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STC89C52单片机驱动出租车计价器设计:关键技术与应用
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更新于2024-06-23
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本篇毕业设计论文探讨了基于STC89C52单片机的出租车计价器设计,它在现代城市建设中具有重要意义。随着城市化进程的加快,出租车作为城市形象的代表,其行业的发展趋势明显,尤其是在大城市,自动计价器已经广泛应用,这推动了计价器技术的进步。即使在小城市,随着科技普及,自动计价器的广泛采用也是大势所趋,因此出租车计价器市场有着巨大的潜力。 出租车计价器作为单片机技术的一个典型应用,设计的核心是利用单片机(如STC89C52)与外部电路协同工作。这个系统主要包括三个主要模块:里程检测模块、控制模块和人机交互模块。其中,里程检测模块采用霍尔传感器A44E来精准测量行驶距离,确保精确到0.1公里。控制模块的核心是STC89C52单片机,它负责处理数据和执行指令;而AT24C02存储器则用于数据存储和管理。人机交互部分则包括独立键盘和LED动态显示,用户可以方便地输入起始目的地和确认费用等操作。 设计的关键性能指标包括设置固定的计费价格,实时显示当前单价、行驶里程以及累计总金额。经过多次调试,该系统达到了预设的设计要求,实现了高效、准确的计价功能。 总结来说,这篇论文研究的是如何利用STC89C52单片机技术来构建一个现代化、精确且易于使用的出租车计价器,它不仅体现了单片机在实际应用中的强大功能,也反映了科技对出租车行业服务提升的积极影响。在未来,随着物联网和智能硬件的发展,这种计价器设计将更加智能化,进一步推动交通运输行业的数字化转型。
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洛阳理工学院毕业设计(论文)
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示要接收数据。
2. I
2
C 总线数据传输的格式
(1) 主控器的写数据格式:
首先由主机发送起始信号—当 SCL 为高电平时,SDA 由高到低有跳变;
然后发一个寻址字节,当收到应答信号后发送数据,其中应答信号为当 SCL
为高时 SDA 传送 0,并持续 4.7us 以上;当主机产生停止信号时,数据传送
结束,停止信号是当 SCL 为高电平时 SDA 有一个由低到高的跳变。
(2)主控器的读数据格式:
与写数据的不同之处在于数据发送结束和停止位之间加一个非应答位,
表示数据发送结束,格式为当 SCL 为高时 SDA 传送 1,并持续 4.7us 以上。
3. 要特别注意的是 SDA 和 SCL 都是双向传输线,平时均处于高电平备
用状态,只有当需要关闭时才使其钳制在低电平,且仅在 SCL 为高电平时数
据才能传送,而当 SCL 为低电平时才允许数据发生变化。
2.4 键盘调整单元
当单价等信息需要进行修改时,就要用到键盘。由于调节信息不多,故
采用 5 个独立键盘即可,分别实现清零、切换、增大、减小和功能等作用。
电路原理如图 2-5 所示。
图 2-5 键盘调整单元接线图
VCC
40
P0.0
39
P0.1
38
P0.2
37
P0.3
36
P0.4
35
P0.5
34
P0.6
33
P0.7
32
EA
31
ALE
30
PSEN
29
P2.0
21
P2.1
22
P2.2
23
P2.3
24
P2.4
25
P2.5
26
P2.6
27
P2.7
28
P1.0
1
P1.1
2
P1.2
3
P1.3
4
P1.4
5
P1.5
6
P1.6
7
P1.7
8
RST
9
P3.0/RXD
10
P3.1/TXD
11
P3.2/INT0
12
P3.3/INT1
13
P3.4/T0
14
P3.5/T1
15
P3.6/WR
16
P3.7/RD
17
XTAL2
18
XTAL1
19
GND
20
U
STC89C52
S?
SW-PB
S?
SW-PB
S?
SW-PB
S?
SW-PB
S?
