|
|
基于單片機(jī)的出租車(chē)計(jì)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 設(shè)計(jì)目的，要求和設(shè)計(jì)方法
1.1設(shè)計(jì)目的
（1）學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握電路設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟,培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)適能力,進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)能力的的目的。
（2）掌握C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法。
（3）培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并具備一定程度的設(shè)計(jì)能力。
1.2基本設(shè)計(jì)要求
本出租車(chē)自動(dòng)計(jì)費(fèi)，上電后顯示最初的起步價(jià)，里程計(jì)費(fèi)單價(jià)，等待時(shí)間計(jì)費(fèi)單價(jià)，通過(guò)按鍵可以調(diào)節(jié)起步價(jià)，里程計(jì)費(fèi)單價(jià)，等待時(shí)間計(jì)費(fèi)單價(jià)。同時(shí)具有運(yùn)行，等待，暫停等狀態(tài)，可以顯示暫停的時(shí)間。出租車(chē)停止后能夠顯示行駛的總費(fèi)用。
1.3性能指標(biāo)
1、費(fèi)用的計(jì)算是按行駛里程收費(fèi)。設(shè)起步價(jià)為7.00元。
2、當(dāng)里程<3km時(shí)，按起價(jià)計(jì)算費(fèi)用。
3、當(dāng)里程>3km時(shí)，每公里按1.7元計(jì)費(fèi)。
4、等待累計(jì)時(shí)間>2min時(shí)，按1.5元/min計(jì)費(fèi)。
1.4顯示功能
1、顯示行駛里程：用兩位數(shù)字顯示，顯示方式為“XX”,單位為km。計(jì)程范圍0-99km，精確到1km。
2、顯示等候時(shí)間：用兩位數(shù)字顯示，顯示方式為“XX”,單位為min。計(jì)時(shí)范圍0-59min，精確到1min。
3、顯示總費(fèi)用：用四位數(shù)字顯示，顯示方式為“XXX.X”,單位為元。計(jì)價(jià)范圍0-999.9元，精確到0.1元。
1.3 設(shè)計(jì)方法
本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)為主控器，并用開(kāi)關(guān)或者頻率信號(hào)發(fā)生器模擬車(chē)速，利用AT89C51的定時(shí)器工作在方式1下定時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車(chē)的計(jì)時(shí)及計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，輸出采用LCD液晶顯示屏顯示。
2 設(shè)計(jì)方案及原理
2.1 設(shè)計(jì)方案
本設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)豐富的端口和控制的靈活性，采用AT89C51單片機(jī)為主控器，并用開(kāi)關(guān)或頻率信號(hào)發(fā)生器模擬車(chē)速，通過(guò)石英振蕩器，LCD液晶顯示和發(fā)光二級(jí)管以及單片機(jī)內(nèi)部程序構(gòu)成完整的出租車(chē)計(jì)價(jià)系統(tǒng)，基本可以實(shí)現(xiàn)了按運(yùn)行狀態(tài)計(jì)價(jià)的功能，價(jià)格調(diào)整功能。
2.2 設(shè)計(jì)原理
出租車(chē)計(jì)價(jià)是根據(jù)車(chē)所行駛的路程以及乘客乘車(chē)的里程綜合決定的。出租車(chē)行駛總路程可以通過(guò)車(chē)輪的周長(zhǎng)乘車(chē)輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)得到。即可計(jì)算得到車(chē)輪旋轉(zhuǎn)幾周出租車(chē)能行駛一公里的路程。通過(guò)計(jì)數(shù)接收到的脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)算出當(dāng)前所行駛的路程。同時(shí)，通過(guò)LCD液晶顯示器顯示當(dāng)前的行駛里程、等待時(shí)間和需支付的車(chē)費(fèi)。出租車(chē)計(jì)價(jià)器用于記錄里程、起步公里數(shù)與價(jià)格的關(guān)系。模擬出租車(chē)計(jì)價(jià)器能根據(jù)總里程數(shù)、起步公里數(shù)的情況作出相應(yīng)報(bào)價(jià)等。
3 出租車(chē)計(jì)價(jià)器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
3.1 出租車(chē)硬件框圖
圖2-1系統(tǒng)的硬件框圖
3.2 出租車(chē)計(jì)價(jià)器硬件連接圖
AT89C51的最小系統(tǒng)：時(shí)鐘電路是單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。通過(guò)這兩個(gè)引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取30pF）。這樣就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。復(fù)位操作是按鍵復(fù)位,按鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只要按圖中的RESET鍵，電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。AT89C51的最小系統(tǒng)硬件圖如圖3.2(a)所示。
圖3.2(a) AT89C51的最小系統(tǒng)硬件圖
