出租车计价器系统设计方案.docx

《出租车计价器系统设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《出租车计价器系统设计方案.docx（34页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、出租车计价器系统设计方案第一章出租车计价器系统功能描述1.1 计价器整体功能描述结构设计出租车计价器方案并进行仿真，完成白天晚上转换计价，显示路程、单价、总金额.1.2 各部分电路功能描述1不同情况具有不同的收燹标准.a）白天b）晚上2具有数据的更位功能3IO1.1.分配的简易要求a）布禽检测使用布尔开关A44Eb）白天/晚上收费标准的转换开关c）数据清零开关4数据输出5按键a）启动计时开关b）数据复位（清零）c）白天/晚上转换第二章方案论证本系统可分4个模块构成：主控电路、掉电保护模块、信号采集模块和显示模块。2.1 主控电路选择方案-使用数字电路和模拟电路来完成设计要求。显示器件有：1.E

2、D显示，VFD显示，分段式数码管等等，针对显示单元电路这里可以使用分段式数码管显示，分段式数码管分为共阳极和共阴极两种,对数码管的驱动针对不同的类型采用不同的芯片,共阴极数码管通常采用TT1.系列的741.S48驱动，而英阳极数码管通常采用CMO系列的CD4543来骗动：仅时钟显示电路框图和实际电路就非常复杂,整体电路将更加烦项。而I1.对于模式的切换需要用到机械开美，机械开关时间久了会造成接触不奥，功能不易实现：整体电路的规模较大,用到的器件多.造成故障率高，难调试。方案二使用单片机来完成设计要求。单片机功能强大，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，I1.灵活性强，可以

3、通过软件编程来完成更多的附加功能.针对计费模式的切换.通过软件编程就可以容易的实现.避免了机械开关带来的不稳定因素。确定方案经过上面的两种方案的比较,显然第二种方案具有更大的优越性、灵活性，所以我们采用第二种设计方案进行设计.2.2 显示电路选择方案：采用液晶显示器（1.CD品示。液晶屏显示功能强大，可显示各种字体的数字、汉字、图像，还可以自定义品示内容.品示内容较丰富；方便操作者读取信息及一些扩展功能的实现“占用系统IO口较少，有效地节约系统资源，使整个系统更加人性化。方案:：采用1.ED数码管显示。数码管具有编程简单，夜间显示效果好，但只能品示有限的符号和数码字，而且显示内容有限。能完成题

4、目中的基本要求.如果还要增加具体功能的提示，则比较难实现。确定方案经过上面的两种方案的比较，第一种方案具有更大的优越性、灵活性.所以我们采用第种设计方案进行设计第三章计价器系统电路功能单元设计本系统的功能实现具体可分下几个单元实现，总体电路图参见附录13.1电源模块设计由于出租于提供的电源是12V的直流电源,所以我们要设计一个DCDC专换模块给系统电路提供一个5V电源,开关电源控制芯片采用MC34063MC34063是一单片双极型线性集成电路，专用于直流一直流变换器控制部分.它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向除输出电压V0=1.25(1+RB/RA).RBRA为

5、反馈电阻。本电路中外接打印机驱动电流为3A所以要对MC34063进行扩流，除外接元器件外再加上BU508A-NP型大功率三极管构成降压式变换器输出5V3A.为防止电源反接在输入端添加一个保护二极管.电路如图31所示.里.程计党是通过安装在乍轮上的霍尔传感据A44E检测到的信号，送到单片机,经过单片机处理计算,输送给显示单元.犬基本思路原理如图32所示.图3-2出租车计价器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(4.5-18V),M输出的信号符合TT1.电平标准，可以直接接到单片机的10端口上,而且其最高检测频率可达到IMHZ图3-3集成开关型低可传感2号原理图A

6、44E集成霍耳开关(图3-3)由稳压器A、霍耳电势发生SS(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CCV,经稳压器稳压后加在霍耳电势发生的两端，根据霍耳效应原理，当很耳片处在磁场中时，在垂江于慰场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生很耳电势差HV输出，该HV信号经放大播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(BPOPB)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”当施加的破场达到释放点(BPrPB)时,触发器输出低电压，三极管截止,

7、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作.其集成霍耳开关外形及接线如图3-4所示。图3-4集成隹耳开关接线我们选择了P3.2口作为信号的输入端，内部采用外部中断0（这样可以减少程序设计的麻烦）,车轮每转一圈（我们设车轮的周长是1米）,IE尔开关就检测并输出信号，引起单片机的中断，对脉计数，当计数达到100o次时，也就是1公里，单片机就控制将金额门动的加增加.其计算公式：当前单价X公里数=金额，3.3数据品示单元的设计图tv.n八庙院KH1.AK03339I1.1.1.1.1.1.1.j33Q3233N1.9h1.prce=2usit30:1.Coe1=0

8、607Di?-6609虫用Itaid3.4按键及数据显示单元的设计V：根据要求我们设计了一个包括时间调整、车轮长度调整的功能健，还有单价上调和下调，复位,计价，液晶背光灯亮度控制等按健.按下对应按健时调用对应的程序执行功能，其中复位按键还包含，个空军指示灯进行辅助显示。显示部分要求显示单价、里程、总金额和另外扩展的时钟显示等各种信息.采用1.CDH示很容易满足要求第四章主要元器件选择及介绍4.1 单片机选择89C51和89S51内核相同.但89S51针对89C51的明显的几个升级如下：1 .程序存储涔写入方式：二者的写入程序的方式不同，89C51只支持并行写入，同时需要VPP烧写高压。89S5

