基于單片機(jī)出租車測(cè)速計(jì)價(jià)系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p>　　學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　基于單片機(jī)出租車測(cè)速計(jì)價(jià)系統(tǒng)</p><p><b>　　學(xué)生姓名：劉銘航</b></p><p>　　學(xué) 號(hào)：20094073336</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：孟潔</b></p><p>

2、;　　所在學(xué)院：信息技術(shù)學(xué)院</p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化</p><p><b>　　中國·大慶</b></p><p><b>　　2013年05月</b></p><p><b>　　黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)</b></p>&l

3、t;p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的是出租車測(cè)速計(jì)價(jià)系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)測(cè)速系統(tǒng)不但能實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)的功能，還可以通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)模擬汽車輪胎轉(zhuǎn)動(dòng),通過A44E霍爾傳感器對(duì)模擬出的輪胎轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車?yán)锍痰臏y(cè)量，間接的獲得車速，并最終計(jì)算出總金額。顯示界面采用的是LCD1602液晶

4、屏，其內(nèi)部有復(fù)位電路,時(shí)鐘電路,鍵盤電路，空車時(shí)可以顯示系統(tǒng)時(shí)間，還能實(shí)現(xiàn)根據(jù)時(shí)鐘芯片自動(dòng)調(diào)整白天、黑天計(jì)價(jià)模式，能自動(dòng)處理中途等待等功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 單片機(jī)AT89S52 1602液晶 出租車計(jì)費(fèi)器 A44E霍爾傳感器</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design

5、is a taxi speed valuation system.This design can not only achieve the pricing function, can also be rotated simulation of automobile tire using the rotation of the motor, by the A44E Holzer sensor to simulate tire rotati

6、on pulse induction.it realize the measurement of the taxi mileage, indirect access speed, and finally calculates the total amount. Display use the LCD1602 LCD screen.The internal structure is reset circuit, clock circuit

7、, keyboard circuit. When the empty, it can displ</p><p>　　Keywords: single-chip AT89S52 LCD1602 Taximeter A44E Holzer sensor</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要

8、I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　1 緒論2</b></p><p>　　1.1國內(nèi)外出租車計(jì)價(jià)器的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2國內(nèi)外出租車計(jì)價(jià)器的發(fā)展趨

9、勢(shì)2</p><p>　　2出租車計(jì)價(jià)測(cè)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案3</p><p>　　2.1出租車計(jì)價(jià)測(cè)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　2.2系統(tǒng)主要功能3</p><p>　　2.3方案論證與比較4</p><p>　　3出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)5</p><p>　　3

10、.1 單片機(jī)的介紹5</p><p>　　3.2 霍爾傳感器簡介7</p><p>　　3.3 里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.4 間接測(cè)速單元設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.5 時(shí)鐘單元設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.5.1 DS1302引腳說明10</p><p&g

11、t;　　3.5.2 DS1302控制字和讀寫時(shí)序說明11</p><p>　　3.5.3 DS1302片內(nèi)寄存器說明12</p><p>　　3.6按鍵單元設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.7顯示模塊設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.7.1液晶顯示原理16</p><p>　　3.7.2 LCD液晶顯示器的優(yōu)

12、點(diǎn)21</p><p>　　3.8 555電機(jī)調(diào)速單元設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.8.1 555定時(shí)器的應(yīng)用21</p><p>　　3.8.2 555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能22</p><p>　　4 出租車計(jì)價(jià)測(cè)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)25</p&

13、gt;<p>　　4.2中斷服務(wù)程序26</p><p>　　4.3顯示子程序27</p><p>　　4.4鍵盤服務(wù)程序28</p><p>　　5系統(tǒng)安裝與調(diào)試29</p><p>　　5.1 程序的檢測(cè)與調(diào)試29</p><p>　　5.1.1程序的查錯(cuò)手段29</p>&

14、lt;p>　　5.1.2源程序的檢測(cè)29</p><p>　　5.1.3源程序的調(diào)試30</p><p><b>　　結(jié)論31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><

15、p><b>　　附錄35</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著我們國家的經(jīng)濟(jì)水平日益的提高，我們的生活水平也顯著的改善，交通日益完善。汽車也成為了我們平時(shí)出行的使用比較普遍的交通工具。雖然我們居民不少都擁有私家車，但是出租車在我們?nèi)粘＝煌üぞ咧幸廊徽加兄匾奈恢?。出租車?jì)價(jià)器是伴隨著出租車的出現(xiàn)應(yīng)運(yùn)而

16、生，作為一種衡量司機(jī)和乘客的交易中的公平秤在出租車行業(yè)廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　近年來，隨著我國出租汽車行業(yè)發(fā)飛速的發(fā)展，出租車已經(jīng)成為了我們工作、生活中不可缺少的交通工具。出租汽車服務(wù)行業(yè)和出租汽車計(jì)價(jià)器的使用緊密相關(guān)。出租汽車計(jì)價(jià)器是一種能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時(shí)間的長度短進(jìn)行計(jì)價(jià)的一種儀器，同時(shí)也可以直接顯示車費(fèi)值的計(jì)量器具。計(jì)價(jià)器是出租汽車的經(jīng)營者和乘坐出租汽車的消費(fèi)者之間用于公平交易結(jié)算

