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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）基于8051的出租车计价器设计摘 要随着社会的发展，科技的进步，城市的交通日趋完善，出租车在我国的交通运输中承担着重要的角色,出租车计价器是出租车上必不可少的重要仪器，它是负责出租车营运收费的专用智能化仪表。该设计的主要内容以8051单片机为核心，附加A44E霍尔传感器测距，实现对计价的统计，采用AT24C02 实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息，通过数码显示器来模拟出租车计价器的路程显示表，通过单片机上的键盘上的某些键来表示开始、暂停、复位等功能。步骤如下：首先，程序开始做一些必要的初始化工作，等待键盘输入。然后，启动键按下后数码管开始记录路程并显示。最
2、后，当需要停止是可按相应的键对路程计数器进行暂停，而且还可以复位。本设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价。关键词：出租车计价器，单片机8051，AT24C02，A44E霍尔传感器 Taxi Meter Design Based On 8051 ABSTRACTWith rapid development of Chinas economic and technology , urban transport are maturing, taxi plays an important role in our contury. The taxi meter i
3、s important and indispensable instrument, which is responsible for operating taxi fares dedicate intelligent instrument.The main contents of the design with 8051 single-chip processor core, additional A44E hall-effect sensor range, realize the valuation, AT24C02 using statistical tables in the syste
4、m of the unit and save time by digital display information to simulate the meter taxi displays tables, through the journey of the single keyboard keys to say some of the start, pause, reset function.Steps are as follows: firstly, program start doing some necessary initialization, waiting for the key
5、board.Then, after the start button click start recording and digital tube journey.Finally, when the need to stop by the corresponding key is to walk counter pause, but also can be reset.This design can not only realize the basic meter, and still can according to the valuation day and night, waiting
6、to adjust price.KEY WORDS: Taximeter,SCM8051,AT24C02,A44E Hall sensor 8目录前言1第1章 设计方案31.1 设计内容31.1.1 任务31.1.2 要求31.1.3 方案论证31.2总体结构41.3主要器件51.3.1 8051单片机51.3.2 A44E霍尔传感器61.3.3 EEPROM AT24C028第2章 硬件电路设计92.1系统主体电路概述92.1.1电源102.1.2路程测量102.1.3数据保护102.2 具体单元电路的设计102.2.1掉电保护存储单元102.2.1 A44E 霍尔传感器检测单元112.2.
7、3 显示单元122.2.4按键单元132.2.5最小单片机系统单元132.2.6 8255A键盘显示电路设计14第3章 系统软件设计163.1主程序模块163.2 里程计数中断服务程序173.3 键盘服务程序183.4 定时中断服务程序193.5 中途等待中断服务程序193.6 显示子程序服务程序193.7 定时、计数、中断设定19第4章 仿真测试204.1程序的编译204.1.1 keil简介204.1.2 编译步骤204.1.3 调试结果21第5章 PCB板制作及安装测试225.1 Protel 99se简介225.2 PCB板制作22结论24谢 辞25参考文献26附录28外文资料翻译37
8、前言在当今电子与信息技术发展的科技时代，我们不难发现电子信息技术的应用越来越广泛。从电子管到晶体管，从小规模集成电路到庞大的系统集成，在我国欣欣向荣的航空航天事业无一不和电子信息技术息息相关。在人类的生产生活领域中更脱离不开电子信息技术。 为了能够更好的掌握这门技术使它能够为人类造福，我们不但要利用好前辈的科技成果而且还要善于总结，不断的开拓创新。为了能更好的利用已开发成果，人们把那些典型的、通用的复杂电路，甚至小系统集成在专用芯片中，为设计更新更复杂的系统奠定了坚实的基础。出租车的出现大大的方便了人们的生活，对于现在快节奏生活方式的人们来说出租车无疑是最便捷的交通工具之一。那么其收费的方式自
9、然而然就被给予关注，比如收费标准以及行驶里程等。但是存在的价格纠纷困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这一矛盾的最好方法就是改良计价器。用更加精良的计价器来为乘客提供更加方便快捷的服务。 我国在70年代开始出现出租车，但那时的计费系统大都是国外进口不但不够准确，价格还十分昂贵。随着改革开放益深入，出租车行业的发展势头已十分突出，国内各机械厂家纷纷推出国产计价器。出租车计价器的功能从刚开始的只显示路程，还需要司机自己定价，计算后四舍五入，到如今能够自主计费，以及现在的能够打发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。随着城市旅游业的发展，出租车行业已成为城市的窗口，象征着一个城市的文明程度。 现
10、在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器，所以计价器技术的发展已成定局。凡乘过出租车的人都知道，只要汽车开动，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5KM）计费数字显示开始从起步价（如5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。出租车计价器的数字系统的设计是基于一些专用的芯片，才发挥其有效特性，从而实现出租车的计价功能。此数字系统主要分为四个单元，即里程计数及显示单元、价格计
11、数及显示单元、里程单价及显示单元、候时及系统控制单元。 出租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，出租车计价器的研究也是十分有应用价值的。 第1章 设计方案1.1 设计内容1.1.1 任务 设计一款基于8051单片机的出租车计价器。1.1.2 要求（1） 不同情况具有不同的收费标准（2） 具有数据的复位功能（3） 数据输出和显示1.1.3 方案论证方案一 ：由任务可知，使用数字电路或模拟电路也能实现设计任务，但仅通过几个方分析就可知，如果使用
