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电子系统设计报告 ——出租车计价器 电气88班 李乔 电气88班 田子瑜 引言 当今,随着科学技术的发展,计算机技术带来了科研和生产的许多重大的飞跃,特别是单片微型计算机的应用已经渗透到生产和生活中的各个方面,有力的推动了社会的发展。单片微机以其体积小,集成度高,价格便宜,在数据处理、实时控制等方面有着无与伦比的强大功能。其性能不断提高,应用范围愈来愈广。出租车计价器就是单片微型计算机的一个典型的应用。 凡坐过出租车的人都知道，只要汽车一开动，随着行驶里程的增加，就会看到汽车前面的计价器里程数字显示的读数从零逐渐增大，而当行驶到某一值时（如2KM）计费数字显示开始从起步价（如7元）增加。当出租车到达某地需要在那里等候时，司机只要按一下“计时”键，每等候一定时间，计费显示就增加一个该收的等候费用。汽车继续行驶时，停止计算等候费，继续增加里程计费。到达目的地，便可按显示的数字收费。计价器实物如下图： 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。因此，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。 采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试，对于模式的切换需要用到机械开关，机械开关时间久了会造成接触不良，功能不易实现。为此我们采用了单片机进行设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合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更多的附加功能。 设计技术要求 1. 用555振荡器模拟出租车车轮转数传感器，计量出租车所走的公里数。 2. 显示里程、价格和等待红灯或堵车的计时价格。 3. 具有等待计时功能。 4. 具有实时年月日显示与切换功能。 设计内容概要 系统的硬件部分以AT89C52 单片机为控制核心，通过时钟芯片DS1302，语音芯片ISD25120，七段数码管构成了一个具有语音播报功能，时间日期显示功能的出租车计价器。整个系统采用8块七段数码管来显示信息，不仅可以显示出租车行驶的公里数与价格，也可以通过按键切换至日期与时间显示。系统通过555振荡器模拟出租车车轮转速传感器，计算出租车走过的公里数。系统的软件设计部分全部采用C语言进行编写，具有良好的可移植性和扩展升级能力。整个软件设计部分可主要分为时间、计价两部分。 电路与模块的设计 整个出租车计价器除单片机本体外的电路大体分为三块，即：通过74LS573和ULN2803A实现数码管动态扫描中位码与段码的传送的数码管动态显示模块；实现时钟日期信息的走时、调整和数据传送的ds1302模块；以及在出租车计价器设计过程中模拟车轮运转脉冲的由555芯片构成的脉冲发生电路模块。结构框图大概如下： 在下一面我将就对各主要部分分别进行简要的介绍。 单片机主控模块 主控器AT89C52单片机是一种、高性能CMOS 8位微控制器，。与AT80C51引脚和指令完全兼容。拥有1个8位CPU，1个片内振荡器及时钟电路，3个16位定时／计数器，21 个特殊功能寄存器，4个8位并行I／O口，共32条可编程I／O端线，1个可编程全双工串行口，8个中断源且自带8KB的电擦除E2PROM，用以保存控制程序。 显示模块 如下图所示即为本设计中实现数码管动态扫描显示的部分电路，其中之上的两个MC74HC02AN分别通过或非经过单片机实现对于两个锁存器74LS573的选择和控制，而ULN2803A则通过提供驱动电流实现对于不同位的显示。 动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示频率较高时，利用人眼的暂留特性，看不出闪烁显示现象，这种显示需要一个接口完成字形码的输出（字形选择），另一接口完成各数码管的轮流点亮（数位选择）。 在进行数码显示的时候，要对显示单元开辟8个显示缓冲区，每个显示缓冲区装有显示的不同数据即可。 对于显示的字形码数据我们采用查表方法来完成。 其中，对于数码管显示的段码和位码都必须经过锁存器74LS573实现，其特性有：三态总线驱动输出；置数全并行存取；缓冲控制输入；使能输入有改善抗扰度的滞后作用。 原理：74LS573 的八个锁存器都是透明的D 型锁存器，当使能（G）为高时，Q 输出将随数据（D）输入而变。当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。 这种电路可