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1、无 锡 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计（论 文） 说 明 书毕业设计说明书基于单片机的出租车计价器设计摘要：本设计的是一个基于单片机AT89C52的出租车自动计费设计,附有复位电路,时钟电路,键盘电路等。复位电路是单片机的初始化操作,除了正常的初始化外,为摆脱困境,通过复位电路可以重新开始。通过按键模拟出租车的运行，暂停，停止。在1602液晶上可以显示运行的时间，运行时暂停的时间，通过计算可以得出总共的费用和总的路程。在这里主要是以AT89C52单片机为核心控制器，P0口接1602液晶显示模块，P1口接按键的，通过按键输入。关键词：AT89C52,1602液晶,出租车计价器。Taxim
2、eter Based on Single-chip DesignAdstract: This design is a taxi billing design based on single chip microcomputer AT89C52, reset circuit, clock circuit, keyboard circuit and so on. Reset circuit is MCU initialization operation, in addition to the normal initial non-greeks, to get rid of the dilemma,
3、 through the reset circuit can start again. Through simulation taxi operation buttons, pause, stop. On the 1602 LCD can display the running time, the runtime to suspend time, through the calculation can be concluded that the total cost and the total distance. Here is mainly based on AT89C52 microcon
4、troller as the core controller, P0 mouth by liquid crystal display module 1602, P1 mouth pick up keys, through the pressed key input.Keywords: AT89C52, 1602 liquid crystal, Taximeter.第1章 引言1.1出租车计价器概述首先，随着我国经济的发展，城市化进程逐步加快，生活水平逐步提高，人们也不再满足于衣食住的享受，出行的舒适已受到越来越多人的关注。于是，在日常出行上，出租车以高质低价赢得越来越多人的青睐。30年前，我国
5、出现了出租车，但是由于当时的经济水平，出租车并没有普遍在我们生活中出现。随着改革开放的深入，出租车行业的发展势头已十分突出。如今出租车在我国的交通运输中承担着重要的角色，出租车计价器是出租车上必不可少的重要仪器，它是负责出租车营运收费的专用智能化仪表。随着城市旅游业的发展，出租车行业已成为城市的窗口，象征着一个城市的文明程度。其次，伴随着出租车也在各个城市越来越多，随之带来的关于出租车的买卖纠纷也时有发生，比如：出租车起步价有时在全市不统一、个别出租车乱收费。而与这两个问题息息相关的是出租车计价器，只有在全市的出租车上使用统一规范的出租车计价器，才能从根源上解决问题。使用改良的出租车计价器为市
6、民带来优质低价的服务，而且，具有良好性能的计价器对出租车司机是很有必有的。从另一方面来考虑，出租车计价器还是有着不错的市场潜力。各大中小城市出租车的数量每年都在增加，购买出租车计价器对于出租车公司来说是一笔较大的投资，质优价廉的计价器一定能快速的占据市场。依据国家有关法律、法规，出租汽车计价器是列入国家首批强制检定的工作计量器具之一，也是近年来国家质量技术监督部门强化管理的六类重点计量器具之一。最后，选用单片机做毕业设计不但能加深对单片机原理的理解，还能培养我们的实践动手能力，开发学生的创新思维，提高学生的分析、解决问题的能力，对于毕业生来说，是一次很重要的体验。本设计要实现的出租车计价器功能
7、：具备里程显示，等待时间显示及计价显示。系统可通过板上的按键进行起步价及每公里单价的设定，方便在不同城市进行实际的设置。1.2单片机发展前景单片机已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：在智能仪器仪表上的应用。单片机
8、具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。在工业控制中的应用。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。在家用电器中的应用。可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。在计算机网络和通信领域中的应用。单片机普遍具备通信接口，可以