17、的工具，因而計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到經(jīng)營者和消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益。依據(jù)國家有關(guān)法律、法規(guī)，出租汽車計(jì)價(jià)器是列入國家首批強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具之一，也是近年來國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)化管理的六類重點(diǎn)計(jì)量器具之一。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1國內(nèi)外出租車計(jì)價(jià)器的研究現(xiàn)狀</p><p>　　出租車行業(yè)在

18、我國是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè)，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，出租汽車已成為城市公共交通的重要組成部分。多年來國內(nèi)普遍使用的出租車計(jì)價(jià)器僅僅具備單一的計(jì)量功能。目前全世界的計(jì)價(jià)器中有90%為臺(tái)灣所生產(chǎn)?，F(xiàn)在我國生產(chǎn)出租車計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百家，主要是集中在北京，上海，沈陽和廣州等地。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。它采用了手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化。此

19、時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可以完成計(jì)價(jià)的工作。</p><p>　　大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生出了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善，當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后，現(xiàn)代出租車計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了，它可以完成計(jì)程，計(jì)價(jià)，顯示等基本工作。單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。出租車計(jì)價(jià)器在最初使用時(shí)具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計(jì)價(jià)，要求精度高，可靠性好。</p><

20、p>　　1.2國內(nèi)外出租車計(jì)價(jià)器的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了新一代出租車計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善，當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后，它可以完成計(jì)程，計(jì)價(jià)，顯示等基本工作。單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。隨著單片機(jī)性能不斷提高而價(jià)格卻不斷下降，單片機(jī)控制得到更廣泛的應(yīng)用，外圍芯片的不斷發(fā)展，使得計(jì)價(jià)器的功能更加強(qiáng)大，性能更加穩(wěn)定。隨著電子

21、技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)計(jì)價(jià)器的不斷改進(jìn)和完善，于是，便產(chǎn)生了諸多的附加功能。例如：(1)LCD顯示功能，液晶屏的使用讓計(jì)價(jià)器實(shí)現(xiàn)多屏顯示的功能，可同時(shí)顯示各項(xiàng)營運(yùn)數(shù)據(jù)，使乘客一目了然；(2)永久時(shí)鐘功能，在非營運(yùn)狀態(tài)下，日歷時(shí)鐘芯片的使用使計(jì)價(jià)器可以顯示永久的時(shí)鐘；(3)存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)多項(xiàng)營運(yùn)數(shù)據(jù)，便于查詢。新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的應(yīng)用使得計(jì)價(jià)器的營運(yùn)數(shù)據(jù)在掉電情況下還可以保存10年之久。</p><p>　　2出租車計(jì)價(jià)測(cè)

22、速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1出租車計(jì)價(jià)測(cè)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)測(cè)速器，計(jì)費(fèi)包括起步價(jià)、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、等待時(shí)間計(jì)費(fèi)等部分，并可以通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)模擬輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，用A44E霍爾傳感器對(duì)模擬出的輪胎轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車?yán)锍痰臏y(cè)量，間接的獲得車速，用1602液晶顯示總金額，運(yùn)行時(shí)間，暫停時(shí)間。同時(shí)，在機(jī)器不使用時(shí)候顯示系統(tǒng)時(shí)間。<

23、/p><p><b>　　（一）基本要求</b></p><p>　　不同情況具有不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　白天、晚上、途中等待（>3S 開始收費(fèi)）</p><p>　　1、具有數(shù)據(jù)的復(fù)位功能。</p><p>　　IO 口分配的簡易要求。</p><p>

24、　　距離檢測(cè)使用霍爾開關(guān)A44E</p><p>　　白天/晚上收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換開關(guān)</p><p>　　2、數(shù)據(jù)輸出（采用LCD1602）。 </p><p><b>　　單價(jià)輸出2位</b></p><p><b>　　路程輸出2位</b></p><p>&

25、lt;b>　　總金額輸出 3位</b></p><p><b>　　3、按鍵。</b></p><p><b>　　等待</b></p><p><b>　　時(shí)鐘調(diào)節(jié)</b></p><p><b>　　白天/晚上轉(zhuǎn)換</b></p

26、><p><b>　?。ǘ┌l(fā)揮部分</b></p><p>　　能夠獲得行駛總路程，間接獲得車速。</p><p>　　能夠顯示當(dāng)前的當(dāng)?shù)貢r(shí)間。</p><p><b>　　能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)價(jià)功能。</b></p><p><b>　　2.2系統(tǒng)主要功能</b>

27、</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器的主要功能有：數(shù)據(jù)的復(fù)位、白天/晚上轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸出、計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)、單價(jià)輸出、路程輸出數(shù)據(jù)信息。輸出采用1602液晶顯示屏。本次設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)車速系統(tǒng)不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)和間接計(jì)算出車速，而且還能根據(jù)白天、黑夜、中途等待來調(diào)節(jié)單價(jià)，同時(shí)在不計(jì)價(jià)的時(shí)候還能作為時(shí)鐘為司機(jī)同志提供方便。</p><p>　　2.3方案論證與比較</p>&

