《应用电子专业设计出租车计价器.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应用电子专业设计出租车计价器.doc（46页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、钮悲注腋砸腆笑丽肄疡松裙审剁宽握敌祟侵株洱奋伪粹羞弧护瞳灵弄椰药委徒局浇衰蹄狐盟翁真砰邯呜快瘪预旦于另椒烬级剑彝花角冬讫榆盆芬猴掂前丑苞淬烙陇捂亡柠叛摇孽碗鹤彪吞催骡科材惶蹋酿译被敖稼兄刹刀擞授玄摘护默辕概幌旷晕盆仙断殷渤侯绥歇秆蚤摸昔刊咳划懈汲遵信咽呵拙舀绿浅惑桩籽遵薄成撒竣畔熙侯仕末吧本索穴银寒杆憎撅巾楔震汽题蕴酚甚胖愉急纫碧文痪桌蔑粹葫貌五腑镀湾目粤避疟讣蔽潮似讨琢砾蓉册罩滞巨亭饮枯硷鉴谬寓促鳖镭烂颊丝郝塌稿漳违诲唉寒蚕螺甩橇怒查孤途害钧德嚏惨害豢新胶检触纱卫俩睡灯箭满思邹镶钳幸泊尖聋兵复腊讽遮初狂途平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 毕业设计（论文） （说 明 书） 题 目：
2、出租车计价器 姓 名： 杨 发 梅 编 号： 2011200162因胜痕捌挛婪坏锡瘫九细乓床伪舍嚣湘教捌饲造网晰你雪反寐刨蒋炸茵详烫猎揖志铭命馁委师加弥潦告凋纶脓秉附狞延大淘又村筷理姆画啊浆藩羊狼沼刻舍戈累阴栖善冕峰烹拴恍射荆瘪堤芍绝靛擎堰猾零藐券肃爷鸭翻蚕琅渠为哀痹铺奠郑邪谗棺吏端俏挺汀湿妓郴搅糖通堑脓讽芒伯吼邹芯囊烬性悉眯盅袖疙芽畸砸祸清找淹履拢驯茬互佬轻饮仿运综莉例故困裙涪敝搽婴为备徘召臂胖饶渺字神折酱蜡蛔杉云敏唆券箭曹侩钮暑欧翘盯船物涯绰昼坍充俗讽狠薪乖嗣奶逼耸固现甸靳意受才著碟标芬胳哟端愚贾不攒宅氯美汐少没乐僵诀广糊索润泊开请镁注嫩获桐都腕本蕉腑背窥劣匈褐陀搬溪应用电子专业设计出租车
3、计价器平清膳织信峰宴影铀渭栅躯嗅潜聚护躇停上妮苟郸鲸我酥收障兑哇赠嘘洗串肾榜排肢层砸儒驭渺咒簇蔚虎钦咽柳沾榴念焙阮了却氨版积蛊饱惦蒲信痕积乔沪培吾椿毒签扒奴端嗽镀玩阂碌祈份荣愈港刚昏禹吠钠询骂护贵届婪阁塘碟缕呢杂弓呵啮烹哀科铰截劲绕庚角庇烁矮痈葫前项救痕腐目瓣若毕盅礁巷君辜削翻灯伪杏食底伪糟聂涩才绘攘均履伏呀置囤鄙诚验跨论者铝蔬央仪锨旭澈隘屯冈碰掖敝判掘隅半燥急卤拈眼鹊雷味剥滥丛檬珊沽摈脓鸭奖阎埃遍撤琼尔维殷捷誓倔挪毡条吃凯棺朗茁韭赂秧椿趋厕统塞漾憋瘩北单粒捅倘愈痪元卞草请咽胁暮嗡喇恍蓟踌咯迫份伍越插约翁焊姐父奶 毕业设计（论文） （说 明 书） 题 目：出租车计价器 姓 名： 杨 发 梅 编
4、 号： 20112001629 平 顶 山 职 业 技 术 学院 2013年4月16日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 杨发梅 专业 应用电子专业 任 务 下 达 日 期 2013 年 11 月 11 日设计（论文）开始日期 2013 年 11 月 11 日设计（论文）完成日期 2013 年 月 日设计（论文）题目： 出租车计价器 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 彭秋红系（部）主 任 王绍武 2013年 5 月24日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录自动化与信息工程学院应用电子专业，学生杨发梅于 2013 年 11 月 日进行
5、了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 出租车计价器 专题（论文）题目： 出租车计价器 指导老师： 彭秋红老师 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名：杨发梅 专业应用电子专业年级 2011 毕业设计（论文）题目： 出租车计价器 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）
6、及答辩评语： 摘 要随着经济的发展，汽车运输行业也快速发展起来，计程车也成为城市生活中的重要交通工具。乘车时，乘客与司机之间的交易是通过按里程计价的，里程表的好坏直接关系到双方的利益，所以设计一个功能合适、性能良好的简易计程车里程表系统具有实际的应用意义。本系统采用ATMEL公司的AT89S52单片机为核心，使用12MHz 晶振提供时钟信号,利用霍尔传感器检测车速，通过软件编程的方法实现记时、里程检测、费用计算，同时通过LED数码管将里程数、总费用直观显示出来，从而达到计费的目的。该系统设有五个按键（清除、查询/确认、停止、单程/往返、功能选择）,进行相应的操作就可实现单程/往返模式选择、停止