9、很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件。单片机在医用设备领域中的应用。单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。此外，第21页 /共66页单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。1.3 本设计的意义出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着我国国民经济的高速发展，出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分。多年来国内普遍使用的计价器只具备单一的计量功能。目前全世界的计价器中有90%为台湾所生产。现今我国生产计价器的企业有上百家，主要是集中在北京，上海
10、，沈阳和广州等地。我国的第一家生产计价器企业是重庆市起重机厂，最早的计价器全部采用机械齿轮结构，只能完成简单的计程功能，可以说早期的计价器就是一个里程表。二代计价器采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式，实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还可以完成计价的工作。三代计价器也就是现在市场上的出租车计价器。现代出租车计价器的模型也就基本具备了，它可以完成计程，计价，显示等基本工作。单片机以及外围芯片的不断发展促进了计价器的发展。出租车是城市交通的重要组成部分，行业健康和发展也获得越来越多的关注。汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具。它关系着
11、交易双方的利益。具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。1.4市场上出租车计价器具备的一些功能五屏显示：同时显示 金额、单价、计时、里程和时钟；状态显示：低速、夜间、 空贴 、往返、暂停；语音报价：播放服务用语、车费等；自动打印：按规定的格式打印路单发票；税控功能：按税务部门规定日期用 IC卡交税存储功能：可储存 100次营运路单供查询统计， 存储数据掉电保存十年。IC 卡：强大的加密功能，数据安全可靠司机卡：路单存储、数据管理、 一机一卡；管理卡：设置参数、周期检定、逾期停机；税控卡：确保税收、限期纳税、逾期停机；时距分离、时距并行、等候收费等方式任选；永久时
12、钟：不掉电永久实时时钟，自动转换日夜收费；通用程序：具有25项可设置参数，方便设置；公司管理：营运数据用 IC卡传递到计算机中，便于管理。1.5本设计的可行性分析本设计以AT89C52单片机为控制核心，实现对出租车的多功能的计价功能，并采用掉电存储单元AT24C02来实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息，输出采用LCD1602液晶显示器。系统一共有七个按键，分别是：白天/夜晚切换、单价增、单价减、开始/等待、里程增加、重新开始，还有一个系统整体复位按键。本电路设计的计价器可以实现白天/夜晚的定价切换、单价的增加和减少等功能，可以基本模拟出租车计价器的基本功能，也可以制造成实物。第2章
13、设计要求与模块方案论证2.1出租车计价器设计要求设计一个出租车自动计费器，计费包括起步价、行车里程计费、等待时间计费三部分，用1602液晶 显示d总金额，运行时间，暂停时间，最大值为99.9元，起步价为5.0元，3Km之内起步价计费，超过3Km,1KM增加2元(手动按键增加里程，每按两次增加1KM)，等待时间单价为每分钟0.8元，用液晶显示总里程，同时用液晶显示等待时间和运行花费时间。1.计费功能费用的计算是按行驶里程收费。设起步价为5.00元。当里程3km时，每公里按2元（夜晚1.2元）计费。等待累计时间5min时，按0.8元/min计费。2.显示功能显示行驶里程：用四位数字显示，显示方式为
14、“XXXX”,单位为km。计程范围0-99km，精确到1km。显示等候时间：用两位数字显示，显示方式为“XX”,单位为min。计时范围0-59min，精确到1min。3、显示总费用：用四位数字显示，显示方式为“XXX.X”,单位为元。计价范围0-999.9元，精确到0.1元。2.2系统主要功能本出租车自动计费，上电后显示最初的起步价，里程计费单价，等待时间计费单价，通过按键可以调节起步价，里程计费单价，等待时间计费单价。同时具有运行，暂停，停止等状态，可以显示运行的时间，同时可以显示暂停的时间，具有累加功能，暂停和运行时间在暂停和运行前一次的状态上计时。出租车停止后能够显示行驶的总费用。2.3
15、方案论证与比较2.3.1控制模块方案一:用PLC可编程控制器控制。PLC可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；应用领域范围大。但是PLC除了运算速度快意外，相比与单片机，没有别的优点；相比与出租车内的狭小空间，PLC系统太大，且成本太高，不利于的生产厂商的成本控制。方案二：采用数字电路控制。数字电路采用传感元件，输出脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是这种电路过于简单，性能不稳定，而且不能调节单价，也不能根据天气调节计费标准，电路不够实用。明显的这种电路不适用于当代的出租车计价器。方案三：采用单片机作为控制器。单片机有丰富的 I/O端口，控制灵活，轻易地可