28、lt;p>　　方案一：采用EDA技術(shù)，根據(jù)層次化設(shè)計(jì)理論，該設(shè)計(jì)問題自頂向下可分為分頻模塊，控制模塊 計(jì)量模塊、譯碼和動(dòng)態(tài)掃描顯示模塊，其系統(tǒng)框圖如圖1所示：</p><p><b>　　圖1方案一</b></p><p>　　方案二：計(jì)價(jià)器的單片機(jī)控制方案。它由以下部件組成：AT89C52、總金額及單價(jià)顯示部件、鍵盤控制部件，里程計(jì)算單元,1302時(shí)鐘顯示模塊

29、。</p><p>　　利用單片機(jī)豐富的IO端口，實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)節(jié)、時(shí)鐘顯示功能。不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。如圖2所示： </p><p><b>　　圖2方案二</b></p><p>　　方案總結(jié)：通過各個(gè)方案的比較，本次采用方案二，不但控制簡單，而且成本低廉，設(shè)計(jì)電

30、路簡單。</p><p>　　3出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 單片機(jī)的介紹</p><p>　　在眾多的51系列單片機(jī)中，要算 ATMEL公司的AT89C51、AT89S52更實(shí)用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的4kB程序存儲(chǔ)器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT

31、89xx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。寫入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)了你的勞動(dòng)成果。AT89C51、AT89S51目前的售價(jià)比8031還低，市場(chǎng)供應(yīng)也很充足。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失

32、性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　AT89S52有40個(gè)引腳，與MCS—51系列單片機(jī)引腳完全兼容</p><p><b>　　如圖3所示：</b></p><p>　　圖3 AT89S52的引腳結(jié)構(gòu)</p>

33、;<p>　　AT89S52的引腳功能說明：</p><p>　　AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。將其通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。</p>

34、<p>　　P0口：P0口是一組8 位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。</p>

35、<p>　　P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT89C51不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），F(xiàn)las

36、h 編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8 位地址。</p><p>　　P2口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。<

37、/p><p>　　P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能P3口還接收一些用于Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)

38、位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。對(duì)Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。MOVX和MOVC指令才能將ALE激活

39、。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。</p><p>　　PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。</p><p>　　EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程

40、序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　特殊功能寄存器：在AT89C52片內(nèi)存儲(chǔ)器中，80H-FFH共128個(gè)單

41、元為特殊功能寄存器（SFE）。</p><p>　　3.2霍爾傳感器簡介</p><p>　　霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，它具有靈敏度高，線性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點(diǎn)，在機(jī)車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。對(duì)測(cè)速裝置的要求是分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測(cè)時(shí)間。</p><p>　　霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量

42、輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。 </p><p>　　按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件 。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 </p><p>　　霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回跳、位置重復(fù)精度高（可達(dá)µm級(jí)）。取用了各種補(bǔ)償

43、和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)－55℃～150℃。 </p><p>　　按被檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為:直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)作為被檢測(cè)的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、應(yīng)力以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變成電量來進(jìn)行檢測(cè)和控制。</p><p>　　

44、霍爾傳感器A44E工作原理，A44E集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢(shì)發(fā)生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E 五個(gè)基本部分組成。在輸入端輸入電壓，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍耳效應(yīng)原理，當(dāng)霍耳片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍耳電勢(shì)差HV輸出，該HV信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到OC門輸出。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器

45、輸出高電壓(相對(duì)于地電位)使三極管導(dǎo)通，此時(shí)OC門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為“開”。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使OC門輸出高電壓，這種狀態(tài)為“關(guān)”。這樣兩次電壓變換，使霍耳開關(guān)完成了一次開關(guān)動(dòng)作。</p><p>　　集成開關(guān)型霍爾傳感器原理如圖4所示。</p><p>　　圖4 集成開關(guān)型霍耳傳感器原理圖</p><p>　

46、　其集成霍耳開關(guān)外形及接線如圖5所示。</p><p>　　圖5 集成霍耳開關(guān)外形及接線</p><p>　　3.3 里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元設(shè)計(jì) </p><p>　　里程計(jì)算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測(cè)到的信號(hào)，送到單片機(jī)，經(jīng)處理計(jì)算,送給顯示單元的。其原理如圖6所示(見下頁)。</p><p>　　圖6 傳感器測(cè)距示意圖<

47、/p><p>　　由于A44E 屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.5～18V），其輸出的信號(hào)符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的I/O 端口上，而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到1MHZ。</p><p>　　我們選擇了P3.2 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷0（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（我們?cè)O(shè)車輪的周長是1 米），霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)

48、脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到500次時(shí)，也就是1 公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)的增加。計(jì)算公式如下：3公里以內(nèi)，金額=起步價(jià)；3公里以外，金額=起步價(jià)+（公里數(shù)-3）*單價(jià)。例如：設(shè)行駛里程為5里，起步價(jià)為6元，超出3公里后按每公里一元收費(fèi)，則金額=6+（5-3）*1=8（元）</p><p>　　3.4 間接測(cè)速單元設(shè)計(jì) </p><p>　　霍爾傳感器A44E在本次設(shè)計(jì)的主要作用是對(duì)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

