出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)與制作

設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)出租車計(jì)價(jià)器。調(diào)試時(shí)采用10Hz方波信號(hào)模擬，每個(gè)方波代表10m?；疽螅?br /> （1）不同情況具有不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
白天 1元/公里 晚上 2元/ 公里 途中等待（30s）1元/30s
（2）數(shù)據(jù)輸出（6位LED數(shù)碼管顯示）
單價(jià)輸出2位 路途輸出2位 總金額輸出2位
（3）按鍵（3個(gè)）
啟動(dòng)計(jì)價(jià)開關(guān) 數(shù)據(jù)復(fù)位（清零） 白天/晚上轉(zhuǎn)換

3.4.1模塊1：系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）分析任務(wù)要求，寫出系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路
通過分析，需要實(shí)現(xiàn)四個(gè)主要的功能模塊，分別為脈沖計(jì)數(shù)模塊、定時(shí)器計(jì)時(shí)模塊、按鍵的處理以及數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描等功能。
定時(shí)器計(jì)時(shí)模塊主要完成途中等待（即沒有脈沖來時(shí)）30秒的計(jì)時(shí)。在啟動(dòng)鍵按下后，定時(shí)器就不停的計(jì)時(shí)，只要有脈沖來就將計(jì)時(shí)的值清除為零。如果沒有脈沖來，當(dāng)計(jì)時(shí)超過30秒時(shí)，相應(yīng)的總金額要按照收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)價(jià)。
中斷的管理：盡管中斷有嵌套以及優(yōu)先級(jí)的功能，但是由于定時(shí)器已經(jīng)使用一個(gè)了中斷資源，脈沖檢測不宜再采用中斷方式，而是采用查詢方式。由于需要不停的要清除30秒的計(jì)時(shí)，因此，脈沖的計(jì)數(shù)不采用定時(shí)器的計(jì)數(shù)方式。
啟動(dòng)鍵觸發(fā)定時(shí)器開始工作，而定時(shí)器的運(yùn)行可以作為脈沖計(jì)數(shù)的標(biāo)志，只要定時(shí)器計(jì)時(shí)在運(yùn)行，每來一個(gè)中斷都應(yīng)該計(jì)數(shù)。
主程序完成鍵盤的掃描和按鍵的處理，查詢脈沖產(chǎn)生的中斷，并完成脈沖的計(jì)數(shù)。每個(gè)脈沖代表10米，則當(dāng)計(jì)數(shù)到100時(shí)表示1千米的距離，相應(yīng)的總金額要按照收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)價(jià)
（2）選擇單片機(jī)型號(hào)和所需外圍器件型號(hào)，設(shè)計(jì)單片機(jī)硬件電路原理圖
采用MCS51系列單片機(jī)At89S51作為主控制器，外圍電路器件包括數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立式鍵盤、復(fù)位電路等。硬件電路原理圖如圖3-9所示。

圖3-11 出租車計(jì)價(jià)器的硬件電路原理圖

數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)采用2個(gè)四聯(lián)共陰極數(shù)碼管顯示，由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力有限，采用74HC244作為數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。在74HC244的7段碼輸出線上串聯(lián)100歐姆電阻起限流作用。
獨(dú)立式按鍵使用上提拉電路連接，在沒有鍵按下時(shí)，輸出高電平。P0口用于輸出7段LED共陰極顯示代碼，P2口用于輸出低電平有效的位選碼。0～9的7段LED共陰極顯示代碼：3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH。
（3）分析軟件任務(wù)要求，寫出程序設(shè)計(jì)思路，分配單片機(jī)內(nèi)部資源，畫出程序流程圖
軟件的任務(wù)要求包括定時(shí)器的設(shè)置、按鍵的掃描、按鍵的功能處理、脈沖的計(jì)數(shù)、路途等待超30秒的計(jì)時(shí)以及總金額的計(jì)算等。
程序設(shè)計(jì)的思路：使用中斷方式對定時(shí)器的溢出進(jìn)行計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)30秒的計(jì)時(shí)。主程序采用查詢外部中斷標(biāo)志實(shí)現(xiàn)脈沖的計(jì)數(shù)，由于每個(gè)脈沖代表10m,因此，當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)超過100時(shí)，計(jì)價(jià)器按照收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)價(jià)。主程序在初始化變量和定時(shí)器參數(shù)設(shè)置之后，進(jìn)入一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)，循環(huán)掃描鍵盤、查詢脈沖的中斷、數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描等功能，當(dāng)脈沖的中斷標(biāo)志被查詢到，若路途等待時(shí)間未超30秒時(shí)，要及時(shí)將路途等待時(shí)間的值清除為零。主程序的流程圖如圖3-12所示。

圖3-12 出租車計(jì)價(jià)器的主程序流程圖