16、以实现出租车计价器基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。而且单片机体积小、质量轻、电路设计简单、使用方便，可以对系统进行升级，为学习应用和开发提供了便利条件，且价格相比于PLC便宜很多。第23页 /共66页方案确定：本电路设计的出租车计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据一天中的不同时间来调节单价。本设计中用到的AT89C52型单片机就是一个单片微型计算系统，灵活性高，其强大的控制处理功能和可扩展功能为设计电路提供了很好的选择。通过以上三种方案的比较，我们选择方案三作为本设计的整体电路。方案一虽然良好，但出租车内狭小的空间以及基于出租车计价器的成本控制，选用方案一不太现实。方案二的数字
17、电路控制虽然更便宜，但是功能单一，机械设计易磨损的特性决定了它的寿命太短。方案三采用单片机作为控制器，灵活方便，系统可升级，在空间、成本控制、易用性、使用寿命上，都有不错的性价比。2.3.2显示模块方案一：采用LED数码显示管。LED数码显示器是一种由LED发光二极管组合显示字符的显示器件。它由8个LED发光二极管成“日”字型结构，其中7个用于显示笔画字符，一个用于显示小数点。单片机数码管显示一般都是所谓的动态扫描显示，往往不止一个数码管。一个数码管8段加一个公共端需要9根口线才能完全显示任意数字，为了节省IO口线，就利用了人眼视觉驻留的原理，每一位数码管显示一会儿，然后关掉它，再去显示下一个
18、数码管。只要保证在1秒内每个数码管能扫上个十几次二十几次，视觉上就好像同时点亮了所有数码管了。方案二：采用液晶显示器（LCD1602）。LCD的优点主要包括零辐射、低功耗、体积小、字符显示精确。液晶LCD1602显示器与数码管（LED）相比,其轻薄短小、寿命长、低功耗、画面效果好、电路连接简单、易于与单片机连接和节约单片机的IO口、精确度可靠操作简单等优点。方案确定：综上所述，LCD有着明显的优点，所以选择方案二。2.3.3按键模块方案一：采用独立键盘。独立式是指最简单的键盘电路，各键相互独立，每个按键独立地与一根单片机的I/O端口线相连接的键盘电路。每一个键状态通过接入键值的高低电平来区分。
19、正常状况下，与键盘所连接的单片机的I/O端口被设置为高电平，即“1”状态，当有键按下时，与之相连的单片机的I/O端口将被拉成低电平，即“0”状态。这种方式电路设计比较直观，软件结构简单，一般用在按键数目不多的场合。方案二：遥控器用来产生遥控编码脉冲。驱动红外发射管输出红外遥控信号，遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组串行二进制码，对于一般的红外遥控系 统，此串行码输入到微控制器，由其内部 CPU完成对遥控指 令解码，并执行相应的遥控功能。方案确定：独立按键的各按键电路相互独立，可以灵活设置并对键盘进行定义，其软件编程相对简单，所以选择方案一。第24
20、页 /共66页第3章 硬件设计3.1 相关芯片及元器件介绍3.1.1 AT89C52AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。AT89C52片机由如下功能部件组成，即中央处理器（CPU）、内部数据存储器(RAM)、内部程序存储器(ROM)、并行I/O端口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。AT89C52单片机的引脚图如图3-1所
21、示： 图3-1 AT89C52引脚图 AT89C52单片机各引脚功能：VCC：供电电压GND：接地ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。第25页 /共66页EA/Vpp：当EA信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当
22、EA信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始的，并可延至外部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。RST：当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，两引脚用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于连接外部时钟脉冲信号。P0: P0口是一组8 位漏极开路型双向I O口，也即地址数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL 逻辑门电路，对端口写 “1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，
23、这组口线分时转换地址 （低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在FIash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻P1： P1口是一个带内部上拉电阻的8 位双向I O 口，P1口的输出缓冲级可驱动 （吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写 “1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 （IIL ）。FIash 编程和程序校验期间，P1 接收低8 位地址。P2：P2口是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I O口，P2口的输出缓冲级可驱
