多功能出租车计价器的设计与研究——毕业论文或毕业设计说明书.doc

多功能出租车计价器的设计与研究 毕业论文或毕业设计说明书系 部： 电子与通信工程系 学生姓名： 沈美萍 专业班级： 电信11C3 学 号： 112221320 指导教师： 凌璟 范玉洁（企业指导教师） 2104年 04月 01 日声 明本人所呈交的多功能出租车计价器的设计与研究 ，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期： 【摘要】随着时代的不断进步和发展，现在人们出行时所使用的交通工具和代步方式也发生了飞速的变化，出租车行业以其突飞猛进的发展速度，迅速的虏获了广大客户的心，成为一种新新的产业链，因为出租车比较的方便快捷，而且价格也比较的大众化，所以自从发展开来了就一下博得了大众的欢心，而出租车计价器是出租车上的重要零部件，起着领导性的作用，它和出租车司机、乘客的利益都息息相关着。本文介绍了在我们的日常生活中的重要性和必要性的多功能出租车计价器系统的设计，以及它的一个升级优化的过程，最终的一个结果显示此计价器不但有有测量距离距、计时功能，而且还有掉电存储数据和计费的功能，等多种计量功能。它是一个基于大规模集成电路来控制的电子产品，包括大规模的集成电路如74LS48、74LS160、74LS161、74LS123、74LS90、CC4013.采用Multism进行电路功能的仿真测试。【关键词】：计价器、AT89C51、新升级、多功能ABSTRACT As the progress and development of The Times, the taxi industry has been growing by leaps and bounds of progress, the taxi has been an important part of urban traffic, the meter taxi passengers and the driver is benchmarking and fair trade rules, the taxi industry with its rapid development speed, quickly capture the heart of the customers, become a new kind of new industry chain, it is an important symbol of the taxi industry produced rapid development, as well as the most important tool to measure the taxi. Have good performance of the meter to the taxi driver friend or people are quite has the necessity. And now SCM continuously improve performance, and its price is declining, single-chip microcomputer control by the more and more applications.Taxi meter system design were introduced in this paper the importance and necessity in our daily life, the paper introduces ， expounds the hardware key technologies in the design process. Results show that the meter not only has the measurement distance,timing function, but also the power down data storage and billing functions, and other measurement function. It is based on a large scale integrated circuit control of electronic products, including large scale integrated circuit 74 ls48, 74 ls160, 74 ls161, 74 ls123, 74 ls90, CC4013. Using Multism circuit function simulation test.