SW-PB
GND
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洛阳理工学院毕业设计(论文)
10
图中,键盘从上至下依次为:
S0:接 P1.0 口,对上一次的计费进行清零,为下次载客做准备;
S1:接 P1.1 口,通过对功能键 S3 按下次数的计数,实现单价数据的增
大;
S2:接 P1.2 口,通过对功能键 S3 按下次数的计数,实现单价数据的减
小;
S3:接 P1.3 口,按 1 次,进入调整白天单价;按 2 次,进入调整夜晚单
价;按 3 次,进入调整等待单价;按 4 次,进入调整起步价;按 5 次,返回。
S4: 实现白天单价和夜晚单价的切换。
需要注意的时,当按键按下和释放的瞬间都有抖动现象,一般来说,抖
动的时间长短与键盘的机械特性有关,大约为 5-10ms
[5]
。所以在实际编程
时一定要注意键盘的去抖动。键盘去抖动有专用的延时电路,也有专门的延
时芯片,也可以用软件去抖,考虑到电路的难易程度,从简化硬件的角度,
本次设计采用软件去抖动,用一个短延时程序,进行键盘去抖操作。
2.5 显示单元
显示单元由两个 4 位 8 段共阳数码管组成,电路连接时,公共端接高电
平,因此我们需要点亮哪个发光二极管只需给哪个二极管阴极送低电平,并
采用动态扫描进行显示
[6]
。前三个数码管分别接 P2.0、P2.1 和 P2.2,用于显
示总金额;第四个接 P2.3 ,显示等待时间;第五个和第六个数码管分别接
P2.4 和 P2.5,用于显示里程,由于需精确到小数位,故最多只能显示 9.9 公里,
但经过添加溢出指示,可计到 20 公里,在现实中已基本够用;后面两个数
码管分别接 P2.6 和 P2.7,用于显示单价。由于溢出指示是采用发光二极管是
否点亮表示,故必须选好参数以确保发光二极管正常工作。根据元件手册
(也可用万用表测量)查得,发光二极管点亮时压降为 1.7V,点亮电流为
3-20mA,取导通电流为 5mA,所以限流电阻可选择为(5-1.7)/5=660,故可选
择限流电阻值 510Ω。
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由于数码管内部二极管点亮时需要 5mA 以上的电流,而单片机的输出
电流还不到 1mA,所以数码管与单片机连接时需加驱动电路,可以使用上拉
电阻的方法,也可以使用专门的驱动芯片,考虑到复用单片机 I/O 接口,节
省单片机 I/O 资源,此次设计采用 74HC573 锁存器,其输出电流较大,电路
接口简单且可直接驱动数码管显示。74HC573 的引脚分布图 2-6 如下。
图 2-6 74HC573 的引脚分布
:为三态允许输入端(低电平有效),也可称作输出允许端;
1D-8D 为数据输入端;
1Q-8Q 为数据输出端;
LE 为锁存允许端。
74HC573 所对应真值表 2-1 如表。
表 2-1 74HC573 真值表
INPUT
OUTPUT
OE
LE D
Q
L H L
L L X
H X X
H
Q
0
Z
其中 :H—高电平;L—低电平;X—任意电平;Z—高阻态,既不是高电
平也不是低电平,其电平状态由与它相连接的其它电气状态决定;Q0—上次
OE
1
1D
2
2D
3
3D
4
4D
5
5D
6
6D
7
7D
8
8D
9
GND
10
LE
11
8Q
12
7Q
13
6Q
14
5Q
15
4Q
16
3Q
17
2Q
18
1Q
19
VCC
20
74HC573
GND
P1.6
OE
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88006798/bg10.jpg)
洛阳理工学院毕业设计(论文)
12
的电平状态。
由真值表可以看出,当 为高电平时,无论 LE 与 D 端为何电平状态,
其输出均为高阻态,此时芯片处于不可控状态。做设计时必须使其处于可控
状态,即 应该接低电平。当 为低电平时,若 LE 为 H,则 D 与 Q 同时
为 H 或者 L,数据实现直通传送;而当 LE 为 L 时,无论 D 为何状态 Q 都保
持上一次的数据状态,数据被锁存住,利用此特性即可实现对数码管的控制。
本次设计中:段选信号 LE 接 P1.5,对应图中标号 P1.5;位选信号 LE
接 P1.6,对应图中标号 P1.6。控制显示时先给 P1.5 高电平,使通道打开,接
着送字码,然后把 P1.5 电平拉低,使字码保持住;之后打开 P1.6(送高电
平),紧接着送位码,控制要显示的位,然后把 P1.6 拉低,数据被保持。最
后延时 5ms;依次循环扫描;利用数码管点亮后的余晖和人眼视觉暂留效应
即可实现动态显示。数码管动态显示电路如图 2-7 所示。
图 2-7 数码管动态显示电路
OE
OE
OE
OE
1
1D
2
2D
3
3D
4
4D
5
5D
6
6D
7
7D
8
8D
9
GND
10
LE
11
8Q
12
7Q
13
6Q
14
5Q
15
4Q
16
3Q
17
2Q
18
1Q
19
VCC
20
U2
74HC573
OE
1
1D
2
2D
3
3D
4
4D
5
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6
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8
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GND
10
LE
11
8Q
12
7Q
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6Q
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5Q
15
4Q
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2Q
18
1Q
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VCC
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U3
74HC573
VCC
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P0.0
39
P0.1
38
P0.2
37
P0.3
36
P0.4
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P0.5
34
P0.6
33
P0.7
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EA
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ALE
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PSEN
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P2.0
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P2.1
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P2.2
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P2.5
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P2.6
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P2.7
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P1.0
1
P1.1
2
P1.2
3
P1.3
4
P1.4
5
P1.5
6
P1.6
7
P1.7
8
RST
9
P3.0/RXD
10
P3.1/TXD
11
P3.2/INT0
12
P3.3/INT1
13
P3.4/T0
14
P3.5/T1
15
P3.6/WR
16
P3.7/RD
17
XTAL2
18
XTAL1
19
GND
20
U1
STC89C52
11
7
4
2
1
10
5
3
12
9
8
6
a b c d e f g dp
com1 com2 com3 com4
LED?
7SEG(0.36)X4
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10
5
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9
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a b c d e f g dp
com1 com2 com3 com4
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7SEG(0.36)X4
1
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11
10
9
排阻
RESPACK4
排阻
RES8A
GND
GND
40 VCC
VCC
P1.5
P1.6
GND
GND
VCC
VCC
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