入端。当在查看程序存储器又或者外部数据的存储器期间,在访问期间就会让内部上拉的电阻生效。P1口 是一个有着8位双向口,并且带有上拉电阻,当P1输出缓冲级期间,则可以
18、驱动4个TTL逻辑门电路。当“1”写入端口,可以使端口变为高电平经过上拉的电阻,这个时候就可以做输入口。在程序验证和Flash编程过程中,可以得到的低8位的地址。P1口的其他引脚、端口,还有功能如表3.1所示。表3.1 P1口特殊功能P1口引脚特殊功能P1.5 MOSI(ISP编程)P1.6 MOSI(ISP编程)P1.7 SCK(ISP编程)P2口 是一个8位双向口,它的内部有着上拉电阻,当端口为“1”的时候,可以将端口拉至高电平经过内部的上拉电阻,这个时候可以当作输入口。如果作为输入口去使用,那么它存在着上拉电阻,当某个引脚被其他信号降低期间,就会输出电流IIL。当访问外部数据及程序存储器
19、期间,则该口就可以输出高8位的内容。当访问其它数据存储器,那么本次访问的时候都不会改动该口的线上内容。当程序检验及编程的期间,P2也将获得的低8位的地址数据。P3口 为一个8位双向I/O口带有内部的上拉电阻。对P3口写“1”期间,即可以作为输入来使用,因为内部上拉的电阻电平被拉至了高位。在做输入端口使用期间。除了普通的P3口的I/O口线,更突出的是二次函数的作用,如表3.2所示:表3.2 P3口特殊功能P3口引脚特殊功能P3.0RXD(串行输入端口)P3.1TXD(串行输出端口)P3.2INT0(外部中断0)P3.3INT1(外部中断1)P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1(定时器1外
20、部输入)P3.6 (外部数据存储器写选通)P3.7 (外部数据存储器读选通)PSEN当AT89S51芯片数据在被外部存储器读取期间,就会有两个PSEN为有效的在一个机器周期的时候,这是两个脉冲输出。EA/VPP 为外部访问允许。当CPU访问外部程序存储器的期间,EA必须保持低,要值得考虑的是:当加密LB1修改程序,那么在复位期间,EA端就将会被锁存。在flash编程期间,该引脚将增加+12V编程电压。单片机最小系统如图3.3所示:图3.3 单片机最小系统3.3 AT24C02引脚图及其引脚功能AT24C02芯片各引脚如图3.4所示。图3.4 AT24C02引脚图AT24C02芯片有8个引脚,为
21、DIP封装,其中:A2A0 地址引脚;SDA、SCL I2C总线接口; WP 在WP引脚接入VDD,允许写任何地址,在VSS连通了这个引脚的时候,不能够写高地址;VCC 电源端GND 接地端3.4 AT24C02 掉电存储单元的设计本次所设计的掉电存储功能单元主要的功能是在断电期间,会自动保存当前所设立的各种单价等信息。我们本次设计所采用了AT24C02芯片是掉电可清除储存芯片,为2KB芯片,这个芯片选用了单片机通信及两线串行的总线,它的最小电压可达到2.5V,其静态电流是10Ua(5.5V),芯片内所输入的各种需要的数据能够储存40年之久在电源没有供电的情况下,并且选用了8脚的DIP封装,使
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