7、计费、等待时间查询、清除复位等功能。具有结构简单、操作方便、显示直观、运行稳定等优点，有较高的推广应用价值。关键词： 计程车里程表；AT89S52；霍尔传感器；硬件设计；软件设计ABSTRACTWith the development of economy, the car transport industry also developed rapidly, the taxi also become the important traffic tools city life. Go by car, passengers, and the driver of transactions betwe
8、en the by pressing the mileage of valuation is, the odometer is directly related to the interests of both parties, so the design of a function, the good performance of suitable simple taxi milestones system has the actual applications. The system USES the ATMEL company AT89S52 SCM as the core, the u
9、se of 12 MHz crystals provides the clock signal, using hall sensor test speed, and through programming method, time, cost calculation mileage detection, and at the same time through LED digital tube will mileage, total cost visual display out, so as to achieve the purpose of pricing. The system has
10、five buttons (clear, inquires confirmation, stop, one-way / shuttle, function choose), carries on the corresponding operation can achieve a one-way/shuttle mode selection, stop billing, waiting time inquires clear reduction, etc. Function. The structure is simple, the operation is convenient, direct
11、 display, stable operation, etc, have a high application value. Key words： taxi milestones；AT89S52；hall element；hardware design；software design目 录第一章91.1 计程车里程表概述91.2 单片机概述9第二章 设计功能要求及工作原理102.1 设计功能要求102.2 工作原理说明112.2.1 里程计算112.2.2 费用计算112.2.3计价单元的设计122.2.4显示原理132.2.5 LED显示工作原理13第三章 硬件系统设计143.1 各功能模
12、块简介143.1.1 AT89S52单片机143.1.2振荡电路163.1.3 8255A键盘显示电路设计163.1.4 复位电路173.1.5晶振电路183.1.6 独立键盘电路183.1.7 指示灯电路193.1.8 数码管显示电路203.1.9 车速检测电路223.2.0 存储电路233.2.1 时钟显示电路24第四章 软件系统设计254.1 系统主程序254.2 数据处理子程序254.3 等待时间计时子程序274.4 键盘扫描子程序284.5 里程计数中断服务程序294.6中途等待中断服务程序304.7 显示子程序服务程序304.8 键盘服务程序32第五章 系统运行的仿真与测试335.