49、產(chǎn)生出的脈沖信號(hào)采集。車輪每轉(zhuǎn)一周，磁鐵經(jīng)過傳感器兩次?；魻杺鞲衅鰽44E的第3腳就輸出一個(gè)脈沖信號(hào)作為單片機(jī)AT89S52的外中斷信號(hào)，從P3.2口輸入。 P3.2 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷0（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（我們假設(shè)車輪的周長是1 米），霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到500 次時(shí)，也就是1 公里。單片機(jī)處理計(jì)算的接收到的脈沖信號(hào)，在顯示屏上顯示出總里程和這段路

50、程花費(fèi)的總時(shí)間，根據(jù)脈沖信號(hào)的周期,顯示出的里程數(shù)和這段路程花費(fèi)的時(shí)間間接可得計(jì)算出車速。</p><p>　　3.5 時(shí)鐘單元設(shè)計(jì)</p><p>　　DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送

51、多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。</p><p>　　主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。DS1302的外接晶振采用普通32.768kHz晶振。<

52、;/p><p>　　3.5.1 DS1302引腳說明</p><p>　　DS1302封裝和引腳參照?qǐng)D如圖7。</p><p>　　圖7 DS1302封裝和引腳圖</p><p>　　DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。

53、X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc2>2.0V

54、之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細(xì)說明。SCLK為時(shí)鐘輸入端。具體的引腳說明如表1。</p><p>　　表1 DS1302引腳功能說明</p><p>　　3.5.2 DS1302控制字和讀寫時(shí)序說明</p><p>　　在編程過程中要注意DS1302的讀寫時(shí)序，DS1302

55、是SPI總線驅(qū)動(dòng)方式，它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。要想與DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。</p><p>　　DS1302的控制字如表2：</p><p>　　表2 DS1302的控制字節(jié)</p><p>　　控制字的作用是設(shè)定DS1302的工作方式，傳送字節(jié)數(shù)等。每次數(shù)據(jù)的傳輸都是由控制字開始[9]。</p&g

56、t;<p>　　1. 第7 位：最高有效位，如果它為0,則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。</p><p>　　2. 第6位：如果為0,則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)。</p><p>　　3．第5位：（A4～A0）用A4～A0表示，定義片內(nèi)寄存器和RAM的地址。</p><p><b>　　其定義如下：</b>&

57、lt;/p><p>　　當(dāng)?shù)?位為0時(shí)，定義時(shí)鐘和其他寄存器的地址。A4～A0＝0～6,順序?yàn)槊搿⒎?、時(shí)、日、月、星期、年的寄存器。當(dāng)A4～A0＝7,為芯片寫保護(hù)寄存器地址。當(dāng)A4～A0＝8,為慢速充電參數(shù)選擇寄存器。當(dāng)A4～A0＝31,為時(shí)鐘字節(jié)方式選擇寄存器。</p><p>　　當(dāng)?shù)?位為1時(shí)，定義RAM的地址，A4～A0＝0～30,對(duì)應(yīng)各子地址的RAM，地址31對(duì)應(yīng)的是RAM多字節(jié)方式

58、選擇寄存器。</p><p>　　4. 第0位：如果為0,表示進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作。</p><p>　　控制字總是從最低位開始輸出。在控制字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302.數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。</p><

59、p>　　DS1302的數(shù)據(jù)讀寫方式有兩種，一種是單字節(jié)操作方式，一種是多字節(jié)操作方式。每次僅寫入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)稱為單字節(jié)操作，每次對(duì)時(shí)鐘/日歷的8字節(jié)或31字節(jié)RAM進(jìn)行全體寫入或讀出的操作稱為多字節(jié)操作方式。當(dāng)以多字節(jié)方式寫時(shí)鐘寄存器時(shí)，必須按數(shù)據(jù)傳送的順序依次寫入8個(gè)寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫RAM時(shí)，不必寫所有31字節(jié)，不管是否寫了全部31字節(jié)，所寫的第一個(gè)字節(jié)都將傳送到RAM。</p><p>　

60、　為了啟動(dòng)數(shù)據(jù)的傳輸，CE引腳信號(hào)應(yīng)由低變高，當(dāng)把CE驅(qū)動(dòng)到邏輯1的狀態(tài)時(shí)，SCLK必須為邏輯0,數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿串行輸入，無論是讀同期還是寫周期，也無論傳送方式是單字節(jié)還是多字節(jié)，都要通過控制字指定40字節(jié)的哪個(gè)將被訪問，在開始8個(gè)時(shí)鐘同期把命令字（具有地址和控制信息的8位數(shù)據(jù)）裝入移位寄存器之后，另外的時(shí)鐘在讀操作時(shí)輸出 數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)輸入數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的下降沿變化。所有寫入或讀出操作都是向芯片發(fā)送一個(gè)命令字節(jié)。對(duì)于

