单片机课程设计-出租车计价器设计.doc

单片机课程设计课题： 出租车计价器设计系 别： 专 业： 姓 名： 学 号： 年 月 日成绩评定一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。二、评分评分项目设计报告评分答辩评分平时表现评分合 计 （100分）任务完成情 况（20分）课程设计报告质量（40分）表达情况（10分）回答问题情 况（10分）工作态度与纪律（10分）独立工作能力（10分）得分课程设计成绩评定班级 姓名 学号成绩： 分（折合等级 ）指导教师签字 年 月 日目 录一、 设计目的-4二、 设计要求-4三、 总体设计-41 程序框图及说明-42 程序流程图及说明-5四、各部分电路设计-7 1、键盘调整单元-72、里程计算-73、显示电路设计-84、等候时间电路设计-95、总金额计算-10五、整体电路图-10六、设计总结-11参考文献-11附录（全部源程序）-12一、设计目的出租车计价器是乘客与司机双方的交易准则，是出租车行业发展的重要标志，它关系着交易双方的利益。现在，城市建设日益加快，象征着城市面貌的出租车行业也将加快发展，计价器的普及是毫无疑问的，所以未来出租车行业计价器的市场是很有潜力的。本文是为了探索计价器的设计而制作的。二、设计要求1、不同情况具有不同的收费标准。白天、晚上、途中等待（10min 开始收费）2、能进行手动修改单价3、具有数据的复位功能4、io口分配的简易要求，距离检测使用霍尔开关a44e，白天/晚上收费标准的转换开关，数据的清零开关，单价的调整（最好使用 和 按键）5、数据输出（采用lcm103 ）单价输出2 位、路程输出2 位、总金额输出3 位6、按键启动计时开关、数据复位（清零）、白天/晚上转换三、总体设计1、采用单片机控制，程序框图如下：89s51单片机键盘控制单价显示总金额显示at24c02掉电存储里程计算单元串口显示驱动电路 图1 程序框图利用单片机丰富的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。单片机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。2、程序流程图如下：开始初始化数据s1按下？否是s4按下？是否设定默认 单价（白天）设定晚上单价否按下s4？是启动计价器设定中途等待单价总路程加1总金额加1里程中断？图2 主程序流程图s4按下？s3按下？到一公里？停止计价和里程计数s3按下？否是是否否是显示金额及单价显示路程和单价是是否返回时间显示是否传感有信号？ 主程序流程图如图2 所示。当按下s1时，就启动计价，将根据里程寄存器中的内容计算和判断出行驶里程是否已超过起价公里数。若已超过，则根据里程值、每公里的单价数和起价数来计算出当前的累计价格，并将结果存于价格寄存器中，然后将时间和当前累计价格送显示电路显示出来。当到达目的地的时候，由于霍尔开关没有送来脉冲信号，就停止计价，显示当前所应该付的金额和对应的单价，到下次启动计价时，系统自动对显示清零，并重新进行初始化过程。四、各部分电路设计1、键盘调整单元 图3 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。由于调节信息不多，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3所示。s1：接p1.0口，对上一次的计费进行清零，为下次载客准备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2次，进入调整夜晚单价；按3次，进入调整等待单价；按4次，进入调整起步价；按5次，返回。2、里程计算里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器a44e检测到的信号，送到单片机，经处理计算,送给显示单元的。其原理如图4传感器测距示意图所示。图 4 传感器测距示意图由于a44e 属于开关型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽（4.518v），其输出的信号符合ttl 电平标准，可以直接接到单片机的io 端口上，而且其最高检测频率可达到1mhz。a44e 集成霍耳开关由稳压器a、霍耳电势发生器(即硅霍耳片)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cc v ，经稳压器稳压后加在霍耳电势发生器的两端，根据霍耳效应原理，当霍耳片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生霍耳电势差h v 输出，该h v 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op b )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，通常称这种状态为开。当施加的磁场达到释放点(即rp b )时，触发器输出低电压，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，使霍耳开关完成了一次开关动作。我们选择了p3.2 口作为信号的输入端，内部采用外部中断0（这样可以减少程序设计的麻烦），车轮每转一圈（我们设车轮的周长是1 米），霍尔开关就检测并输出信号，引起单片机的中断，对脉计数，当计数达到1000 次时，也就是1 公里。3、显示电路设计 图5 显示电路显示单元由7个8段共阳数码管组成，采用动态扫描进行显示。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p3.4和p3.5，用于显示里程；后边两个分别接p3.6和p3.7，用于显示单价。电路如图5所示。