【KEY WORD】: The meter, AT89C51,The new upgrade， multi-function目 录引言- 5 -一 多功能出租车计价系统的设计要求与设计方案- 6 -1.1出租车计价器的设计要求- 6 -1.2系统的主要功能- 6 -1.3方案的论证与比较- 6 -二 出租车计价器系统的系统硬件设计- 8 -2.1系统的整体电路- 8 -2.2振荡电路- 8 -2.3复位电路设计- 8 -2.4键盘接口电路- 9 -2.5显示电路- 9 -2.6路程测量部分- 10 -2.7单片机各引脚功能说明- 10 -2.8 1602液晶的简介- 12 -三 出租车计价系统的软件设计- 15 -3.1单片机资源使用- 15 -3.2中断子函数- 15 -3.3判键子函数- 16 -判键子函数的流程框图如下图3.3所示：- 16 -3.4显示子程序- 16 -3.5总程序流程框图- 17 -四 PROTUES的介绍- 19 -4.1protues介绍- 19 -4.3 Proteus的简单使用- 19 -4.4 Proteus仿真结果- 21 -五 设计与体会小结- 24 -附录- 25 -参考文献- 33 -致谢- 34 - 引言当今时代，出租车已经成为了人们出行的一种比较常见的交通工具，因为现在人们的开始追求生活的档次和质量，出租车也成为了人们比较热衷的代步方式，不过出租车行业也没有让人们失望，给了人们舒适便捷的出行享受，不过由于出租车行业是出租计价，在过去经常会有出租车司机和乘客产生经济上的纠纷，这是一个难题，但是我们得想办法去克服和解决这个难题，如果要想很好的去切实的解决这个问题，那么还要从自身的计价设备去做起，升级计价系统，使其设备更加的便捷、精准、人性化。因此，我们还是很有必要去进行多功能出租车计价器的研究的。其实早在30年前，我国就已经开始出现了出租车，但是由于经济发展的水平有限，在我们的日常生产和生活中出租车并没有普遍出现和被广泛使用，刚开始功能简单，操作复杂，需要手动定价，然后再计算，通过四舍五的方式入来进行计费，而且那时候的价格也是比较昂贵的，并不是一般的老百姓所能消费的起的，他的准确度和便捷性也并不是很高。但是随着后期改革开放的不断深入、经济发展水平的逐步提高、城市旅游业的推进和不断发展，出租车行业的发展也如雨后春笋般势如破竹，一波一波的开始渗入到广大人民群众的日常生活中去了，这同时也体现了我们的社会进程又向前迈进了一大步，出租车计价器是出租车上的重要核心仪器，它是重要的规避矛盾的智能一体化的仪器仪表，是乘客和司机的一个信任度的见证，也是人类进程的一大进步，它和交易双方的利益息息相关，推动了社会的发展和进步，性能优良的出租车计价器是出租车司机和乘客都共同需要的，也是我们人类社会和平发展的进步所需要的。一 多功能出租车计价系统的设计要求与设计方案 1.1出租车计价器的设计要求（1）计费功能 出租车行驶的里程多少关系着它的计费价格，我们假设起步价为11.00元 设里程为X，时间为T,费用为Y 当X<3km时，Y=初始 当X>3km时，Y=1.3X 当T>2min时,Y=1.5X（2）显示功能 X；“xxxx”显示，单位km T：“xx”显示，单位min Y：“xxxx”显示,单位元（3）不同的情况会具有不同的收费标准： 白天、晚上和途中等待（大于十分钟即收费）这三种计费标准。（4）其它功能 数据输出(使用LCM103)：单价输出2位、路程输出2位、总金额输出3位 按键：启动计时开关 、数据的复位（清零）、白天/晚上相互转换 能够在突然没电的情况下保存住单价等重要的数据。 能够显示当前的实时时间。 能够采用语音直接播报信息。1.2系统的主要功能此多功能出租车计价器可以开启自动计费模式，用此电路来设计的计价器不但能实现最基本的计价功能，而且还能够根据白天、黑夜、中途等待这几种不同的情况来进行单价的智能调节，进行了系统的智能化升级更新，将新功能和基本功能很好的融合在了一起，并且能够在不进行计价的时候作为时钟功能为我们的司机人员提供方便准确的时间，为我们的生产和生活提供了更加高品质的服务。1.3方案的论证与比较方案一：采用的是数字控制电路，其原理方框图如下图1-1所示，但是通过下图我们看到了这种电路过于简单，还停留在基础层面，精准性和实用性并不强，可操作度也不是很高，这就可能导致冲突和利益纠纷，对乘客和司机都是不利的。方案二：使用用单片机控制的各种不同的功能，实现各种灵活多变的形式，优化升级，各方面机能都比较的灵活。从对以上两种方案的论证、分析和比较，我们会很容易就发现，用单片机程序来进行设计的方案的灵活性会比较高，准确度也大大提升了，不但可以满足我们所需要的基本功能而且还能够在很大的程度上再进行进一步加工和扩展升级功能。二 出租车计价器系统的系统硬件设计2.1系统的整体电路整体的电路框图如下图21所示。