24、动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写 “1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 （IIL ）。在访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器时，P2 口线上的内容在整个访问期间不改变。Flash 编程或校验时，P2口亦接收高位地址和其它控制信号。P3：P3口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I O 口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可
25、作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流 （IIL ）。由于工艺及标准化等原因，芯片的引脚数目是有限的。为了满足实际需要，部分引脚被赋予双重功能，即第一功能和第二功能。最常用的是8条P3口线所提供的第二功能，如表3-1所示：第26页 /共66页表3-1 P3口各引脚的第二功能第一功能第二功能第二功能信号名称P3.0RXD串行数据接受P3.1TXD串行数据发送P3.2INT0外部中断0申请P3.3INT1外部中断1申请P3.4T0定时/计数器0的外部输入P3.5T1定时/计数器1的外部输入P3.6WR外部RAM或外部I/O写选通P3.7RD外部RAM或外部I/O读选通单片
26、机时钟与复位电路：单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地进行工作，时钟电路用于产生单片机工作时所需要的时钟信号。图3-2 内部振荡电路图3-3 按键复位电路时钟信号的产生：在MCS-51系列单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为XTAL1，其输出端引脚为XTAL2。只要在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，就可以构成一个稳定的自激振荡器，如图3-3所示。MCS-51系列单片机的时序概念有4个，可以用定时单位来说明，从下到大依次是：节拍、状态、机器周期、指令周期。节拍：把振荡脉冲的周期定义为节拍。状态：振荡脉冲经过
27、二分频后，就是单片机时钟信号的周期。机器周期：单片机采用定时控制方式，有固定的机器周期。规定一个机器周期的宽度为6个状态，即12个振荡脉冲周期。指令周期：是最大的时序定时单位，指执行一条指令所需要的时间。单片机的复位是指CPU和系统中的其他功能部件恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。单片机复位的初始条件是：必须使RST加上持续两个机器周期以上的高电平。单片机的复位电路如图3-4所示。复位后，单片机内部的各专用寄存器的状态如表3-2所示。第27页 /共66页表3-2 单片机复位状态专业寄存器复位状态专业寄存器复位状态PC0000HACC00HB00HPSW00HSP07HDPTR00
28、00HP0P3FFHIP*00000BTMOD00HIE*00000BTHD00HSCON00HTL000HSBUF不确定TH100HPCON0*0000BTL100HTCON00H3.1.2 掉电存储芯片AT24C02AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。AT24C02可解决掉电数据保存问题，可对所存数据保存100年，并可多次擦写，擦写次数可达10万次以上。存储当前设定的总金额，等待时间，运
29、行里程以及单价等信息。如图3-4为AT24C02引脚图。图3-4 AT24C02引脚图各引脚的功能分别是：A0、A1、A2：器件地址选择SDA：串行数据/地址SCL：串行时钟WP：写保护Vcc：+1.8V到+6.0V工作电压第28页 /共66页GND：接地特性：1.数据线上的看门狗定时器，2.可编程复位门栏电平，3.高数据传送速率为400KHz和1C总线兼容，4.2.7V至7V的工作电压，5.低功耗CMOS工艺，6.16字节页写缓冲区，7.片内防误擦除写保护，8.高低电平复位信号输出，9.100万次擦写周期，10.数据保存可达100年，11.商业级、工业级和汽车温度范围。功能描述：AT24C0
30、2支持I2C，总线数据传送协议I2C，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，由于A0、A1和A2可以组成000111八种情况，即通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，通过进行不同的配置进行选择器件。结构与寻址：AT24C02的存储容量为2Kb，内容分成32页，每页8B，共256B，操作时有两种寻址方式：芯片寻址和片内子地址寻址。（1）芯片寻址：AT24C02的芯片