4、等候时间电路设计当在计数状态下霍尔开关没有输出信号，片内的t1 定时器便被启动，每当计时到达10分钟，就对当前金额加上中途等待的单价，以后每十分钟都自动加上中途等待的单价。当中途等待结束的时候，也就自动切换到正常的计价。程序流程图如下：开始保护现场重置计数初值否中断10次？是数据送显示缓冲单元调用显示子程序恢复现场并中断返回图6 等时流程图5、总金额计算（1）无等待：总金额=单价*里程+起步价(2)有等待：总金额=(t/10min)*单价+单价*里程+起步价 （t是等待时间）五、整体电路图 图7 整体电路图1、s1按键的功能在出租车不走的时候，按下s1，可以实现数据的分屏显示；车在行走的时候只有总金额和单价显示屏在显示，当到达目的地的时候，客户要求查看总的里程的时候，就可以按下s1 切换到里程和单价显示屏，供客户查询。2、s2按键的功能在按下s1按键之后，若接着按下s2键则进行单价调整（默认为调整白天单价），当接着按下s1时，则进行晚上单价调，再次按下s1可进行中途等待单价调整。当单价调整结束后，可以通过过按下s2按键进行时间调整，默认为调整时，接着按下s1可进行调整分，分调整后再接下s1可进行秒调整。当时调整完成后，若接着按下s2则又可进行单价调整。3、s3按键的功能在显示金额及单价时，若按下s3键则显示路程和单价，再次按下s3，可返回显示金额及单价。4、s4按键的功能在按下s1按键之后，若接着按下s4按键，则进行设定默认晚上单价，并启动计价器，若没有按下s4则可设定默认单价（白天），并启动计价器。当设定默认晚上单价结束后，再次接下s4按键，则可设定默认中途等待单价，并启动计价器。当设定默认中途等待单价后，若还按一次s4，则返回系统时间的显示。六、设计总结经过本周关于出租车计价器的课程设计，我对单片机的应用有了更深的了解。当然在课程设计的过程中，不可避免的碰到了许多问题。对于代码的前后顺序及调用掌握得还不够好；对于一些相关的应用软件没能熟练掌握。通过这几天的思考，以及参考网上的程序和听取同学的讲解，最终还是把问题解决了。通过本次课程设计，又使我学到了许多书本上无法学到的知识,也使也深该体会到单片机技术应用领域的广泛，不仅使我对学过的单片机知识有了很多的巩固，同时也对单片机这一门课程产生了更大的兴趣。要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常，我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，将之一一解决。参考文献 1 郭天祥主编，51单片机入门及开发，北京，电子工业出版社。 2 张毅坤等主编，单片微型计算机原理及应用，西安，西安电子科技大学出版社。3 余成波主编，传感器与自动检测技术，北京，高等教育出版社。4 辛友顺主编，单片机应用系统设计与实现，福建，福建科学技术出版社。附录全部源程序该出租车计价器的系统软件设计源程序如下：day_priceequ 6fhnight_priceequ 6ehmidway_priceequ 6dhstart_priceequ 6chcountl equ 6bhcounth equ 6ahm100 equ 69h ; 外部中断次数distance equ 68h ; 行车距离ms100 equ 67hsec equ 66hmin equ 65hhour equ 64hledsl equ 63h ; 时分钞显示缓冲区ledsh equ 62hledml equ 61hledmh equ 60hledhl equ 5fhledhh equ 5ehleddanjial equ 5dh ; 总额，单价显示缓冲区leddanjiah equ 5chline_ equ 5bhledcount1 equ 5ahledcount2 equ 59hledcount3 equ 58hleddanjia2l equ 57h ; 路程，单价显示缓冲区leddanjia2h equ 56hline_ equ 55hline_ equ 54hleddistancel equ 53hleddistanceh equ 52hledday_pl equ 51h ; 中途，晚上，白天显示缓冲区ledday_ph equ 50hlednig_pl equ 4fhlednig_ph equ 4ehledw_pl equ 4dhledw_ph equ 4chs1 bit p1.0s2 bit p1.1s3 bit p1.2s4 bit p1.3s11 equ 4bhs22 equ 4ahs33 equ 49hs44 equ 48hm1 equ 47hh1 equ 46hm2 equ 45hh2 equ 44hprice equ 43horg 0000hajmpmainorg 0003hajmptoorg 000bhajmptotimeorg 001bhajmptostartorg 0030hmain: mov sp,#70hmov tmod, #11hmov th0, #3chmov tl0, #0b0hmov th1, #3chmov tl1, #0b0hmov 22h, #0ahsetb easetb tr0setb ex0setb it0setb et0setb et1mov r7,#34mov r0,#69hloopl:mov r0,#0dec r0djnzr7,looplmov countl, #00h ; 起步价mov counth, #05hmov day_price,#25h ; 白天价格初始化mov night_price,#30h ; 晚上价格初始化mov midway_price,#10h ; 中途等待初始化mov start_price, #50h ; 起步价初始化mov s11, #0mov s22, #0mov s33, #0mov s44, #0mov distance, #02hmov hour, #12hkey_main: setb tr0acall hms_disacall