天津职业技术师范大学。
tianjin university of technology and education
课程设计。专业班级：应电 0814
学生姓名：赵根华翟书峰徐洋。
指导教师：刘新月潘静。
系别：电子工程学院。
1 单片机出租车计费器。
采用at89s52单片机为核心设计的出租车计费器。设计中采用了一个双极性锁存霍尔传感器来实现了对出租车的行驶速度，行驶里程数的一些物理量的测量。并能根据这些物理量来计算实际的费用，自动切换计费标准等。
人机对话功能使得用可以灵活地设置计费标准和计费相关参数，也使得整个系统能够进行灵活配置，以满足不同的应用要求。
1.1 出租车计费器主要技术指标。
设计一个以单片机为核心的出租车计费器，通过单片机的控制能实现对出租车的速度测量，里程测量，能自动切换计费标准的要求。并且所有的计费标准都可以根据实际情况进行设计。
基本设计要求：
1、 实现人机对话，可以设置计费标准；
2、 实现每公里单价，总公里**等计算；
3、 实现等待计费功能。
1.2 出租车计费器方案论证与选取。
1.2.1 计费器实现方案。
方案一：采用数字电路控制。采用传感器件，输出脉冲信号过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不稳定，而且不能调节单价，也不能根据天气调节计费标准，电路不够实用。
方案二：采用vhdl编程，用fpga/cpld制作成“自动计费器”的专用集成电路芯片asic，加上少数外围电子元件，即能实现设计要求，但是这种方案的实现成本比较高。
方案三：利用单片机丰富的 i/o端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和**调节、时钟显示功能。通过传感器采集出租车的速度信号来切换计费标准和对里程计数。
经分析比较，方案三既能满足本课程设计的要求，也能实现成本低，性能高，稳定性好，制作调试简单等要求。
1.2.2 出租车速度测量方案。
方案一：采用光电传感器加码盘的方案。光电传感器由一对红外发射对管组成，当红外对管之间没有障碍物时传感器输出高电平，当有障碍物时传感器输出低电平。
码盘上有一圈等间隔的小细缝，可以切断红外对管之间的光传递。当把码盘与出租车的传动装置相连，码盘转动时就能产生一连串的脉冲信号，通过对脉冲信号的计数，再经过相应的运算就能得到出租车的行驶速度和里程数。但由于出租车的工作环境中存在大量的灰尘，而导致传感器的误判，使系统的稳定性大为下降。
方案二：采用霍尔传感器加磁钢码盘的方案。霍尔传感器可以对磁场进行测量，当传感器检测到磁场时会输出电压信号，再经过运放进行放大处理后输入到单片机进行测量。
但这种方案的唯一缺点就是对码盘的安装有一定的要求，因为这种传感器只能设别单一的磁极。而且还需要辅助电路才能完成对脉冲信号的输出。
方案三：采用双极性锁存霍尔传感器加磁钢码盘的方案。这种霍尔传感器能设别两种磁极。并且能对磁场有锁存的功能，当码盘转动时就能使传感器输出一串脉冲电压。
经分析比较，方案三具有较大的优势，它不但操作简单而且成本低实现容易等。
1.2.3 出租车计费器的工作原理。
要实现出租车的计费功能最主要的任务就是如何确定出租车当前速度和行驶里程数。而出租车的行驶速度是切换计费标准的关键。在本系统中采用了一个双极性锁存霍尔传感器来实现速度的测量。
这是一个数字量输出的传感器，能识别两种极性的磁场。当检测到n极磁场时输出高电平，检测到s极磁场时输出低电平。如果磁性消失，传感器的输出信号不会改变，只有出现交替变化的磁场时传感器的输出信号才发生改变。
根据霍尔传感器的这一特性，码盘上的磁钢按照n极s极交替的顺序排列，当码盘转动时就可以产生一连串的脉冲信号。码盘上有8个磁铁，码盘转一圈能产生四个上升沿。单片机的定时器1工作在8位计数模式下，当检测到四个脉冲时产生一次中断，在中断服务程序中记录码盘的圈数和里程数。
定时器0工作在16位定时模式下，定时时间为50ms，每进入中断20次读取一次码盘的圈数再乘以60就可以得到码盘的转速。当码盘的转速不为零时，计费器工作里程计费模式下，可以根据在中断服务程序中记录的里程数来计算所花费的费用；当码盘的转速变为零的时，计费器自动切换到等待计费模式，启动定时器0的计时功能。每等待超过5分钟增加一次等待费用。
如果码盘的转速又不为零，则自动切换到里程计费模式下。
1.2.4 出租车计费器系统设计。
出租车计费器以at89s52单片机为主控单元，通过检查霍尔传感器ew732采集到的信号来完成对里程计费等待计费等功能。系统设计框图如下：
图1-1 系统设计框图。
at89s52是系统的核心部分，根据程序的编写和执行。通过定时器1工作在外部计数模式下来记录霍尔传感器产生的脉冲数，再经过单片机内部的程序算法来计算里程费用等功能。用户可以通过按键输入模块输入操作指令来改变出租车计费器的系统配置，而这些配置参数会被实时地保存到eeprom中，保证下次开机时系统设置不丢失。
显示模块则用来显示当前费用，里程数，等待时间等信息。
1.3 系统单元电路设计与分析。
1.3.1 主控电路设计。
at89s52是一个低电压，高性能cmos 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准mcs-51指令系统，片内置通用8位**处理器和flash存储单元，内置功能强大的微型计算机at89s52提供了高性价比的解决方案。
at89s52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（i/o）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，at89s52可以按照常规方法进行编程，也可以**编程。其将通用的微处理器和flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的flash存储器可有效地降低开发成本。
中断系统是使处理器具有对外界异步事件的处理能力而设置的。当**处理器cpu正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件，要求cpu暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件。
图1-2 at89s52最小系统。
1.3.2 显示模块电路设计。
显示模块采用了字符型液晶模块lcd1602。液晶lcd1602可以显示两横字符，每行能显示16个字符，完全能满足对信息显示的要求。液晶的数据接口连接到at89s52的p0端口上，而en、rw、rs引脚分别连接到at89s52的p2.