31、地址为1010，其地址控制字格式为1010A2A1A0R/W。其中A2，A1，A0可编程地址选择位。A2，A1，A0引脚接高、低电平后得到确定的三位编码，与1010形成7位编码，即为该器件的地址码。R/W为芯片读写控制位，该位为0，表示芯片进行写操作。（2）片内子地址寻址：芯片寻址可对内部256B中的任一个进行读/写操作，其寻址范围为00FF，共256个寻址单位。3.1.3 1602LCD液晶显示介绍LCD液晶显示是依靠液晶显示器进行数据或图形显示的。LCD液晶显示弥补了LED显示效果不够美观、不能显示图形和汉字等缺点，因此液晶显示技术得到了越来越广泛的应用。LCD液晶显示器本身不发光，其通过
32、调节光的亮度来达到显示效果，这是一种被动显示器。液晶显示器以LCD液晶屏为核心，配合一定的控制电路，以达到方便显示组件的目的。根据液晶屏可显示内容的不同，液晶显示模块可以分为如下三种：1、数显液晶模块。2、点阵字符液晶模块。3、点阵图形液晶模块。液晶显示模块的优点。液晶显示最主要的优势是可以显示多行的汉字及图形。除了这一点外，使用液晶显示模块做为显示设备还具有其他很多优势，主要表现在如下几个方面：1、体积小、重量轻。液晶显示模块通过显示屏上的液晶分子状态来达到显示母的，在重量上比相同显示面积的传统显示器件要轻得多。2、功率消耗小。液晶显示模块的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动芯片上。因而，对于
33、相同的显示面积，液晶显示模块的耗电量比其他显示器件要小的多。3、显示质量高。由于液晶显示模块每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，不像有些显示设备需要不断刷新亮点。因此，液晶显示模块画质高而不会闪烁把眼睛疲劳降到了最低。4、五电磁辐射。液晶显示模块的先天特点决定了其没有电磁辐射。5、接单方便的数字式接口。液晶显示模块都是数字式的，和单片机的接口十分简单，操作也十分方便。6、应用范围广。液晶显示模块特别是点阵图形液晶模块，可以显示数字、字符、汉字和图形，可适用与各种场合。下面介绍本次设计用到的1602LCD液晶显示模块。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字
34、母、数字、符号等的点阵型液晶模块，能够同时显示16x02即32个字符。它由若干个5X7或者第29页 /共66页5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。液晶1602引脚图如图3-5所示：图3-5 液晶1602引脚图第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读
35、写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。字符型液晶1602主要技术参数如表3-3所示：第30页 /共66页表3-3 字符型液晶1602主要技术参数显示容量：16*2个字符芯片工作电压：4.55.5V工作电流：2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压：5.0V字符尺寸：2.95*4.35（W*H）m
36、m接口信号说明如表3-4所示：表3-4 1602接口信号说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1Vss电源地9D2DataI/O2VDD电源正极10D3DataI/O3VL液晶显示偏压信号11D4DataI/O4Rs数据/命令选择端（H/L）12D5DataI/O5R/W读/写选择端（H/L）13D6DataI/O6E使能信号14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正极8D1DataI/O16BLK背光源负极控制器接口说明（HD44780及兼容芯片）1、 基本操作时序a 读状态：输入：Rs=L, Rw=H, E=H 输出：D0D7=状态字b 写指令：输入：Rs=L, Rw=L,
37、 D0D7=指令码 输出：无 E=高脉冲C 读数据：输入：Rs=H, Rw=L, E=H 输出：D0D7=数据d 写数据：输入：Rs=H, Rw=L, D0D7=数据 输出：无 E=高脉冲状态字说明如表3-5所示：表3-5状态字说明（a）STA7D7STA6D6STA5 D5STA4 D4STA3 D3STA2 D2STA1 D1STA0 D0第31页 /共66页表3-5状态字说明（b）STA0-6当前数据地址指针的数值STA7读写操作使能1：禁止 0：允许注：对控制器进行读写操作之前，都必须进行读写检测，确保STA7为0控制器内部带有80*8位的RAM缓冲区，对应关系如下图3-6所示：表3-
38、6 RAM地址映射图LCD16字*2行000102030405060708090A0B0C0D0E0F1027404142434445464748494A4B4C4D4E4F5067显示模式设置如表3-7所示：表3-7显示模式设置指令码功能00111000设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口显示开关及光标设置如表3-8所示：表3-8开关及光标设置指令码功能00001DCBD=1 开显示； D=0 关显示C=1 显示光标； C=0 不显示光标B=1 光标闪烁； B=0 光标不显示000001NSN=1 当读或写一个字符后地址指针加一，且光标加一N=0 当读或写一个字后地址指针减一，且光标减
