1、本 科 生 毕 业 （ 设 计 ） 论 文基于 AT89S51 的计费器设计摘要单片机具体的专业名词又称为微控制器。于 70 年代中期创建出来的一种体积小，价格低廉，功能又很强大的大规模集成电路器件。计价器的出现可以随时计算人们该次行程应该支付的费用并以直观的方式通过液晶显示屏显示出来，得到解决司机和乘客都认可的车费支付问题的方案。在很多的国家，单片机技术无声无息的进入了每个人的生活中。尤其是在我国，各种工业控制、航空技术、仪表、家用电器等等都装有着单片机。所以单片机无疑是所有先进科技和人们生活中必不可少的一份子。本课题主要研究出租车计费器的软、硬件设计，选择 AT89S51单片机为核心，选择
2、 A44E 霍尔传感器将车辆行驶距离转换成信号输入单片机，采用1602作为结果显示部件，显示当前时间、行车里程、等待时间、应支付金额等信息。关键字：AT89S51 单片机；A44E 霍尔传感器；16022ABSTRACTSCM specific terminology known as micro-controller.Founded in the mid 70 out of a small size, low cost, functional and powerful LSI devices.Monolithic integrated circuit by the presence of m
3、any high-tech and industrial control saves a lot of resources, has become essential for their devices.In many countries, silent entered the single-chip microcomputer in everyones life.Especially in our country, industrial control, aerospace technology, instruments, household appliances, and so on ar
4、e equipped with a microcontroller.All MCU is undoubtedly the advanced technology and an essential part of peoples lives.The main research topics are the taximeter internal hardware design.To AT89S51 within the meters single-chip, in addition to A44E Hall sensor measuring distance.1602 LCD display th
5、e total amount, such as travel time, waiting time.In many countries, silent entered the single-chip microcomputer in everyones life.Key words: AT89S51 single-chip;A44E Hall sensors；1602 LCD.3目 录第一章 绪论11.1 选题的依据及意义11.2 国内外研究现状及发展趋势21.3 本课题研究方法21.4 方案论证与比较31.5 系统的设计与思想4第二章 系统整体设计及其硬件组成2.1 电路总框图112.2 系
6、统硬件的选择112.3 系统硬件设计122.4 里程测试122.5 掉电存储芯片 AT24C02 的概述和设计1342.6 复位电路的设计142.7 晶振系统模块设计182.8 时钟电路模块 192.9 显示电路模块 20第 3 章 系统软件设计3.1 主程序设计223.2 计数里程的中断服务程序243.3 途中等待的中断服务程序24第四章 结论4.1 结论26 参考文献27附录 28致5谢296第一章 绪 论1.1 选题的依据及意义我们国家的经济发展越来越快，城市的交通也慢慢的完善，人民生活水平的也越来越好，出租车计价器的应用也越来越广泛。虽然很多人都拥有了私家车，但是出租车在我国的交通运输
7、中还是承担着非常重要的角色，为此，国家特别设计出了出租车计价器，它是负责出租车营运收费的专用智能化仪表。我国出租汽车行业因而迅猛发展，出租汽车已经成为我国城市公共交通的重要组成部分和现代化城市必备的基础设施，成为人们工作、生活中不可缺少的交通工具。出租汽车必须安装出租汽车计价器才能投入营运，因此出租汽车服务行 业和出租汽车计价器紧密相关，出租车计价器也就随着出租车行业的发展而 日益完善。 出租汽车计价器是一种能为乘客专门制作出来，可以直接显示车费值的计量器具。计价器是乘坐出租车的消费者和出租车司机之间用于公平交易的工具，所以计价器的计价是否精确，就直接关系到消费者和出租车司机之间的经济利益。为