液晶顯示和LED燈指示電路：顯示電路對(duì)于現(xiàn)實(shí)電路我們采用液晶顯示，液晶又分字符型和點(diǎn)陣型，我們使用的液晶是字符型液晶，并且?guī)ё址麕?kù)的，不需要查找代碼,英文字符就可以。運(yùn)行狀態(tài)指示電路采用發(fā)光二級(jí)管對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行指示，可清楚看到計(jì)價(jià)器的運(yùn)行狀態(tài)。液晶顯示和LED燈指示電路如圖3.2(b)所示。
圖3.2(b) 液晶顯示和LED燈指示電路
按鍵電路：按鍵電路是通過(guò)按鍵去調(diào)節(jié)初始選擇、調(diào)節(jié)，模式選擇，開(kāi)始運(yùn)行，終止等功能。霍爾傳感器里程計(jì)算是通過(guò)安裝在車(chē)輪旁的霍爾傳感器檢測(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。而由于本次實(shí)驗(yàn)室的局限不能利用霍爾傳感器，所以我們利用按鍵來(lái)代替霍爾傳感器，通過(guò)按一次鍵代表汽車(chē)行駛了1公里，當(dāng)在行駛過(guò)程中通過(guò)按鍵來(lái)選擇運(yùn)行狀態(tài)。按鍵電路如圖3.2(c)所示。
圖3.2(c) 按鍵電路
4 出租車(chē)計(jì)價(jià)器系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
4.1系統(tǒng)流程圖
出租車(chē)計(jì)價(jià)器系統(tǒng)流程圖如附錄1所示。
4.2源程序代碼
根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，在本系統(tǒng)中主要有主程序和延時(shí)程序，主程序中包括中斷服務(wù)程序和鍵盤(pán)顯示子程序、計(jì)算子程序等。現(xiàn)在應(yīng)用更廣泛的是單片機(jī)C語(yǔ)言，因其簡(jiǎn)單明了，故此次課程設(shè)計(jì)采用單片機(jī)C語(yǔ)言編程。程序源代碼如附錄2所示。
4.3程序調(diào)試域運(yùn)行結(jié)果
在Keil C51 uvision4中對(duì)系統(tǒng)建立項(xiàng)目，選定合適的單片機(jī)AT89C51，創(chuàng)建一個(gè)計(jì)價(jià)器的新文件，并將上述的源程序進(jìn)行編輯和選項(xiàng)操作進(jìn)行編譯，以生成計(jì)價(jià)器的HEX文件。
5 系統(tǒng)仿真及實(shí)際調(diào)試
5.1運(yùn)行圖示
仿真開(kāi)始后，首先按動(dòng)初始選擇按鈕， 則可以在運(yùn)行單價(jià)，等待單價(jià)，起步價(jià)之間切換，每按一次切換一個(gè)量，選定后可以按動(dòng)初始調(diào)節(jié)按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后，按下開(kāi)始運(yùn)行按鈕則開(kāi)始運(yùn)行，選擇運(yùn)行模式后開(kāi)始計(jì)費(fèi)，不同的運(yùn)行模式會(huì)有不同的指示燈亮起，在運(yùn)行過(guò)程中液晶屏?xí)S時(shí)顯示走過(guò)的路程和等待的時(shí)間，以及總的費(fèi)用。仿真圖如附錄3所示。
5.2仿真問(wèn)題分析
問(wèn)題需要改進(jìn)，例如本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)多次的調(diào)試與改正，最終達(dá)到了設(shè)計(jì)方案中的結(jié)果。在仿真試驗(yàn)中各種設(shè)計(jì)要求都能夠得到驗(yàn)證。但由于設(shè)計(jì)的原因，本系統(tǒng)仍然總在一些自動(dòng)化程度不夠，運(yùn)行模式還需要手動(dòng)選擇。
6 總結(jié)
出租車(chē)計(jì)費(fèi)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)全部完成，能利用AT89C51單片機(jī)對(duì)出租車(chē)啟動(dòng)，停止，暫停等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行選擇和顯示，能將單價(jià)和費(fèi)用適時(shí)通過(guò)LCD顯示出來(lái)。本款出租車(chē)計(jì)價(jià)器包括單價(jià)輸出、單價(jià)調(diào)整、顯示當(dāng)前的總費(fèi)用等功能。雖然達(dá)到了基本的設(shè)計(jì)目的，但仍然存在一些問(wèn)題，策劃的不夠全面，對(duì)單片機(jī)不夠熟悉，系統(tǒng)編寫(xiě)不夠簡(jiǎn)潔完善，使得計(jì)價(jià)器計(jì)費(fèi)不夠細(xì)致，不夠人性化。
經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了很多的東西。經(jīng)過(guò)自己努力，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)等方面都作了一些實(shí)際工作，同時(shí)也遇到了一些問(wèn)題，存在一些不足。學(xué)會(huì)了怎么去查找些資料，把所找到的東西與自己的問(wèn)題所結(jié)合起來(lái)并給予解決。這次設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)把以前學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，使我認(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)踐才能加深對(duì)理論知識(shí)的理解。
參考文獻(xiàn)
[1] 王思明，張金敏，張?chǎng)蔚?單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社,2012
[2] 張金敏，董海棠，高博等.單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).成都：西南交通大學(xué)出版社, 2010
[3] 李華，王思明，張金敏.單片機(jī)原理及應(yīng)用.蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2001
附錄1
附錄2
