電路方案：基于51單片機(jī)的出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)

在科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展的21世紀(jì)，乘坐出租車(chē)和網(wǎng)約車(chē)出行已經(jīng)成為一種非常重要的交通出行方式。行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展讓出租車(chē)行業(yè)迎來(lái)了一場(chǎng)新紀(jì)元。但是在出租車(chē)行業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，也出現(xiàn)了很多問(wèn)題。經(jīng)營(yíng)管理不善，司機(jī)服務(wù)不規(guī)范，隨意定價(jià)收款的現(xiàn)象也是層出不窮。為了根治這種現(xiàn)象，出租車(chē)計(jì)價(jià)器孕育而生。出租車(chē)計(jì)價(jià)器的問(wèn)世不僅減少了行業(yè)的亂象，而且讓管理者和經(jīng)營(yíng)者更加誠(chéng)信的服務(wù)乘客，在很大程度上改善了行業(yè)風(fēng)氣。

運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能，以STC89C52系列單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的出租車(chē)計(jì)價(jià)器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)出租車(chē)計(jì)價(jià)器的穩(wěn)定運(yùn)行。用霍爾傳感器測(cè)速測(cè)量出租車(chē)的實(shí)時(shí)速度，用延時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。設(shè)計(jì)的出租車(chē)計(jì)價(jià)器還需具有顯示時(shí)鐘和測(cè)量溫度的功能，并且能夠自動(dòng)計(jì)算費(fèi)用、設(shè)置起步價(jià)、設(shè)置每公里價(jià)格。設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)作為控制器，自帶AD轉(zhuǎn)換，當(dāng)一邊有按鍵按下時(shí)，另一邊以數(shù)字的形式在LCD12864顯示屏上顯示出相應(yīng)的車(chē)速、溫度、時(shí)間以及總價(jià)。

總體設(shè)計(jì)框圖如圖1-1所示，設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)模塊，按鍵控制模塊和LCD12864顯示模塊組成，它們的作用分別為：

綜上所述，根據(jù)在校所學(xué)以及掌握的理論知識(shí)，對(duì)51系列單片機(jī)的掌握更為熟練，同時(shí)價(jià)格也更為便宜的。51系列的單片機(jī)適用于相對(duì)簡(jiǎn)單較為容易實(shí)現(xiàn)的電路。51系列單片機(jī)比PIC系列單片機(jī)更容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，因此選擇使用方案一設(shè)計(jì)。

2.2 顯示模塊的方案論證

綜上所述，再結(jié)合出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)要求，選擇LCD顯示屏作為設(shè)計(jì)的顯示模塊。因?yàn)樵O(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)的功能較多，LED數(shù)碼管能夠顯示的的內(nèi)容單一，選用LED數(shù)碼管，無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的顯示需要。相反LCD12864顯示屏具有顯示多樣化，可承載的內(nèi)容多，可以做到高精度的操作。綜上所述，顯示模塊采用方案二設(shè)計(jì)。

2.3電動(dòng)機(jī)的方案論證

綜上所述，由于光電轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)環(huán)境的要求較大同時(shí)需要光源才能進(jìn)行測(cè)速，相反霍爾傳感器測(cè)速對(duì)環(huán)境要求較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，再加上學(xué)習(xí)過(guò)霍爾傳感器的相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)霍爾傳感器掌握程度遠(yuǎn)高于光電式轉(zhuǎn)速傳感器。因此選用霍爾傳感器作為設(shè)計(jì)的測(cè)速模塊。

依據(jù)所選的方案，選用STC89C52作為出租車(chē)計(jì)價(jià)器的主控芯片，利用STC89C52的各個(gè)端口，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需要的各個(gè)功能。單片機(jī)端口可以控制顯示模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、溫度傳感器模塊、霍爾傳感器模塊以及DS1302時(shí)鐘模塊，還能控制各個(gè)按鍵的功能。設(shè)計(jì)使用單片機(jī)的P10，P11接口和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相連。使用P37接口與溫度傳感器模塊相連。使用P12，P13，P14接口連接K1，K2，K3按鍵。用P32接口連接霍爾傳感器模塊。用P20，P21，P22接口連接DS1302時(shí)鐘芯片。P9接口連接復(fù)位電路。P18，P19接口連接晶振電路。電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，STC89C52芯片模塊電路設(shè)計(jì)如圖3-1所示。