2.2振荡电路脉冲振荡电路后，作为时钟信号的系统，然后再根据这两个频率的3分割，并生成一个ALE信号在两分钟后，便得到了本机时的周期信号，振荡电路如图中的2-2所示： 图2-2振荡电路 2.3复位电路设计复位操作有两种最基本的形式：一个是上电复位，另一个则是按键复位，按键复位比上电复位多出了更多功能以外的复位功能，按键复位的电路图如2-3图所示。图2-3复位电路2.4键盘接口电路独立式键盘：独立式键盘中，每一个按键即占用了一根I/O口线，每一个按键电路相对来说都是独立的，键盘接口电路如下图2-4所示：图2-4键盘接口电路2.5显示电路为了更精准的应用现实的电路我们可以采用数码管来进行操作，我们使用自动带有字符库的字符型液晶，这样就用直接用英文字符就可以了，液晶电路使用时，可以调节连接液晶的点位器来点亮液晶屏，从而来改变液晶的亮度，显示电路如下图2-5所示： 图2-5显示电路 2.6路程测量部分单片机的定时计数器引脚需要有准确的脉冲信号输入进去,出租车中需要一个能准确获得的车轮转动即路量信号的装置,这样做的目的是利用单片机的T1 的计数功能来完成100 次的计数，用霍传感器集成芯片A44E 测量并输出脉冲,其工作原理如下图2.6所示图2-6路程测量电路2.7单片机各引脚功能说明图2-7单片机引脚图表 2-7(a) 单片机引脚功能说明2-7（b）单片机引脚功能说明2.8 1602液晶的简介字符型液晶1602的主要技术参数如表2.8（a）所示：表2-8(a)字符型液晶1602的主要技术参数接口信号说明如表2-8(b)所示：表2-8(b)1602接口信号说明控制器接口说明（HD44780以及兼容芯片） 1、基本的操作时序状态字说明如表2-8(c)所示： 表2-8(c)状态字说明（a）状态字说明如表2-8(d)所示： 表2-8(d)状态字说明（b） RAM地址映射图对应的关系如下面图2-8(e)所示： 表2-8(e)RAM地址映射图LCD16字*2行显示模式设置如表2-6所示： 表2-8(f) 显示模式设置显示开关及光标设置如下表2-8(g)所示：表2-8(g) 显示开关及光标设置三 出租车计价系统的软件设计3.1单片机资源使用 在本次设计中像电路键盘用到了 P1口，键盘的输入为P1到P4口， 分别在P2线， 用于LED信号控制脚踏控制直流电动机电路的线为P3.0、P3.1和P3.2口，显示电路用到了 P0和 P2口，液晶的数据口为P0口。3.2中断子函数3.2中断子函数 在中断程序中，只要定时器中断的计数满了，毫秒的中断共次， 加一秒，秒计数满然后分钟加，当添加到分钟就全部清除，下面是该子功能的中断流程图，如图3-2： 图3-2中断子程序流程图 3.3判键子函数判键子函数的流程框图如下图3.3所示： 图3-3判键子程序流程图3.4显示子程序1602液晶是内部带着字符库的字符型液晶，它可以先写两行的字符，并且可以在写显示程序的时候每一行能写四十个字符进去，每次用写一个命令或数据的方法来判断是否液晶，液晶显示程序流程图如下面的图3.4所示：3-4显示子程序流程图3.5总程序流程框图整体程序的流程框图如下图3.5所示 图3-5整体程序的流程框图四 PROTUES的介绍4.1protues介绍 Proteus软件10来自英国的实验中心电子的EDA软件，它是布局的先进原理相结合，混合模式SPICE仿真，设计和自动路由实现一个完整的电子系统设计，用户可以模型如，实时动态外设键盘，端子的设计仿真交互， 最新支持ARM，AR C-SPY 和KEIL uVision2等开发工具的源层调试。4.2 proteus界面介绍Proteus ISIS11的工作界面是一种非常标准的 Windows界面，它包括了主菜单、标题栏、状态栏、绘图工具栏、 标准工具栏、对象选择按钮、预览对象方位的控制按钮，控制按钮，预览窗口，对象选择器窗口和图形编辑窗口的模拟过程。 4.3 Proteus的简单使用(1) 新建原理图 启动了Proteus软件，请点击在新列，弹出文件菜单下面的窗口，选择纸张尺寸。 按下图操作4.3（a）、4.3(b) 图4-3 （a）Proteus的简单使用 图4-3(b) 选取元件库中元件示意图（2） 系统调试，双击单片机的屏幕上会出现如图所示，选择仿真项目的源代码列的程序文件，然后单击“确定”， 如下图所示画面4.4 .图4-4 加载程序图（3）开始进入仿真状态仿真按钮如下图4.4所示图4-5 仿真按钮示意图4.4 Proteus仿真结果仿真结果以及显示如下图4.6、4.7、4.8以及4.4a、4.4b、4.4c、4.4d所示：图4-6protues仿真图 图4-7protues 仿真图图4-8 protues 仿真图4-4(a)计价器开始运行之前 4-4(b)计价器开始运行4-4(c)运行6千米后的显示情况 4-4(d)等待29秒显示情况五 设计与体会小结现在，我的毕业设计已经全部完成了，我的多功能出租车计价器的设计与研究也按照预期的想象照常运行了，并且由于我设计的多功能出租车计价器的电路比较的简单，所消耗的成本较低，并且精准性可靠，实用价值也大大提高了，再加上经过优化的程序，使其具有了很高的智能化和人性化水平，方便了司机也提升了乘客对于我们出租车司机的信任度，提高了出租车行业的服务水平和服务质量。