7、p2.6、p2.5引脚上。
图1-3 液晶接口电路。
1.3.3 人机对话模块电路设计。
采用了六个独立按键作为系统的输入控制，每个按键都有独立的上拉电阻。当按键没被按下时，读取端口的状态为高电平；当按键被按下时，读取端口的状态为低电平。
图1-4 按键输入模块电路图。
1.3.4 速度传感器电路设计。
设计中采用了一个双极性锁存霍尔传感器来采集出租车的实际行驶速度和里程数。这是一个数字量输出的传感器，可以直接跟单片机相连。传感器的输出连接到单片机的p3.5/t1 接口。
图1-5 霍尔传感器电路图。
1.3.5 eeprom电路设计。
eeprom是一个非易失真性存储器，存储的数据掉电后不丢失。本设计中采用了at24c04作为配置数据的存储单元。
图1-6 eeprom存储器电路图。
1.4 系统软件设计。
1.4.1 计费程序。
本程序是软件系统的核心部分。通过对出租车的实际行驶速度来切换计费标准。具体的计费公式如下：
总里程** = 起步价 + 里程单价 +（总里程数 – 起步里程）* 里程单价公式（1-1）
等待** = 等待时间 * 等待单价公式（1-2）
总费用 = 总里程** + 等待**公式（1-3）
图1-7 计费程序流程图。
1.4.2 中断服务程序。
1、 定时器中断1
定时器中断1主要负责对外部脉冲计数，当计数到4个脉冲后，会产生一次定时器中断。在定时器中断服务程序里记录码盘的圈数。
图1-8 定时器中断1程序流程图。
2、 定时器中断0
定时器0定时时间为50ms，中断20次即1s钟，读取一次码盘圈数，判断码盘圈数是否为零，如果为零定时器0开始定时60s钟，时间到达后等待时间加一。
图1-9定时器中断0程序流程图。
1.5 调试过程与测试结果。
1.5.1 调试过程。
1）不通电，用万用表根据电路图仔细检查各线路连接是否正常。
2）首先是调试单片机部分，先不要连接所有的外设。用**r_fighter**程序到at89s52里。看是否可以正常下程序。
3）当可以正常下程序时，给at89s52单片机下一个让所有i/0口一会儿输入0，延时，再输出1，以此类推。用万用表测量各i/o口得电压是不是一会儿高，一会儿低。
课程设计报告格式 课程设计
洛阳理工学院。课程设计说明书。课程名称。设计课题。专业。班级。学号。姓名。完成日期2014年12月26日。问题描述 小四宋体，行间距单倍行距，每段缩进两个字符。叙述一下设计的内容要求。基本要求 小四宋体，行间距单倍行距，每段缩进两个字符。叙述一下设计的基本要求。测试数据 小四宋体，行间距单倍行距，每...
课程设计总结,课程设计报告
课程设计总结，课程设计报告。3.尝试应用项目管理软件进行项目进程的规划管理 绘制甘特图，不作硬性要求 二 选题说明。人事管理是企业信息管理的重要部分，面对大量的人事工资信息，财务部门采用人力处理将浪费大量的时间 人力和物力，且数据的准确性低。因此，开发一个界面友好，易于操作的人事工资管理软件进行自动...
课程设计 课程设计报告格式
学校名。课程设计报告。课程名称 c语言程序设计 系别 专业班级 学号。姓名。课程题目 企业人事管理系统 完成日期 指导老师 年月日。附件。课程设计的内容。企业人事管理系统 本项目的目标是开发一个功能实用，操作简便，简单明了的人事管理系统。能够录入人事的基本资料，在操作上能够完成诸如添加 修改 删除 ...