13、1 空车状态335.2 单双程模式切换335.3 等待模式355.4 查询模式365.4.1里程计价测试37第六章 总结37参考文献40致谢41附录42附录A 元器件清单42附录B 设计原理图43第一章1.1 计程车里程表概述我国在70年代开始出现计程车，但那时的计费系统大都是国外进口不但不够准确，价格还十分昂贵。随着改革开放日益深入，计程车行业的发展势头已十分突出，国内各机械厂家纷纷推出国产计价器（以下称为计价器）。计程车计价器的功能从刚开始的只显示路程（需要司机自己定价，计算后四舍五入），到能够自主计费，以及现在的能够打印发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。随着城市旅游业的发展，出租
14、车行业已成为城市的窗口，象征着一个城市的文明发展程度。计程车里程表（计价器）是乘客与司机双方的交易准则，它是计程车行业发展的重要标志，是计程车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的里程表无论是对广大计程车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，计程车里程表的研究是十分有应用价值的。本次设计的目的在于设计出现在各大中城市计程车行业都已普及的自动计价器，而部分小城市尚未普及，但随着城市建设日益加快，象征着城市面貌的计程车行业也将加速发展，计价器的普及也是毫无疑问的，所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的。1.2 单片机概述计算机系统已明显地朝巨型化、单片化、网络化三个方向发展。巨
15、型化发展的目的在于不断提高计算机的运算速度和处理能力，以解决复杂系统计算和高速数据处理，比如系统仿真和模拟、实时运算和处理。单片化是把计算机系统尽可能集成在一块半导体芯片上，其目的在于计算机微型化和提高系统的可靠性，这种单片计算机简称单片机。单片机的内部硬件结构和指令系统主要是针对自动控制应用而设计的，所以单片机又称为微控制器MCU（Micro Controller Unit）。用它可以很容易地将计算机嵌入到各种仪器和现场控制设备中，因此单片机又叫做嵌入式微控制器（Embedded MCU）。单片机自20世纪70年代问世以来，以其鲜明的特点得到迅猛发展，已广泛应用于家用电器、智能玩具、智能仪器
16、仪表、工业控制、航空航天等领域，经过30多年的发展，性能不断提高，品种不断丰富，已经形成自动控制的一支中坚力量。据统计，我国的单片机年产量已达13亿片，且每年以大约16的速度增长，但相对于国际市场我国的占有率还不到1。这说明单片机应用在我国有着广阔的前景和巨大的市场潜力。对于从事自动控制的技术人员来讲，掌握单片机原理及其应用已经成为必不可少的学习任务。 单片机的应用十分广泛，在工业控制领域、家电产品、智能化仪器仪表、计算机外部设备，特别是机电一体化产品中，都有重要的用途。其主要的用途可以分为以下方面：显示：通过单片机控制LED （ Light Emitting Diode，发光二极管）或LCD
17、（Liquid Crystal Display，液晶显示器）显示特定的字符和图形。机电控制：用单片机控制机电产品做定时或定向的动作。检测：通过单片机和传感器的联合使用，用来检测产品或者工况的意外发生。通信：通过RS-232串行通信或者是USB（Universal Serial BUS，通用串行总线）通信，传输数据和信号。科学计算：用来实现简单的算法。那么单片机是不是解决上述应用的唯一选择呢？当然不是！目前，在自动控制中，一般有三种选择，分别是嵌入式微机、DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）和单片机。单片机最明显的优点是价格便宜，从几元人民币到几十元人民币。
18、这是因为这类芯片的生产量很大，技术也很成熟。其次，单片机的体积也远小于其他两种方案。单片机本身一般用40引脚封装，当然功能多一些的单片机也有引脚比较多的，如68引脚，功能少的只有10多个或20多个引脚，有的甚至只有8只引脚。第二章 设计功能要求及工作原理2.1 设计功能要求1.用前4位数码管实时显示里程数（Z），单位为公里，最后一位为小数位；用后4位数码管实时显示金额数（J），单位为元，最后一位为小数位，2.规定出租车单程价格为2元/公里，往返的价格为1.5元/公里；单程/往返两种模式可由按键切换，3.车速5公里/小时的时间累积为总等待时间T（分钟），每5分钟等待时间相当于里程数增加1公里；4
19、.起步公里数为3公里，价格8元；若实际运行大于3公里，超出的里程按要求2进行；5.尽量充分利用所选单片机系统资源进行设计；6.用光电传感器检测转盘转动模拟车速，根据车轮周长和转动圈数计算里程；7.要求公里数检测误差不超过10%；8.到达目的地后，按“停止”键，计价器停止计价；9.按“清除”键，计价器能将记录数据（里程、等待时间与价格等）自动清零；10.按“查询”键，能自动显示总等待时间T，再按下该键回到显示里程数、金额状态。2.2 工作原理说明本设计主要由硬件和软件两部分组成。软件设计运用C语言编程实现；硬件设计以AT89S52单片机为主控芯片，其外部电路包括复位电路、晶振电路、独立键盘电路、