t100msdacall t100msdacall t100msdjb s1, key_mainacall t10msdjb s1, key_mainjnb s1,$sjmp wai1wa1:jb s1, k1acall t10msdjb s1, k1wait1:jnb s1, wait1mov r0, #leddanjialmov r2, #6clr amov countl,amov counth,amov m100, amov distance,abk1: mov r0, adec r0djnz r2, bk1mov price,day_price; 起动初始化mov countl, #00h; 起步价mov counth, #05hlcall cp_dis; 总金额和单价显示k1: jb s2, k2acall t10msdjb s2, k2wait2: jnb s2, wait2inc s22mov a, s22cjne a, #1, next1lcall pa_disljmp key_djnext1:cjne a, #2, next2clr tr0lcall hms_disljmp key_sjnext2:cjne a, #3, k2mov s22, #0k2: jb s3, k3acall t10msdjb s3, k3wait3:jnb s3, wait3inc s33mov a, s33cjne a, #1, nxt1lcall dp_disnxt1: cjne a, #2, nxt2clr cmov a, m2subb a, m1mov m1, amov a, h2subb a, h1mov h1, anxt2: cjne a, #3, k3mov s33, #0lcall cp_disk3: jb s4, bk_key_mainacall t10msdjb s4, bk_key_mainwait4:jnb s4, wait4inc s44mov a, s44cjne a, #1, nt1mov price,day_pricelcall cp_disnt1:cjne a, #2, nt2mov price,night_pricelcall cp_disnt2:cjne a, #3, nt3mov price,midway_pricesetb tr1lcall cp_disnt3:cjne a, #4, bk_key_mainmov s44, #0ljmp key_mainbk_key_main: ljmp wa1key_dj:jb s1, ky1acall t10msdjb s1, ky1wait5:jnb s1, wait5inc s11mov a, s11cjne a, #1, next11ljmp day_pnext11: cjne a, #2,next12lcall nig_pnext12:cjne a, #3, ky1lcall mid_pmov s11, #0ljmp key_mainky1:jb s2, ky2acall t10msdjb s2, ky2wait6:jnb s2, wait6inc s22mov a, s22cjne a, #1, next13lcall pa_disljmp key_djnext13:cjne a, #2, next14clr tr0lcall hms_dislcall key_sjnext14:cjne a, #3, ky2mov s22, #0ljmp key_mainky2:ajmp key_djkey_sj:jb s1, key1acall t10msdjb s1, key1wait7:jnb s1, wait7inc s11mov a, s11cjne a, #1,next21lcall hou_tnext21:cjne a, #2,next22lcall min_tnext22: cjne a, #3,key1mov s11, #0ljmp key_mainkey1: jb s2, key2acall t10msdjb s2, key2wait8:jnb s2, wait8inc s22mov a, s22cjne a, #1, next23lcall pa_disljmp key_djnext23:cjne a, #2, next24clr tr0lcall hms_disnext24:cjne a, #3, key2mov s22,#0lcall key_sjljmp key_mainkey2:ajmp key_sjday_p:setb f0 lcall t100msdlcall t100msdmov ledday_pl, #0ahmov ledday_ph, #0ahlcall pa_dis1lcall t100msdlcall t100msdlcall pa_dislp1: jb s3, key11mov a, #1add a, day_priceda amov day_price,amov a, day_pricecjne a, #99h, key11mov day_price, #0key11: jb s4, key12lcall t10msdjb s4, key12mov a,day_priceadd a, #99hda amov day_price,acjne a, #00h, key12mov a, #99hkey12: jb s1, key13acall t10msdjb s1, key13wait11: jnb s1, wait11inc s11mov a, s11cjne a, #1,next31lcall day_pnext31:cjne a, #2,next32lcall nig_pnext32:cjne a, #3,next33lcall mid_pnext33:cjne a, #4, key13mov s11, #0key13:jb s2, key14lcall