61、單字節(jié)操作，包括命令字節(jié)在內(nèi)，每次為2個(gè)字節(jié)，需要16個(gè)時(shí)鐘，對(duì)于時(shí)鐘/日歷多字節(jié)模式操作，每次為7個(gè)字節(jié)，需要72個(gè)時(shí)鐘，而對(duì)于RAM多字節(jié)模式操作，每次則為32字節(jié)，需要多達(dá)256個(gè)時(shí)鐘，這里僅給出單字節(jié)讀寫時(shí)序，如圖,多字節(jié)操作方式與其類似，只是且而跟的字不止一個(gè)。</p><p>　　圖8 DS1302 單字節(jié)讀寫時(shí)序</p><p>　　3.5.3 DS1302片內(nèi)寄存器說明&l

62、t;/p><p>　　通過控制字對(duì)DS1302片內(nèi)的寄存器進(jìn)行尋址之后，即可就所選中寄存器的各位進(jìn)行操作。片內(nèi)各寄存器用各位的功能定義如表3（見下頁）</p><p>　　表3 片內(nèi)各寄存器各位的功能定義表</p><p>　　DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有10個(gè)，時(shí)鐘/日歷包含在其中的7個(gè)寫/讀寄存器內(nèi)，這個(gè)寄存器分別是秒、分、小時(shí)、日、月、星期和年。<

63、/p><p>　　小時(shí)寄存器（85H、84H）的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時(shí)模式還是24小時(shí)模式。當(dāng)為12小時(shí)制式時(shí)，位5為“0”表示AM，為“1”表示PM。在24小時(shí)制式下，位5是第二個(gè)10小時(shí)位（20～23時(shí)）。</p><p>　　該硬件電路設(shè)計(jì)簡單，抗干擾能力強(qiáng)。AT89C52單片機(jī)P2.2接DS1302的RST端，上電后，AT89C52的P2.2腳自動(dòng)輸出高電平。P2.0

64、作為串行時(shí)鐘接口，P2.1作為時(shí)鐘數(shù)據(jù)的I/O。DS1302采用雙電源供電，平時(shí)由+5V電源供電，當(dāng)+5V電源之后，由圖中+3V備用電源供電。特別需要注意X1和X2兩端連接的晶振，該晶振頻率為32.768KHz。如圖9所示（見下頁）</p><p>　　圖9 單片機(jī)與時(shí)鐘芯片DS1302連接圖</p><p><b>　　3.6按鍵單元設(shè)計(jì)</b></p>

65、<p>　　按鍵部分采用6個(gè)獨(dú)立按鍵，如圖所示。(見下頁)</p><p>　　圖10 鍵盤調(diào)整按鍵電路</p><p>　　K1：在顯示時(shí)間的情況下，可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行修改，按一次可以調(diào)節(jié)秒，按下兩次可以調(diào)節(jié)分，依次可以調(diào)節(jié)時(shí)，日，月，年。</p><p>　　K3：可以對(duì)年月日 時(shí)分秒進(jìn)行增大調(diào)整。</p><p>　　K4：可

66、以對(duì)年月日 時(shí)分秒進(jìn)行減小調(diào)整。</p><p>　　K5：頁面切換顯示鍵，在顯示計(jì)費(fèi)的情況下 ，按下可以顯示時(shí)間，在顯示時(shí)間的情況下，按下可以顯示計(jì)費(fèi)情況。</p><p>　　K6：白天 夜晚計(jì)費(fèi)模式切換鍵。</p><p>　　K7：中途等待按鍵，按鍵按下后，進(jìn)入等待模式，再按下，可以解除等待.</p><p><b>　　3

67、.7顯示模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　顯示部分要求顯示單價(jià)、里程、總金額等各種信息。在應(yīng)用系統(tǒng)中，使用的顯示器主要是LCD（液晶顯示器）。這種顯示器成本低廉，配置靈活。LCD顯示器的工作原理就是利用液晶的物理特性：通電時(shí)排列變得有序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過，說簡單點(diǎn)就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。液晶屏功能強(qiáng)大，可顯示各種字體的數(shù)字、漢字、圖像，還可以自定義顯示內(nèi)

68、容，顯示內(nèi)容也較豐富；方便操作者讀取信息及一些擴(kuò)展功能的實(shí)現(xiàn)。占用系統(tǒng)I/O口較少，有效地節(jié)約系統(tǒng)資源，使整個(gè)系統(tǒng)更加人性化。</p><p>　　3.7.1液晶顯示原理</p><p>　　液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在

69、便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域.其中的字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如圖11所示：&l

70、t;/p><p>　　圖11 1602LCD尺寸圖</p><p>　　其中1602LCD的主要技術(shù)參數(shù)是：</p><p>　　顯示容量:16×2個(gè)字符</p><p>　　芯片工作電壓:4.5—5.5V</p><p>　　工作電流:2.0mA(5.0V)</p><p>　　模塊最佳

71、工作電壓:5.0V</p><p>　　字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm</p><p>　　1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表4所示:</p><p>　　表4 各引腳接口說明如表</p><p>　　第1腳：VSS為地電源。</p><p&g

72、t;　　第2腳：VDD接5V正電源。</p><p>　　第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀

73、操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命</p><p><b>　　令。</b></p><p>　　第7～14腳：D0～D7為

74、8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　第15腳：背光源正極。</p><p>　　第16腳：背光源負(fù)極。</p><p>　　1602LCD的指令說明及時(shí)序：1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表5所示(見下頁)：</p><p><b>　　表5 控制命令表</b></p><p>

75、;　　1602LCD液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）</p><p>　　指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。</p><p>　　指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。</p><p>　　指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字

76、是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。</p><p>　　指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。</p><p>　　指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。</p><p

77、>　　指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。</p><p>　　指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。</p><p>　　指令8：DDRAM地址設(shè)置。</p><p>　　指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電

78、平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。</p><p><b>　　指令10：寫數(shù)據(jù)。</b></p><p><b>　　指令11：讀數(shù)據(jù)。</b></p><p>　　HD44780相兼容的芯片時(shí)序表如下表6基本操作時(shí)序表</p><p><b>　　表6基本操

79、作時(shí)序表</b></p><p>　　讀寫操作時(shí)序如圖12和13所示：</p><p><b>　　圖12 讀操作時(shí)序</b></p><p><b>　　圖13 寫操作時(shí)序</b></p><p>　　顯示電路總連接圖如圖14所示：</p><p>　　圖14

80、顯示電路總電路連接圖</p><p>　　3.7.2 LCD液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　在應(yīng)用系統(tǒng)中，使用的顯示器主要是LCD（液晶顯示器）。這種顯示器成本低廉，配置靈活。LCD顯示器的工作原理就是利用液晶的物理特性：通電時(shí)排列變得有序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過，說簡單點(diǎn)就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。</p><p>　　液晶

81、屏功能強(qiáng)大，可顯示各種字體的數(shù)字、漢字、圖像，還可以自定義顯示內(nèi)容，顯示內(nèi)容也較豐富；方便操作者讀取信息及一些擴(kuò)展功能的實(shí)現(xiàn)。占用系統(tǒng)I/O口較少，有效地節(jié)約系統(tǒng)資源，使整個(gè)系統(tǒng)更加人性化。</p><p>　　3.8 555電機(jī)調(diào)速單元設(shè)計(jì)</p><p>　　555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為755

82、5，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。</p><p>　　555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀

83、表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3。</p><p>　　555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相

84、輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。兩個(gè)比較器 C1和 C2各有一個(gè)輸入端連接到三個(gè)電阻R組成的分壓器上，比較器的輸出接到RS觸發(fā)器上。此外還有輸出級(jí)

85、和放電管。輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)200mA。比較器C1和C2的參考電壓分別為UA和UB，根據(jù)C1和C2的另一個(gè)輸入端——觸發(fā)輸入和閾值輸入，可判斷出RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位端為低電平時(shí)，RS觸發(fā)器被強(qiáng)制復(fù)位。若無需復(fù)位操作，復(fù)位端應(yīng)接高電平。</p><p>　　3.8.1 555定時(shí)器的應(yīng)用</p><p>　　（1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等；<

86、;/p><p>　?。?）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號(hào)產(chǎn)生電路；</p><p>　?。?）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時(shí)延時(shí)整形及一些定時(shí)開關(guān)中。</p><p>　　555應(yīng)用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種實(shí)用的電子電路，如定時(shí)器、元件參數(shù)和電路檢測(cè)電路、玩具游戲機(jī)電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動(dòng)控制電路等。</p>

87、<p>　　555時(shí)基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙地結(jié)合在同一硅片上的組合集成電路。該電路可以在最基本的典型應(yīng)用方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需要，經(jīng)過參數(shù)配置和電路的重新組合，與外接少量的阻容元件就能構(gòu)成不同的電路，因而555電路在波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　3.8.2 555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能</p>

88、<p>　　由圖15（見下頁）可知555電路由電阻分壓器、電壓比較器、基本RS觸發(fā)器、放電管和輸出緩沖器5個(gè)部分組成。它的各個(gè)引腳功能如下：</p><p>　　圖15 555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和引腳圖</p><p>　　1腳：GND(或Vss)外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。</p><p>　　2腳：TR低觸發(fā)端。</p>

89、<p>　　3腳：OUT（或Vo）輸出端。</p><p>　　4腳：R是直接清零端。當(dāng)R端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。</p><p>　　5腳：CO(或VC)為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。</p&

90、gt;<p>　　6腳：TH高觸發(fā)端。</p><p>　　7腳：D放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。電阻分壓器由三個(gè)5kΩ的等值電阻串聯(lián)而成。電阻分壓器為比較器C1、C2提供參考電壓，比較器C1的參考電壓為2/3Vcc，加在同相輸入端，比較器C2的參考電壓為1/3Vcc，加在反相輸入端。比較器由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的集成運(yùn)放C1、C2組成。高電平觸發(fā)信號(hào)加在C1的反相輸入端，與同相輸

91、入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸發(fā)器R端的輸入信號(hào)；低電平觸發(fā)信號(hào)加在C2的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸發(fā)器S端的輸入信號(hào)?；綬S觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器C1、C2的輸出端控制。</p><p>　　8腳：VCC(或VDD)外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5～16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3～18V。一般用5V。</p><