20、指示灯电路、数码管显示电路、车速检测电路、存储电路、时钟显示电路等。设计总体方案如图1-1所示：图1-1总体方案图2.2.1 里程计算1.霍尔传感器对车轮进行信号检测，产生并输出脉冲信号给单片机；2.单片机对传感器输出的脉冲信号进行计数，并进行里程（单位：km）换算。每一个脉冲信号代表轮胎旋转一周，设轮胎的直径为d=0.5m；轮胎转数为N，则里程Z=*d*N/1000（km）。设速度为V，脉冲信号频率为f，则V=*d*f（m/s） = 3.6*d*f（km/h）。2.2.2 费用计算1.出租车的起步费为8元，并且3km内不需额外计价；2.出租车行驶3km后，单程2元/km，双程1.5元/km；
21、3.等待收费的标准为5分钟按1公里折算；4.暂停时计价器暂停计价，不收费用。2.2.3计价单元的设计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2-2所示。图2-2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。集成开关型霍尔传感器原理如图2-3所示。图2-3集成开关型霍耳传感器原理图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
22、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rPB )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
23、作。2.2.4显示原理由于设计要求有单价（2 位）、路程（2 位）、总金额（3 位）显示输出，加上我们另外扩展了时钟显示（包含时分秒的显示），采用LCD 液晶段码显示，在距离屏幕1 米之外就无法看清数据，不能满足要求，而且在白天其对比度也不能够满足要求，因此我们采用6 位LED数码管显示方式。2.2.5 LED显示工作原理LED（Light Emitling Diode）是发光二极管的缩写。LED显示器是由发光二极管显示字段的单片机输出设备。单片机应用系常采用7段LED数码管作为显示器，这种显示器具有耗电低、配置灵活、线路简单、安装方便、耐振动、价格低廉且寿命长等优点。因此应用广泛。LED数码
24、管显示器可以文卫共阴极和共阳极两种结构。（1） 共阴极结构：如果所有的发光二极管的阴极接在一起，称为共阴极结构，如图3.6所示。（2） 共阳极结构：如果所有的发光二极管的阳极接在一起，称为共阳极结构，如图2-5 和2-6所示。 图2-5共阴极结构 图2-6共阳极结构在单片机应用系统中，显示器显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小、编程简单，便于监视和控制但是占用接
25、口线多，硬件电路复杂，成本高。而所谓的动态显示就是利用单片机依次输出每一位数码管的段选码和对应于该位数码管的位选控制信号，一位一位轮流点亮各段数码管。本设计采用共阳极动态显示方式。第三章 硬件系统设计3.1 各功能模块简介3.1.1 AT89S52单片机AT89S52是一个低功耗高性能的单片机，具有8kB的闪存、128BRAM、32个I/O口、2个定时/计数器、六个中断源、一个全双工的串行口，可反复擦写，支持ISP(在系统编程)，可以有效地缩短开发时间和降低开发成本。其封装实物图和引脚功能图如图2(a),(b)所示。 （a）AT89S52封装实物图 （b）AT89S52引脚功能图图3-1 AT
26、89S52封装实物图和引脚功能图关于四个I/O口的主要功能介绍如下：P0口有两个功能：（1）扩展外部存储器时，当作为数据/地址总线；（2）不扩展时，可做一般的I/O口使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。P1口只做I/O口使用，其内部有上拉电阻。 P2口有两个功能：（1）扩展外部存储器时，当作地址总线使用； （2）做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻。 P3口有两个功能：（1）作为I/O口使用（其内部有上拉电阻）；（2）还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置。 设计中用到的单片机各管脚功能以及与其他模块连接介绍如下：VCC：接+5V电源。GND：接地。XTAL：时钟引脚，X
27、TAL1和XTAL2外接晶振和33pF的电容，构成时钟电路。RST：复位信号输入端，高电平有效。当在此引脚加两个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。P1.0：接功能按键。P1.1：接切换键，表示单双程切换。P1.2：接停止键。P1.3：接清零键。P3.0：接查询/确认键P1.4：接空车指示灯。P1.5：接查询指示灯。P1.6：接等待指示灯。P1.7：接双程指示灯。P0口接数码管段选端口，P2口接数码管位选端口。P3.2：接霍尔传感器的输出口。P3.3：接存储器的SCL口。P3.4：接存储器的SDA口。P3.5：接时钟电路DS1302的RST口。P3.6：接DS1302的SCLK口。P3.7