t10msdjb s2, key14wait12:jnb s2, wait12ljmp key_mainkey14:ajmp day_pnig_p:setb f0 ;调用定时延时标志位lcall t100msdlcall t100msdmov lednig_pl, #0ahmov lednig_ph, #0ahlcall pa_dis1lcall t100msdlcall t100msdlcall pa_disjb s3, key21lcall t10msdjb s3, key21mov a, #1add a, night_priceda amov night_price,acjne a, #99h,key21mov night_price,#0key21:jb s4, key22lcall t10msdjb s4, key22mov a, night_priceadd a, #99hda amov night_price,acjne a, #00h, key22mov night_price,#99hkey22:jb s1, key23acall t10msdjb s1, key23wait15:jnb s1, wait15inc s11mov a, s11cjne a, #1,next41lcall day_pnext41:cjne a, #2,next42lcall nig_pnext42:cjne a, #3,next43lcall mid_pnext43:cjne a, #4, key23mov s11, #0ljmp key_djkey23:jb s2, key24lcall t10msdjb s2, key24wait30:jnb s2, wait30ljmp key_mainkey24: ajmp nig_pmid_p: setb f0 ;调用定时延时标志位lcall t100msdmov ledw_pl, #0ahmov ledw_ph, #0ahlcall pa_dis1lcall t100msdlcall pa_disjb s3, key31lcall t10msdjb s3, key31mov a, midway_priceadd a, #1da amov midway_price,acjne a, #99h, key31mov midway_price, #00hcjne a, #100, key31mov midway_price, #0key31: jb s4, key32lcall t10msdjb s4, key32mov a, midway_priceadd a, #99hda amov midway_price,acjne a, #00h, key32mov night_price,#99hkey32: jb s1, key33acall t10msdjb s1, key33wait18: jnb s1, wait18inc s11mov a, s11cjne a, #1,next51lcall day_pnext51: cjne a, #2,next52lcall nig_pnext52: cjne a, #3,next53lcall mid_pnext53: cjne a, #4, key33mov s11, #0ljmp key_djkey33: jb s2, key34lcall t10msdjb s2, key34wait31:jnb s2, wait31ljmp key_mainkey34: ajmp mid_phou_t: setb f0 ;调用定时延时标志位lcall t100msdlcall t100msdmov ledhl, #0ahmov ledhh, #0ahlcall hms_dis1;直接调用显示，不经过拆分程序lcall t100msdlcall t100msdmov sec, #0lcall hms_disjb s3, key41mov a, houradd a, #1da amov hour,acjne a, #24h, key41mov hour, #0key41: jb s4, key42mov a, houradd a, #99hda amov hour,acjne a, #99h, key42mov hour, #23hkey42: jb s1, key43acall t10msdjb s1, key43wait21: jnb s1, wait21inc s11mov a, s11cjne a, #1,next61ljmp hou_tnext61: cjne a, #2,next62ljmp min_tnext62: cjne a, #3,key43mov s11, #0ljmp key_sjkey43: jb s2, key44lcall t10msdjb s2, key44wait32: jnb s2, wait32ljmp key_mainkey44: ajmp hou_tmin_t: setb f0 ;调用定时延时标志位lcall t100msdlcall t100msdmov ledml, #0ahmov ledmh, #0ahlcall hms_dis1;直接调用显示，不经过拆分程序lcall t100msdlcall t100msdmov sec, #0lcall hms_disjb s3, key51mov a, minadd a, #1da amov min, acjne a, #60h, key51mov min, #0key51: jb s4, key52mov a, minadd a, #99hda amov min, acjne a, #99h, key52mov min, #59hkey52: jb s1, key53acall t10msdjb s1, key53wait24: jnb s1, wait24inc s11mov a, s11cjne a, #1,next71lcall