#include<reg52.h>
#define ucharunsigned char
#define uintunsigned int
/*定義1602讀寫(xiě)使能端口*/
sbit rw=P2^1;
sbit rs=P2^0;
sbit en=P2^2;
sbit b=P0^7;
sbit gl=P1^0;
void lcd_init(); //lcd設(shè)置函數(shù)
void wr_com(ucharcommand); //命令函數(shù)
void wr_data(uchardata0); //數(shù)據(jù)函數(shù)
void lcd_clear(); //清屏函數(shù)
void lcd_set(); //屏幕設(shè)置函數(shù)
void busy(); //測(cè)忙函數(shù)
void display(); //啟動(dòng)前顯示函數(shù)
voidprintstring(uchar *s);
void display1(); //啟動(dòng)后顯示函數(shù)
void key1(); //啟動(dòng)前按鍵
sbit K=P3^0;
sbit K1=P3^1;
sbit K2=P3^5; //開(kāi)始計(jì)價(jià)
sbit K3=P3^3; //模式選擇（行程/等待）
sbit K4=P3^4; //復(fù)位
sbit g=P2^7;
sbit aa=P2^3; //運(yùn)行
sbit bb=P2^4; //等待
sbit cc=P2^5; //暫停
//sbitled_run=P3^0;
//sbit led_await=P3^1;
//sbitled_stop=P3^2;
bit f_start;
bit jump_in;
bit jump_out;
void key(); //啟動(dòng)后按鍵
/*定義液晶顯示地址數(shù)組*/
uchar codetable[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39,0x70};
uchardispbuf[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
uchar dispbuf1[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
uchar v,v1;
uchar i,m=0;
void init();
void chuli();
void chuli1();
void delay(uchart); //延時(shí)函數(shù)
void clear(); //終止函數(shù)
void set(uchar x);
void set1(uchary);
uchar command;
ucharcount,count1;
ucharsecond,minite,second1,minite1;
unsigned inttt,tt1;
unsigned charvalue1=70,value2=17,value3=15; //value1=起步價(jià),value2=超出每公里價(jià)格,value3=等待價(jià)格
unsigned intmoney;
void main()
{
// Init_Timer1(); //定時(shí)器中斷函數(shù)
EX0=1;//開(kāi)外部中斷0
IT0=1;//采用跳變沿觸發(fā)方式
init();
lcd_init();
while(1)
{
key1();
chuli();
display();
if(jump_in==1)
{
jump_in=0;
lcd_init();
while(1)
{
key();
chuli1();
display1();
if(jump_out==1)
{
lcd_init();
jump_out=0;
clear();
break;
}
}
}
}
}
void clear(){
TR0=0;
TR1=0;
money=0;
second=0;
second1=0;
minite=0;
minite1=0;
value1=70;
value2=17;
value3=15;
// led_run=1;
//led_await=1;
// led_stop=1;
v=0;
v1=0;
for(i=0;i<15;i++)
{
dispbuf=0;
dispbuf1=0;
}
m=0;
}
void init() //中斷定時(shí)
{
TMOD=0x11;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
ET0=1;
ET1=1;
EA=1;
TR0=0;
TR1=0;
}
void t0_(void)interrupt 1 using 0 //中斷1模式0 用來(lái)計(jì)時(shí) 秒、分
{
count++;
if(count==20)
{
count=0;
second++;
if(second==60)
{
second=0;
minite++;
if(minite==99)
{
minite=0;
}
}
}
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
dispbuf1[0]=m/10;
dispbuf1[1]=m%10;
dispbuf1[2]=second/10;
dispbuf1[3]=second%10;
}
void t1_(void)interrupt 3 using 3 //中斷3模式3用來(lái)計(jì)時(shí) 秒、分
{
count1++;
if(count1==20)
{
count1=0;
second1++;
if(second1==60)
{
second1=0;
minite1++;
if(minite1==99)
{
minite1=0;
}
}
}
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
dispbuf1[4]=minite1/10;
dispbuf1[5]=minite1%10;
dispbuf1[6]=second1/10;
dispbuf1[7]=second1%10;
}
void lcd_init()
{
wr_com(0x3c);
wr_com(0x06);
wr_com(0x0c);
wr_com(0x01);
}
void wr_com(ucharcommand) //命令
{
busy();
rs=0;
rw=0;
P0=command;
en=1;
en=0;
}
void wr_data(uchardata0) //數(shù)據(jù)