9、1则支持ISP在线可编程写入技术。中行用入、速度更快、稳定性更好，烧写电压也仅仅需要4s5V即可.2 .电源范围：89S51电源范围宽达45.5V.而89C51系列在低于4.8V和高于5.3V的时候则无法正常工作。3 .工作频率：目前89S11的性能远高于89C51.89S51系列支持最岛高达33MHZ的工作频率.而89C51工作频率范用最高只支持到24M4 .市场价格：由于89C51已经全面停产，所以在市场方面，库存的89C51的批发价格要比89S51贵。5 .兼容型:89S51向下施容89C51,就是说用89S51可以替代89C51使用，问.的程序，运行绪果相同。6 .加密功能:89S51

10、系列全新的加密克法，这使得对于89S51的解密变为不可能,程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。7 .抗干扰性：内部柒成看门狗计时器,不再需要像89C51那样外接石门狗计时器单元电路.4.2 MCS-51系列单片机内部结构及功能部件4.2.1 MCS-51系列单片机的内部结构框图分析图4-1,并按其功能部件划分可以存出MCS-51系列单片机是由8大部分组成的.图4-2为按功能划分的MCS51系列单片机内部结构简化框图.这8大部分是： 一个8位中央处理机CPU 128个字节的片内数据存储器RAM-4KB的片内程序只读存储器ROM或EPROM 18个特殊功能寄存涔SFF1.

11、4个8位并行输入输出I/O接口：Po口、P1口、P2口、P3口（共32线），用于并行输入或输出数据。 1个串行I/O接口. 2个16位定时器/计数器. 1个具有5个中惭源，可编程为2个优先锹的中断系统。它可以接收外部中断申请,定时器/计数器中断申请和串行口中断申请三三三WfP2.0jnrtJTR特残功能(SFH图4-2MCS-51系列单片机内部结构简化框图422单片机外部引脚说明MCS-51系列单片机芯片均为40个引脚，HMOST艺牺造的芯片采用双列直插DIP)方式封装，其引脚示意及功能分类如图4.3所示。CMoST艺制造的低功耗芯片也有采用但为44个引脚，火中4个引脚是不使用的.一QRJU)

12、H-wTXO.P11ieP.MUA,e-UWU1T1.te-18TFTIB-I1.HE-PwItNW出笫片一”一三三二二三-F=k三二三三W匕一匕J三图4-3MCS51系列单片机引脚及总线结构引脚功能分类 1）主电源引脚VCC和VSSVCC（40脚）：接+5V电源正端；VSS20脚：接+5V电源地端. 2）外接晶体引脚XTA1.1和XTA1.2XTA1.1（19）：接外部石英晶体的一端.在单片机内部,它是一个反相放大涔的输入端，这个放大曙构成了片内振荡冷，当采用外部时钟时，对于HMOS的片机，该引脚接地；对于CHMo附片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。XTA1.2（18脚）：接外部晶体的另

13、一端”在照片机内部，接至片内振着器的反相放人器的输出端，当采用外部时钟时,对于HMOS单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端；对于CHMo芯片,该引脚悬空不接。 3）控制佶号或与其它电源复用引脚。控制怡号或与其它电源更用引脚有：RST/VPD,A1.E/PROG、PSEN和EA，VPP等4种形式.A、RST/VPD（9脚）：RST即为RESETVPD为备用电源，所以该引脚为垠片机的上电第位或掉电保护端.B. A1.E/PROG（30脚）：当访问外部存储器时.A1.E（允许地址锁存信号）以每机器周期两次的信号输出，用于锁存出现在PO口的低8位地址。C. PSEN（29脚）：片外程序存储器读选通信

14、号输出端，低电平有效D. EA/Vpp（31脚：EA为访问外部程序存储器控制信号，低电平有效.（4）输入/输出（I/O）:引脚PO口、P1口、P2及P3UA,PO0（39脚32脚）：PooSPo.7统称为PO口,PO口是一个三态双向口，可作为地址/数据分时受用口，也可作为通用O接口.B、PI1.J（I脚一8脚）：P1.0sP1.7统称为P1.口,可作为准双向I/O接口使用.C、P2（21脚一28脚）：P2.0sP2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O接口。它具有通用I/O接口或商8位地址总战输出两种功能.DP3U（10脚s17脚）：P3QsP3.7统称为P3口。P31.1.除了可作为通用准

15、双向I/O接1.1.外，部1根线还具有第2功能“（见图4.49IN第2功爱P3QRXD（卡行口W1.入蜡）P3ATXD（字行口，出姨）P3.2INTO（外部中断Q谪未峭人站.低电平有效）P3,3INTI外部中Oi1读求依人瑞.低电平有效）P1.4TO:宜时计恋器O计数稣月蛤入瑞P强5T1.:孟时济，计数源1H敷脉冲”人瑞PX6WR（外部坟如辑储器与遗通但号抬出病，假电甲右效）P3.7RD（外部数娓年储务读选通辑号输出端低电甲有效）图4-4P3口第2功能表423并行输入做出接口对于四个并行输入/输出接I前面已经简单介绍过了。本段计中主要用到了P11.1.现在著重介绍，一下P1.口.P1.1.I为准双向U其1位的内部结构如图4-5所示，它在结构上与PO1.I的区别在于输出驱动部分，其输出驱动部分由场效应管VI与内部上拉电阻组成”当其某位输出高电平时，可以提供拉电流负载,不必象PO口那样需要外接电阻。从功能上来看P1.只有种功能（对MCS