hou_tnext71: cjne a, #2,next72lcall min_tnext72: cjne a, #3,key53setb tr0mov s11, #0ljmp key_sjkey53: jb s2, key54lcall t10msdjb s2, key54wait33: jnb s2, wait33ljmp key_mainkey54: ajmp min_ttotime: push pswpush accmov th0, #3chmov tl0, #0b0hinc ms100mov a, ms100cjne a, #10,returnmov ms100,#0mov a, secadd a, #1da amov sec,acjne a,#60h,returnmov sec,#0mov a, #1hadd a, minda amov min,acjne a,#60h, returnmov min,#0mov a, #1hadd a, hourda amov hour,acjne a, #24h,returnmov hour,#0return: pop accpop pswretito: push pswpush accmov a,#1add a,m100mov m100,amov a, m100cjne a, #100,return1mov m100,#0inc 21hmov a,21hcjne a, #0ah, return1 ;已经到了1公里mov 21h,#0mov a, #1add a, distanceda amov distance,amov a, priceadd a, countlda amov countl,acjne a, #10h,return1mov countl,#0mov a, #1add a, counthda amov counth,acjne a, #99h, return1mov counth,#0return1: pop accpop pswretitostart: push pswpush accmov th1, #3chmov tl1, #0b0hdjnz 22h, return2 ;1s未到返回mov 22h, #0ahmov a, #1add a, 23hda amov 23h, acjne a, #60h, return2mov 23h, #0mov a, #1add a, 24hda amov 24h,acjne a, #10h, return2mov 24h, #0mov a, start_priceadd a, countlda amov countl,acjne a, #10h, return2mov countl, #0mov a, #1add a, counthda amov counth,acjne a, #99h,return2mov counth,#0return2: pop accpop pswretihms_dis:pushacc pushpswsetbrs1mov r0,#sec ;时分秒的拆分(三个字节)mov r1,#ledslmov r6,#03hloop1:mov a, r0mov b, aanl a, #0fhmov r1,adec r1mov a, bswapaanl a, #0fhmov r1,adec r1dec r0djnzr6,loop1pop pswpop acchms_dis1: push accpush pswmov r7,#06hmov r0,#ledslloop: mova, r0movdptr,#tabmovca,a+dptrmov sbuf,abk: jbcti,nextsjmpbknext: decr0djnzr7,loopclrrs1poppswpopaccretcp_dis:push acc push pswsetb rs1mov r0,#counth ;mov r1,#ledcount2mov a, r0mov b, aanl a, #0fhmov r1,adec r1mov a, bswapaanl a, #0fhmov r1,amov ledcount1,countlmov a,ledcount1 ;送总金额低位mov dptr,#tabmovc a, a+dptrmov sbuf,ajnb ti,$clr timov a,ledcount2 ;送总金额中位mov dptr,#tabmovc a,a+dptrcpl acc.4mov sbuf,ajnb ti, $clr timov a,ledcount3 ;送总金额高位mov dptr,#tabmovc a,a+dptrmovsbuf,ajnb ti,$clr ticlr rs1mov sbuf,#0feh ;送短线(短线的字型码是0feh)jnb ti, $clr timov r0,#price;单价拆分(两个字节)mov r1,#leddanjialmov r6,#03hmov a, r0mov b, aanl a, #0fhmov r1,adec r1mov a, bswapaanl a, #0fhmov r1,adec r1mov a,leddanjial ;送单价低位mov dptr,#tabmovc a,a+dptrmov sbuf,ajnb ti, $clr timov a, leddanjiah ;送单价高位mov dptr,#tabmovca,a+dptrcpl acc.4mov sbuf,ajnb ti,$clr tipop pswpop accretdp_dis:push acc push pswsetb rs1mov r0,#price ;单价的拆分(一个字节)mov r1,#leddanjialmov a, r0mov b, aanl a, #0fhmov r1,adec r1mov a, bswapaanl a, #0fhmov r1,adec r1mov a,led