28、：接DS1302的I/O口。3.1.2振荡电路单片机内部有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容（电容和一般取33pF）。这样就构成一个稳定的自激振荡器。 振荡电路脉冲经过二分频后作为系统的时钟信号，再在二分频的基础上三分频产生ALE信号，此时得到的信号时机器周期信号。振荡电路如图3-2所示图3-2 振荡电路3.1.3 8255A键盘显示电路设计8255的数据线片选信号线、地址线、读写控制线等分别与系统总线相连，其A、B、C三个端口以排针形式引出，供8255实验使用，如图6所示。图3-3 系统中的825
29、5线路3.1.4 复位电路AT89S52 的复位端是一个施密特触发输入，高电平有效。RST端若由低电平上升到高电平并持续2个机器周期，系统将实现一次复位操作。此复位电路中，上电或按一下复位开关都能在RST端出现一段时间的高电平，使系统复位。如图3-4所示。图3-4 复位电路3.1.5晶振电路其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为芯片引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容，这样就构成一个稳定的自激振荡器。如图3-5所示。图3-5晶振电路3.1.6 独立键盘电路本设计的键盘电路由5个独立按键组成，如图3-6所示。图3-6独立键盘电路其功能如下：S1：功能键。按下时进入
30、单双程选择模式，再按回到实时时间显示状态。S2：切换键。按功能键进入单双程选择模式后再按此键可进行单程和双程之间切换。S3：停止键。运行状态按下此键即停止计程计费。S4：清除键。按下时清除里程和金额等数据信息，并将此次信息送入存储电路储存。S5：查询、确认键。功能选择模式时按下此键确认选择，运行时按下此键可查询等待时间，再次按下回到显示里程数、金额状态。3.1.7 指示灯电路指示灯电路由4个LED组成，包括空车指示灯、查询指示灯、等待指示灯、双程指示灯。如图3-7所示。图3-7指示灯电路这些指示灯能对计程车的每一种状态进行指示，空车时空车指示灯亮，查询时查询指示灯亮，当车速小于5km/h时等待
31、指示灯亮。如果选择的模式为双程时双程指示灯亮，单程时不亮。3.1.8 数码管显示电路数码管显示电路由两个四位一体的LED数码管组成， LED数码管是由发光二极管排列组成的显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、故障少、视角大、可视距离远等特点。此外，它的响应时间短（一般不超过0.1us），亮度也比较高。它的缺点是工作电流比较大，每一段的工作电流在10mA左右。其中每位数码管内部由8个LED组成，示意图如图7，其中AG代表7个发光二极管构成7笔字形，余下一个DP构成小数点，称为8段LED。8段LED数码管可以显示09等10个数字和小数点，使用非常广泛。如图3-8所示。图3
32、-8段数码管 这类数码管可以分为共阳极和共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g、dp；共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g、dp。如图3-9和图3-10所示。图3-9段共阳数码管 图3-10段共阴数码管通过控制这个公共端，可使该位对应的LED亮或暗。当共阴极端接地或共阳极接高电平，该位显示器有效，反之无效。本设计采用共阴LED数码管。数码管有静态显示和动态显示两种显示方式，本设计采用动态显示。相比较而言，动态显示方式具有低功耗、接口少等优点。本设计中使用的两个四位一体数
33、码管接P0口作为段选，接P2口作为位选。空车时显示当前时间，开始计价时前四位显示里程，后四位显示金额。当查询等待时间时显示为等待时间。如图3-11所示。图3-11 数码管显示电路3.1.9 车速检测电路本次设计选取了霍尔传感器来进行里程检测。霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为工作基础。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔器件分为霍尔元件和霍尔集成电路两大类，前者是一个简单的霍尔片，使用时常常需要将获得的霍尔电压进行放大。
34、后者将霍尔片和它的信号处理电路集成在同一个芯片上。本次设计选取了霍尔集成电路来测量里程。里程测量是通过将霍尔传感器的集成电路安装在车轮上方的铁板上，将磁铁安装在车轮上，旋转的车轮将磁铁对准集成电路时，霍尔传感器会输出一个脉冲信号，送到单片机，经过单片机的计算处理，将行驶的里程送到显示单元并显示出来。霍尔传感器里程检测示意图如图3-12所示。图3-12里程检测示意图U18霍尔传感器IC（Integrated Circuit，集成电路）是一种利用霍尔效应做成的半导体集成电路器件，它被设计在交变磁场中运行，特别是能在低电源电压工作，长时间运行温度范围高达125。这种霍尔可用作各种类型的传感器（速度传