92、;p>　　在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器C1、C2基準(zhǔn)電壓分別為2/3Vcc，1/3Vcc的情況下，555時(shí)功能表如下表所示：</p><p>　　表7 555時(shí)功能表</p><p>　　此系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用555定時(shí)器進(jìn)行電機(jī)的調(diào)速 ，如圖16所示</p><p>　　圖16 555調(diào)速電路</p><p>　　4 出租車計(jì)

93、價(jià)測(cè)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要可分為主程序模塊、定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序、里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序、中途等待中斷服務(wù)程序、顯示子程序服務(wù)程序、鍵盤服務(wù)程序六大模塊。下面對(duì)各部分模塊作介紹。</p><p>　　在主程序模塊中，需要完成對(duì)各接口芯片的初始化、啟動(dòng)計(jì)價(jià)，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行

94、駛里程是否已超過起價(jià)公里數(shù)。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并將結(jié)果存于價(jià)格寄存器中，然后將時(shí)間和當(dāng)前累計(jì)價(jià)格送顯示電路顯示出來。見圖17（見下頁）</p><p><b>　　圖17主程序流程圖</b></p><p><b>　　4.2中斷服務(wù)程序</b></p><p>　　里程

95、等待中斷服務(wù)程序，當(dāng)計(jì)數(shù)器對(duì)里程計(jì)滿1000 次時(shí)，使微機(jī)中斷服務(wù)程序。在該程序中，需要完成當(dāng)前行駛里程數(shù)和總額的累加操作，并將結(jié)果存入里程和總額寄存器中。 中途等待中斷服務(wù)程序，當(dāng)?shù)却I按下，每當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)3分鐘后，就對(duì)當(dāng)前金額加上中途等待的單價(jià)。如圖18所示（見下頁） ：</p><p>　　圖 18 中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　4.3顯示子程序</b>

96、;</p><p>　　本次設(shè)計(jì)所用的是1602液晶是字符型液晶，它的內(nèi)部自帶字符庫，它可以寫兩行的字符，同時(shí)每行可以寫40個(gè)字符，在寫顯示程序的時(shí)候，我們先寫命令，再設(shè)定字符顯示，最后寫數(shù)據(jù)，在每寫一次命令或數(shù)據(jù)都需要判斷液晶是否忙。液晶顯示程序流程圖如圖19所示(見下頁）：</p><p>　　圖19 顯示服務(wù)程序流程圖</p><p>　　4.4 鍵盤服務(wù)程序

97、</p><p>　　其中包括單價(jià)調(diào)整、顯示和調(diào)整當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間、黑白天切換、電機(jī)調(diào)速、屏幕亮度調(diào)節(jié)等功能的控制按鍵設(shè)定。出租車計(jì)價(jià)測(cè)速系統(tǒng)還具有性能可靠、電路簡單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。</p><p><b>　　5系統(tǒng)安裝與調(diào)試</b></p><p>　　5.1 程序的檢測(cè)與調(diào)試</p

98、><p>　　5.1.1程序的查錯(cuò)手段</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)均需借助對(duì)應(yīng)的開發(fā)系統(tǒng)（或裝置）進(jìn)行在線仿真，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的軟，硬件進(jìn)行全面地檢測(cè)與調(diào)試。各種開發(fā)系統(tǒng)或裝置均提供以下查錯(cuò)手段。</p><p><b>　?。?）單步執(zhí)行</b></p><p>　　采用單步執(zhí)行操作可對(duì)應(yīng)用程序每步執(zhí)行一條指令，可逐

99、條檢查這一段程序的執(zhí)行過程是否符合原設(shè)計(jì)要求?？芍苯硬槌鲥e(cuò)誤所在。宏單步可執(zhí)行一段程序，如一步就可執(zhí)行完整個(gè)循環(huán)程序段。</p><p>　?。?）斷點(diǎn)設(shè)置全速運(yùn)行</p><p>　　可在程序有疑慮的地方設(shè)置斷點(diǎn)，從設(shè)置的起始地址開始，以全速或非全速方式向設(shè)定的斷點(diǎn)處運(yùn)行。如果這段程序無語法或邏輯上的錯(cuò)誤，則連續(xù)運(yùn)行到設(shè)置的斷點(diǎn)處停止運(yùn)行，返回監(jiān)控狀態(tài)。如果有錯(cuò)誤，則在錯(cuò)誤處停止運(yùn)行，如

100、果進(jìn)入死循環(huán)或者程序跑飛，就會(huì)永不停止運(yùn)行。全速斷點(diǎn)運(yùn)行為檢查實(shí)時(shí)性及中斷響應(yīng)處理等提供了方便。</p><p>　?。?）顯示器窗口檢查</p><p><b>　?。?）實(shí)時(shí)跟蹤記錄</b></p><p>　　5.1.2源程序的檢測(cè)</p><p>　　在源程序進(jìn)行調(diào)試之前，硬件系統(tǒng)必須基本正確，重點(diǎn)對(duì)源程序進(jìn)行檢