经过自己的不断努力以及指导老师的悉心指导，我已经基本上完成了设计要求的内容，达到了自己开始操作之前所预期的结果，并且经过这几个月的实习的学习和工作，我觉得在工作和生活中都有不少进步，从中受益匪浅。在学校的时候我们获得的更多的是理论知识，也许那时候你的理论知识学的不错，觉得自己相当的优异，但是通过这次与社会相衔接的实习，我明白了，要能将自己所学会的理论知识很好的应用到实际生产和生活中去，那才是优异的，因为你的所学知识都是为了你日后步入社会做下的铺垫。这次的论文和实习就是一次理论与实际相结合的提前演练活动。这次设计不仅使我学会了如何去查找相关资料，而且懂得了如何去将理论知识运用到我们的实际生产和生活中去，明白了理论与实践相结合的重要性和必要性，也懂得了一个团队合作的重要性，和做事情的一个仔细认真的态度，我们在做事情的时候独立性很重要，但是并不是所有的问题我们都能够独立解决的，这就需要求助他人，体现一个互帮互助的重要性，在这过程中我也深刻的认识到自身存在的很多缺陷和不足，本次论文能够顺利的完成离不开凌老师的谆谆教导和不厌其烦的帮我指出问题，告诉我如何解决问题。附录附录1系统电路图（a）单片机电源及复位、时钟信号连接电路 (b)单片机与数码管及DS1302连接电路附录二源程序清单 附录3元器件清单参考文献1 康年光.电子技术基础（数字部分）M.高等教育出版社.20052刘乐.微机计算机接口技术及应用M.华中科技大学出版社.20053 谢嘉奎.电子线路（线性部分）M.高等教育出版社.20044潭浩强.C语言程序设计M.北京：清华大学出版社.20055 李群芳，肖看.单片机原理、接口及应用嵌入式系统技术基础M.北京：清华大学出版社.20056冯博琴.微型计算机原理与接口技术M.北京：清华大学出版社.20047长德，李华，李东.MCS51/98系列单片机原理与应用M.机械工业出版社.19978 李群芳，张士军，黄建.单片微型计算机原理与接口技术M.电子工业出版社.20029 石东海.单片机数据通信技术从入门到精通M.西安：西安电子科技大学出版社.200210 谢自美.电子线路设计、实验、测试M.华中科技大学出版社.200011 李广弟,朱月秀,冷祖祁.单片机基础M.北京：航空航天大学出版社，200712李华.MCS-51系列单片机实用接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社,199613 马忠梅，张凯，马岩.单片机的C语言应用程序设计M.北京：北京航空航天大学出版社，200314 胡辉，单片机原理及应用设计-21世纪高等院校规划教材M,水利水电出版社，200515 刘守义.单片机应用技术M.西安：西安电子科技大学出版社，1996致谢首先我要感谢学院领导对我们应届毕业生在毕业实习这个过程中的支持和关怀。其次我要特别感谢我的指导老师，本论文是在凌璟老师的悉心指导下完成的，每一次的论文提交凌老师都会很细心和耐心的指出我论文中的错误和需要修改和提升的地方。而且由于我出来之后实习的工作和自己在学校所学的专业知识一点关系都没有了，导致在写论文的时候很多的专业知识都不记得了，然而凌老师并没有因为我的遗忘所犯的一些很低级的错误生气，而是很耐心的指导我了，每一次都很细致的把错误点指出来让我修改、提交，然后再修改提交，直到没有问题为止，我很是感动和感激，因为工作了才发现还是只有老师才是最无私奉献的，将其所知道的的知识都教授给我们，毫无保留。以及为迎接毕业所需要准备的各项资料和所需完成的任务，老师都会不定时给我们提醒，敲敲警钟，让我们在工作之余不要忘记了还有更重要的事情要去完成。并且老师经常在群里对我们的工作情况进行了解，对我们提出很具有指导性的意见和建议，在我们工作和生活上遇到什么困难的时候，老师也会给出安慰和鼓励，使我们更加积极的努力奋斗着。在离开学校的这段日子，凌老师并没有就对我们不管不问了，而是更加的关心我们了，经常对我们进行问题反馈，关心我们的工作状态和生活状态，看我们都适应的怎么样了，还会给予我们心理疏导，像我们的家长一样关心我们，对于我们这些离家在外的学子们来说，是一种很温暖的家的关怀，甚是感动，老师对我们的教导在生活和工作中都很受用，老师灌输给我们一种积极昂扬的生活方式和处世态度，在以后的人生步伐将迈进的更加铿锵有力，微笑着面对生活的种种压力和考验，在此向凌老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！感谢家人给予我学业上和生活上的支持与照顾，同时感谢给予我帮助的各位老师、同学以及朋友们！- 34 -