39、一S=1 当写一个字符后，整屏显示左移(N=1)或右移（N=0）,以得到光标不移动而屏幕移动的效果S=0 当写一个字符，整屏显示不移动第32页 /共66页3.2系统组成及功能框图此出租车计价器以AT89C52单片机为核心，利用单片机配合液晶显示器等硬件，实现出租车计价器的基本计价功能及一些简单的附加功能。出租车计价器系统框图如图3-6所示：振荡电路按键电路电源电路AT89C52掉电存储电路复位电路显示电路 图3-6 出租车计价器系统框图3.3电源电路一般而言，出租车上使用的电源是12V，而芯片所需供电电压是5V，所以我们选择LM7805的经典电路电源电路完成12V转5V的目的。电源电路如图3-
40、7所示：三端稳压集成电路LM7805。三端指的是这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端、输出端。图3-7 电源电路第33页 /共66页3.4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30pF左右）。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3-8所示： 图3-8 振荡电路3.5 复位电路 复位操作有两种基本形式：一种是上电复位，另一种是
41、按键复位。按键复位具有上电复位功能外，若要复位，只要按图中的RESET键，电源VCC经电阻R1、R2分压，在RESET端产生一个复位高电平。上电复位电路要求接通电源后，通过外部电容充电来实现单片机自动复位操作。上电瞬间RESET引脚获得高电平，随着电容的充电，RERST引脚的高电平将逐渐下降。RERST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。按键复位电路图如图3-9所示。图3-9 复位电路第34页 /共66页3.6 掉电存储电路AT24C02可解决掉电数据保存问题，存储当前设定的总金额，等待时间，运行里程以及单价等信息。由于AT24C02的数据线和地址线是复
42、用的，采用串口的方式传送数据，所以只用两根线SCL（移位脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机传送数据。每当设定一次单价，系统就自动调用存储程序，将单价信息保存在芯片内；当系统重新上电的时候，自动调用读存储器程序，将存储器内的单价等信息，读到缓存单元中，供主程序使用。因为在proteus中没有AT24C02，我们用24C02C代替。掉电存储电路如图3-10所示： 图3-10 掉电存储电路3.7 按键电路按键电路采用独立按键，每个按键占用一根I/O口线，相互独立。I/O口通过按键与地相连，I/O口有上拉电阻，无键按下时，引脚端为高电平，有键按下时，引脚电平被拉低。I/O口内部有上拉电阻时，外部可不
43、接上拉电阻。键盘接口电路如图3-11所示：第35页 /共66页其中依次有S1、S2、S3、S4、S5、S6这6个按键，功能分别是白天/夜晚切换键、单价增、单价减、开始/等待键、里程增加、重新开始键。 图3-11 键盘接口电路3.8 显示电路我们采用液晶LCD显示，液晶又分字符型和点阵型，我们使用的液晶是字符型液晶，并且带字符库的，不需要查找代码。英文字符就可。液晶电路使用时，如果发现液晶不亮可以调节连接液晶的点位器，改变液晶的亮度。显示电路如图3-12所示：第36页 /共66页图3-12 液晶显示电路3.9 路程测量电路出租车中需要一个能准确获得车轮转动即路量信号的装置,以得到标准的脉冲信号送
44、入单片机的定时/ 计数器T1 即P3. 5 引脚,利用单片机的T1 的计数功能完成100 次的计数后产生一中断来完成路程的测量。(设车轮周长为1 m ,则每产生100 个脉冲便表示车已行程0. 1 km ,为了演示方便本设计中采用按键了模拟增加里程。每按一个按键增加0.5公里的里程。如果按两次就是1千米，以此类推不断的增加来模拟车的不断前进。第37页 /共66页第4章 软件设计软件设计程序可分为：主程序控制程序、AT24C02掉电存储程序、键盘控制程序、显示程序等。在本次设计中像电路键盘用到了P1口，其中P1.0到P1.4口作为键盘的输入，直流电机电路的控制线用了P2口线，P3.0、P3.1、
45、P3.2分别为LED信号控制脚。显示电路用到了P0和P2口，P0口为液晶的数据口。4.1主程序在主程序里，需要对各芯片的初始化、各中断的初始化，另外，在主程序里还需要设置启动/清除标志寄存器、里程寄存器、价格寄存器，并对它们进行初始化。然后，主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同的操作。当空车信号灯打下时，表示有乘客上车，并启动计价，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、每公里的单价和起价来计算出当前的累计价格，并将结果存于价格寄存器中，然后将当前时间和累计价格送到LCD显示电路显示出来。当中途塞车(等待或低速行驶)时，在一定时间内没有检测到传感器的脉冲信号就启动T0定时器进行计时，当超过规定的等待时间后，计价器就根据