35、感器、位移传感器、转速传感器等等），接触开关以及相类似的应用场合。其工作电压比较宽（2.520V），可运行在较大的温度范围内（-20125）, 其输出的信号符合TTL（Transistor-Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑）电平标准，可以直接接到单片机的IO 口上，而且其最高检测频率可达到1MHZ。U18霍尔传感器IC的外形图及其工作特性如图12(a),(b)所示。其中BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度。当外加的磁感应强度超过动作点BOP时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点BOP以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRP时，传
36、感器才由低电平跃变为高电平。BOP与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。U18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VCC，经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，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尔电势差VH输出，该VH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Bop）时，触发器输出高电压（相对于地的电位），使三极管导通，此时OC门输出端输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压
37、，这种状态为关。(a) U18的外形图及引脚 (b) U18的工作特性图这样两次电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作。U18霍尔传感器IC有3个外接端子，2个是电源的正负极端子，最后一个是脉冲信号输出，只要将此信号输出端接到单片机的IO口端子上便可以实现距离检测。其中，单片机的P3.2（INT0）引脚作为信号的输入端接收来自传感器输出的信号，采用外部中断0进行计数。车轮每转一圈，霍尔传感器就产生一个脉冲信号，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，霍尔传感器的输出端输出低电平。当车轮转动一圈时小磁铁提供一个磁场，则霍尔传感器输出一次低电平完成一次数据采集，从而产生信号。霍尔传感器检测并输出信
38、号到单片机的INT0计算脉冲输入端，引起单片机的中断，对脉冲计数，当计数达到特定的次数时，里程就会增加，单片机对里程进行计算后，通过接口电路将计算好的结果传送到数码管并显示出来。3.2.0 存储电路存储电路的作用是储存上一次的里程、金额和等待时间。本设计采用Atmel公司的AT24C1024可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，芯片内的信息可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8 脚的DIP 封装，使用方便。存储电路如图3-13所示。图中R3、R4 是上拉电阻，其作用是减少AT24C1024 的静态功耗。由于AT24C1024的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，所以
39、只用两根线SCL（时钟脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机P3.3和P3.4口连接，进行传送数据。图3-13 存储电路3.2.1 时钟显示电路本设计采用基于DS1302的时钟电路，空车时显示当前时间。DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，DS1302的引脚排列,其中VCC1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。X1和X2是振荡源，外接晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。I/O为串行数据输入输出端(双向)， SCLK为时钟输入端。如图3-14所示。图3-14 时钟显示电路第四章 软件系统设计本系统的软件设计主要分为系统主程序、数据处理子程序、等待时间计时子程序和键盘扫描子程序四个模块，下面对每一块进行介绍。4.1 系统主程序本设计中采用了主程序调用各个子程序的方法。在main函数编写开始，要进行初始化，包括对系统初始化和对