101、測(cè)。</p><p>　?。?）對(duì)照程序流程圖，先對(duì)相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，子程序，中斷服務(wù)程序等進(jìn)行仔細(xì)地檢查，然后對(duì)整個(gè)主程序按其功能劃分成若干程序段進(jìn)行分段檢查，逐步擴(kuò)大到整個(gè)程序系統(tǒng)。檢查時(shí)重點(diǎn)檢查程序的邏輯功能，結(jié)構(gòu)和算法，有關(guān)參量和初始值是否完善，正確，關(guān)鍵性指令的選擇是否合理，特別是借助開發(fā)系統(tǒng)也較難調(diào)試正確的隱患，只有通過細(xì)心的檢查加以排除。</p><p>　　（2）硬件系統(tǒng)

102、檢查， 硬件系統(tǒng)必須排除電源短路和碰線故障，然后空板（沒有插上芯片等器件）進(jìn)行上電檢查各電源點(diǎn)是否正確，有關(guān)邏輯電平及信號(hào)是否正確。確認(rèn)無誤之后逐次插上芯片等器件，借助開發(fā)系統(tǒng)可檢查出是否有硬件故障。一旦有故障時(shí)，開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控程序?qū)⒊霈F(xiàn)不能正常工作的現(xiàn)象。故可采用此法排除硬件系統(tǒng)的一般性故障。</p><p>　　有些故障只有通過軟件調(diào)試才能排除，有時(shí)還需通過軟件調(diào)試修改硬件設(shè)計(jì)。</p><

103、;p>　　5.1.3源程序的調(diào)試</p><p>　　源程序的調(diào)試一般可分為分調(diào)，聯(lián)調(diào)和考機(jī)3步進(jìn)行。</p><p><b>　　（1）分調(diào)</b></p><p>　　首先將基本獨(dú)立的子程序調(diào)試正確，符合原設(shè)計(jì)要求，用模擬的方 法將中斷服務(wù)程序初調(diào)，然后將主程序按相對(duì)獨(dú)立的功能程序段，遵照應(yīng)用系統(tǒng)

104、運(yùn)行的邏輯順序逐段進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　A) 設(shè)置并輸入一組符合要求的參量，啟動(dòng)程序段運(yùn)行，觀察運(yùn)行情況或故障的影響及現(xiàn)象。</p><p>　　B) 對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行仔細(xì)地分析，合理推測(cè)，借助開發(fā)系統(tǒng)的調(diào)試手段，逐步縮小疑點(diǎn)范圍，直至找出問題所在進(jìn)行修改。</p><p>　　C) 分析故障原因。</p><p><b>

105、;　?。?）聯(lián)調(diào)</b></p><p>　　在分調(diào)基本完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行聯(lián)調(diào)，它將與整個(gè)系統(tǒng)的硬件，軟件，環(huán)境密切相關(guān)，必須聯(lián)合在線調(diào)試。調(diào)試的重點(diǎn)在于主程序與各功能模塊程序段之間的連接處，按照整個(gè)軟件系統(tǒng)的執(zhí)行順序，逐個(gè)相連進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　在這段時(shí)間里，經(jīng)過自己努力，基本上

106、完成了設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的計(jì)費(fèi)，總里程顯示等功并且能通過電機(jī)模擬輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，間接獲得車速功能。本次設(shè)計(jì)還增添了在機(jī)器不使用時(shí)，還可以顯示系統(tǒng)等附加功能。由于使用的是AT89S52單片機(jī)作為核心的控制元件，靈敏的霍爾開關(guān)型器件A44E霍爾傳感器，是本出租車計(jì)價(jià)器具有功能強(qiáng)、性能可靠、電路簡單、成本低實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。但是在我們?cè)O(shè)計(jì)和調(diào)試的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，譬如計(jì)價(jià)的金額位數(shù)

107、有限，實(shí)際的里程可能會(huì)很遠(yuǎn)，會(huì)超出我們的顯示范圍。雖然AT89S52單片機(jī)具有較強(qiáng)抗干擾能力，雖然其抗干擾能力不如PLC，但是PLC價(jià)格較貴，不符合以經(jīng)濟(jì)為主的設(shè)計(jì)原則。同時(shí)，不能直接顯示車速和超速提醒功能，若加入這些功能可以使出租車計(jì)價(jià)器功能多元化，準(zhǔn)確化，方便化。雖然時(shí)鐘系統(tǒng)加入了當(dāng)?shù)貢r(shí)間顯示，但同時(shí)還應(yīng)該加入語音系統(tǒng)，準(zhǔn)確報(bào)價(jià)，讓這個(gè)設(shè)計(jì)更加人性化，讓乘客和司機(jī)之間的交易更加清晰化。讓他們有一個(gè)更加方便 公平的交易平臺(tái)。</

108、p><p>　　這次設(shè)計(jì)是我認(rèn)識(shí)到了完整、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。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡明修訂版）.杭州：北京航空航天大學(xué)出版社，1998[2] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)［Ｍ］.北京：北京航空航天大學(xué)出

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