{
busy();
rs=1;
rw=0;
P0=data0;
en=1;
en=0;
}
void busy() //測(cè)忙函數(shù)
{
while(1)
{
en=0;
rs=0;
rw=1;
P0=0xff;
en=1;
if(b!=1)break;
}
en=0;
}
void chuli() //分離出百位十位個(gè)位
{
dispbuf[0]=value1/100%10;
dispbuf[1]=value1/10%10;
dispbuf[2]=value1%10;
dispbuf[3]=value2/100%10;
dispbuf[4]=value2/10%10;
dispbuf[5]=value2%10;
dispbuf[6]=value3/100%10;
dispbuf[7]=value3/10%10;
dispbuf[8]=value3%10;
}
void display() //初始顯示函數(shù)
{
set(0);
printstring("step :");
wr_data(table[dispbuf[0]]);
wr_data(table[dispbuf[1]]);
printstring(".");
wr_data(table[dispbuf[2]]);
set(16);
printstring("mileage :");
wr_data(table[dispbuf[3]]);
wr_data(table[dispbuf[4]]);
printstring(".");
wr_data(table[dispbuf[5]]);
set1(0);
printstring("await :");
wr_data(table[dispbuf[6]]);
wr_data(table[dispbuf[7]]);
printstring(".");
wr_data(table[dispbuf[8]]);
set1(16);
printstring("run : ");
wr_data(table[dispbuf1[0]]);
wr_data(table[dispbuf1[1]]);
printstring(":");
wr_data(table[dispbuf1[2]]);
wr_data(table[dispbuf1[3]]);
}
void chuli1()
{
if(f_start==1)
{
tt=minite*60+second;
tt1=minite1;
if(m<=3)
{money=value1+value3*tt1;}
if(m>3)
{money=value1+value2*(m-3)+value3*tt1;}
}
else if(f_start==0)
{
money=0;
}
dispbuf1[8]=money/100%10;
dispbuf1[9]=money/10%10;
dispbuf1[10]=money%10;
}
void display1() //運(yùn)行后顯示函數(shù)
{
set(0);
printstring("run: ");
//wr_data(table[m]);
wr_data(table[dispbuf1[0]]);
wr_data(table[dispbuf1[1]]);
//printstring(":");
//wr_data(table[dispbuf1[2]]);
//wr_data(table[dispbuf1[3]]);
set(14);
printstring("await:");
wr_data(table[dispbuf1[4]]);
wr_data(table[dispbuf1[5]]);
printstring(":");
wr_data(table[dispbuf1[6]]);
wr_data(table[dispbuf1[7]]);
set1(0);
printstring("sum is: ");
wr_data(table[dispbuf1[8]]);
wr_data(table[dispbuf1[9]]);
printstring(".");
wr_data(table[dispbuf1[10]]);
}
voidprintstring(uchar *s) //輸出顯示函數(shù)
{
while(*s)
wr_data(*s++);
}
void key() //啟動(dòng)按鍵
{
if(K3==0)
{
delay(50); //延時(shí)消抖動(dòng)
if(K3==0)
{
while(K3==0);
v1++;
if(v1==4) v1=1;
}
}
switch(v1)
{
case1:f_start=1;TR0=1;TR1=0;/*led_run=0;led_await=1;led_stop=1*/;aa=0;bb=1;cc=1;break; //運(yùn)行
case2:TR0=0;TR1=1;/*led_run=1;led_await=0;led_stop=1*/;aa=1;bb=0;cc=1;break; //等待
case3:TR0=0;TR1=0;/*led_run=1;led_await=1;led_stop=0*/;aa=1;bb=1;cc=0;break; //暫停
}
if(K4==0) //跳出運(yùn)行
{
delay(50);
if(K4==0)
{
while(K4==0);
jump_out=1;
}
}
}
void delay(uchart)
{
while(--t);
}
void set(uchar x)
{
command=0x80+x;
wr_com(command);
}
void set1(uchar y)
{
command=0xc0+y;
wr_com(command);
}
void key1() //初始調(diào)節(jié)按鍵
{
if(K==0)
{
delay(100);
if(K==0)
{
while(K==0);
v++;
if(v==4) v=0;
}
}
switch(v)
{
case 0:break;
case1:if(K1==0){while(K1==0);value1=value1+10;}break;
case 2:if(K1==0){while(K1==0);value2=value2+5;}break;
case 3:if(K1==0){while(K1==0);value3=value3+5;}break; }
if(K2==0)
{
delay(50);
if(K2==0)
{
while(K2==0);
jump_in=1;
}
}
}
void mode( )interrupt 0 //外部中斷0控制選位
{
m++;
}
|
|
QQ好友和群
QQ空間
騰訊微博
騰訊朋友
收藏
淘帖
頂
踩