3.1.2 系統(tǒng)晶振電路設(shè)計(jì)

晶振電路能夠產(chǎn)生和時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路，產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，用于控制單片機(jī)程序執(zhí)行的節(jié)拍和時(shí)序。Y1兩端接入單片機(jī)的XTAL1和XTAL2，接入兩個(gè)大小為30PF的電容。晶振電路設(shè)計(jì)如圖3-2所示。

3.1.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì)

使用單片機(jī)的RST接口連接復(fù)位電路，設(shè)計(jì)的復(fù)位電路由10uF的電容和10k的電阻接入RESET按鍵組成復(fù)位電路，設(shè)計(jì)如圖3-3所示。

3.1.4 電源電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用經(jīng)典的5V電源供電，為單片機(jī)提供電源，保障單片機(jī)工作電壓的溫度。電源電路設(shè)計(jì)如圖3-4所示。

???????3.2 按鍵控制電路設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)功能要求，設(shè)置三個(gè)控制按鍵，分別命名K1、K2、K3。利用單片機(jī)的P12，P13，P14接口實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車(chē)計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)的各個(gè)功能要求。通過(guò)編寫(xiě)軟件代碼，當(dāng)通電時(shí)，初始狀態(tài)為空車(chē)，初始狀態(tài)會(huì)顯示時(shí)鐘和溫度。按下K2按鍵可以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)延時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，再長(zhǎng)按K2實(shí)現(xiàn)加速，長(zhǎng)按K3實(shí)現(xiàn)減速。在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)可以利用霍爾傳感器測(cè)速，并且將速度顯示在LCD12864顯示屏上，這就實(shí)現(xiàn)了出租車(chē)計(jì)價(jià)器的測(cè)速并且顯示的功能。按下K1按鍵進(jìn)入乘客已上車(chē)界面，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行測(cè)速，自動(dòng)計(jì)算總費(fèi)用并且將費(fèi)用顯示在LCD12864顯示屏上。再次按下K1按鍵進(jìn)入乘客已下車(chē)界面并且顯示總費(fèi)用。再按下K1將進(jìn)入設(shè)置起步價(jià)的界面按下K2起步價(jià)加1，按下K3起步價(jià)減1，設(shè)置完起步價(jià)后按下K1保存退出，這樣就實(shí)現(xiàn)了設(shè)置起步價(jià)的功能。繼續(xù)按下K1進(jìn)入設(shè)置每公里價(jià)格界面，按K2加一，按K3減一。設(shè)置完成后按下K1保存退出。按鍵控制電路設(shè)計(jì)如圖3-5所示。

3.3 顯示電路設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)的性能要求，設(shè)計(jì)了顯示燈電路設(shè)計(jì)，顯示燈電路由1K電阻R4和LED燈組成，當(dāng)出租車(chē)超速時(shí)，紅燈亮起提示超速。顯示電路設(shè)計(jì)如圖3-6所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)需要使用到一下五種模式：無(wú)乘客、乘客以上車(chē)、乘客已下車(chē)、設(shè)置起步價(jià)、設(shè)置每公里價(jià)格。系統(tǒng)主函數(shù)程序設(shè)計(jì)流程如圖4-1所示。前三個(gè)模式下操作基本相同，模式一的基本參數(shù)比模式二和模式三少，因?yàn)楹竺鎯煞N模式涉及到計(jì)算公里數(shù)和總價(jià)等等參數(shù)?；緟?shù)包括溫度、時(shí)間、起步價(jià)、是否有乘客乘坐或乘客上下車(chē)狀態(tài)。以上所有模式按下K1都是切換到下一個(gè)模式，區(qū)別不同的是前三種模式下K2和K3是用于調(diào)速使用，后兩種模式是用于調(diào)節(jié)價(jià)格。初始化系統(tǒng)采集時(shí)鐘參數(shù)采集溫度參數(shù)顯示基本參數(shù)，接到乘客開(kāi)始計(jì)費(fèi)，乘客下車(chē)設(shè)置下一次起步價(jià)和設(shè)置下一次每公里價(jià)格。

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