8、了保护出租车司机和乘坐出租车的消费者的经济利益,世界上的很多国家都对作为交易的出租汽车计价器进行强制管理。1.2 国内外研究现状及发展趋势我国生产的第一台计价器是在重庆，最早的计价器是用机械齿轮制造的，只能做简单计价工作，而不能够自动的完成一系列的报价功能。第二代计价器也随着时代的变迁制造出来。第二代计价器不像最初的计价器一样，只能完全靠着机械化的方式运作，它加入了手摇计算机的功能，成为了半机械半电子化的计价器。第二代的计价器就有了又可以计程还能进行计价的功能。过了几年后，国家慢慢发现了大规模集成电路，进而又制作出了第三代计价器，它也被称作是全电子化的计价器。第三代计价器的功能更强大也更加完善
9、，当国家制作出单片机后，就将单片机应用于计价器中，就出现了现在的出租车计价器，这个单片机制作的计价器它完善了之前两代计价器都不太全面的工作。所7以说单片机的出现不仅实现了计价器的发展，很多电子元件都需要到单片机。出租车计价器最初的作用就是简单的计价以及它的可靠性要好。框图：单片机单元框图:单片机单元系统1.3 本课题研究方法这次的课题我们必须使用到单片机来完成设计要求。因为单片机功能强大，也很方便，可以运用到很少的硬件和适当的软件相互配合就可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成不同地区价格差异的调整。对于计费模式的变换，我们可以通过软件的编程就方便我们实现这个问题。避免了
10、其他不必要的麻烦。1.设计思想 信号源 变换电路 显示器单片机AT89S51 1602 液晶显示时钟电路8255 并行编程8出租车计价器的设计主要分为两大部分：硬件电路设计和软件结构的设计。 出租车计价器的硬件电路由速度传感电路、 空车等电路、 时钟电路、存储电路和电源电路等部分构成。 1.硬件框图 各电路主要功能： 1) 单片机电路： 检测空车灯信号和速度传感电路的脉冲信号，进行里程计算等。 2) 里程传感电路：利用霍尔传感器送入单片机，供里程计算。 3) 时钟电路：显示出时间。 4) 串口显示电路：显示单价、路程、金额、等待时间、时钟 。2.硬件组成系统硬件组成框图采用 AT89S51单片
11、机为核心，利用它丰富的管脚及功能，以霍尔传感器为出租车速度检测元件，结合外围电路，来完成出租车计价器的基本功能。这次的课题我采用菲利普公司产的 AT89S51 单片机作为主要的控制器，并采用掉电存储单元来控制当系统掉电的时候可以自动保存系统的时间和单价，最后采用液晶 1602 显示出来。91.4 方案论证与比较方案一：方案框图如图（1）所示。出租车的驱动轮转数和转轴转数的传动是成一定的比率的，磁感应传感器会产生出一个大概为 20 ms 的低脉冲，这样就可以通过计算磁感应传感器产生出来的低脉冲数来计算出出租车行驶的里程数以及相应的价格。编码器的单片机可以通过其中的一个 I/O 口来实现检测磁感应
12、传感器的信号，当确定是由这个是传感器发出的信号时，就能够通过另外的一个 I/O 口来向解码器的单片机发送出来另外的一组编码，然后解码器的单片机就会对出当前所准备接收的数据进行判断识别，判断它到底是从编码器发送的编码还是从解码写入器发送出来的解码。如果判断并识别出是经过解码写入器发送出来的解码的话，解码器的单片机就会接收这个解码，并且会使用 12C 总线协议来将解码保存到EEPROM 中；如果判断并识别出是从编码器发送出来的编码的话，解码器的单片机就会先接收到该编码，然后会读出里面 EEPROM 中的解码，再将其和接收到的编码进行比较，如果相同的话那么解码器单片机就会通过一个 I/0 口向计价器
13、里发送出计价脉冲，反正就不会发出计价脉冲 1。经过这样的一个过程就解决了以往的计价器计价的不准确、使用的寿命短等缺点，但是这个方法经常使干扰信号也会产生出计数脉冲，而且分立元件太复杂，电路稳定性也不是很好。图（1） 编码器方案磁感应传感器 编码 器 解码 器计价装置解码写入器计价脉冲10方案二：电路框图如图（2）所示。如果我们采用数字电路控制。应用传感器件，然后输出脉冲信号，再经过放大整形来作为移位寄存器的脉冲，以此来实现计价，这种电路过于简单，性能不够稳定，而且还不能调节单价，也不能随着时段的变化来调节计费表准，所以这个方案不够实用。图（2） 数字电路方案方案三：这个方案我们使用单片机控制。以单片机为主要核心,设计上采用89S51 单片机做为主控器，采用 A44E 霍尔传感器来进行测距，并且使用 AT24C02在系统在掉电时保存单价和时间等信息，输出采用了 1602LCD 液晶显示。然后利用单片机丰富的 I/O 端口以及控制的灵活性，实现了基本的里程的计价功能和价格调整、时钟显示功能等功能 2。原理结构如图（3）所示。金额显示 单价显示电源电路及保护电路里程传感器 移位寄存器电路