12、数字电路和模拟电路来完成设计要求，那么可使用的显示器件有：LED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来显示，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TTL系列的74LS48驱动，而共阳极数码管通常采用CMOS系列的CD4543来驱动【2】；仅显示电路框图和实际电路就非常复杂，整体电路将更加烦琐。而且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；整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试。采用数字电路控制。采用传感器件，输出脉冲信号，经过放大整形作为移位
13、寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不够稳定，故障率高，难调试，而且电路不够实用。方案二：采用单片机控制。利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，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，且灵活性强，可以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轻容易的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。 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、能够简化实际电路，即相当于把一堆的电路集成在一个器件上，灵活性，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对
14、系统进行升级，所以我们采用后一种方案。1.2总体结构整个系统主要由五部分组成：8051单片机、A44E霍尔传感器、独立键盘、EEPROM AT24C02，驱动电路和数码显示管等。霍尔传感器安装在车轮上，主要检测汽车行进的公里数，并产生一系列相应的脉冲输出，脉冲送到单片机进行处理，单片机根据程序设定通过计算脉冲数换算出行驶公里数，再根据从EEPROM中读取的价格等相关数据进行金额的计算，计算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上。独立键盘可以调节相关数据设置，按下相应的按钮，产生信号交由单片机处理并实时显示出来，调节好的数据存储到EEPROM中，掉电后可以使调好的数据不丢失，下次得电后直接从
15、EEPROM读到单片机【7】。总体的系统结构图如图1-1所示。 图1-1系统总体结构图1.3主要器件1.3.1 8051单片机在本设计中，单片机是整个系统的核心，因此单片机的选型至关重要。不仅要在性能上满足设计的需要，更要考虑价格、功耗、稳定性等各方条件。经过比较和挑选，我们选用8051作为们设计所用单片机。8051是使用较广泛的通用单片机之一。8051为40支接脚之单晶片，其接脚如图1-2所示与功能说明如下： 1. Vcc：+5电源供应接脚。2. GND：接地接脚。3. P0.0P0.7：埠0，为开泄极(Open Drain)双向I/O埠。在做为外部扩充记忆体时，可低八位元位址线(A0A7
16、address line)与资料汇流排(data bus)双重功能。在做为一般I/O埠时必须加上如下之外部提升电路。4. P1.0P1.7：埠1，为具有内部提升电路的双向I/O埠。5. P2.0P2.7：埠2，为具有内部提升电路的双向I/O埠。在做为外部扩充记忆体时，可为高八位元位址线(A8A15 address line)。6. P3.0P3.7：埠3，为具有内部提升电路的双向I/O埠。此外，埠3的每支接脚都具有另一特殊功能，其功能如下：7. RXD(P3.0)：串列传输的接收端。8. TXD(P3.1)：串列传输的输出端。9.(P3.2)：外部中断输入端。10. (P3.3)：外部中断输入
17、端。11. T0(P3.4)：计时/计数器外部输入端。12.T1(P3.5)：计时/计数器外部输入端。13.(P3.6)：外部资料记忆体写入激发信号(Strobe)。14.(P3.7)：外部资料记忆体读取激发信号(Strobe)。15. RST：重置信号(Reset)输入端。在单晶片工作时，将此脚保持在“Hi”两个机械周期，CPU将重置。16. ALE：位址锁住致能(Address Latch Enable)，在每个机械周期都会出现，可做为外部电路的时脉源。 图1-2 8051管脚图17.：程式激发致能(Program Strobe Enable)，可输入外部程式记忆体的读取信号。18. ：外
18、部存取致能(External Access Enable)，当EA接脚为“L0”时，则读取外部程式记忆体执行。19. TAL1：反相振荡放大器的输入端。20. TAL2：反相振荡放大器的输出端。1.3.2 A44E霍尔传感器早期的出租车里程计量器件为机械式的，在变速箱上装一个从动齿轮，齿轮每转一定角度，便发出一个脉冲信号，计价器通过脉冲信号来计算里程，从而进一步计算价格。采用这种里程计量方式，极易通过改变齿轮齿数来改变脉冲信号频率，使计价器跳得更快，而损害乘客的利益。为此，我们在设计中采用了不同的里程计量器件A44E霍尔传感器【8】。A44E霍尔传感器属于开关型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽
19、（4.518V），其输出的信号符合TTL电平标准，可以直接接到单片机的IO 端口上，而且其最高检测频率可达到1MHZ【3】。A44E 集成霍耳开关由稳压器A、霍耳电势发生器(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Vcc，经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差VH输出，该VH信号经放大器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（即Bop）时，触发器输出高电压（相对于地电位），使三极管导通，此时
20、OC门输出端输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压，这种状态为关。这样两次电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作【5】【10】。A44E霍尔传感器原理如图1-3和图1-4所示。 图1-3 霍尔传感器结构原理图 图1-4 霍尔传感器工作原理图1.3.3 EEPROM AT24C02存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的单价。AT24C02 是Ateml公司的2KB的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10uA(5.5V)，芯片内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8 脚的DIP 封装，使用方便【4】【6】。
21、AT24C02管脚如图1-5所示。AT24C02 图1-5 AT24C02 管脚示意图AT24C02芯片有8个引脚，其中：A2、A1、A0 为地址引脚；SDA 是串行数据/地址引脚；SCL 是串行时钟引脚；WP连到Vcc被写保护只能读，WP连到Vss或悬空允许进行正常的读/写操作；Vcc 电源端；GND 接地端。洛阳理工学院毕业设计（论文）第2章 硬件电路设计2.1系统主体电路概述系统主体电路中主要包括了按键，A44E霍尔传感器，单片机8051，AT24C02及滤波电路这几个部分的硬件连接。整体电路中还包含有显示电路，考虑到对硬件的熟悉程度，此设计的显示部分主要采用了锁存器，译码器及七段数码管
22、等基本器件（下图中未包含显示电路部分）。系统的主体电路如图2-1所示。8051图2-1系统主体电路图2.1.1电源出租车一般长时间行驶在路上，工作环境复杂而且比较差，从实际角度考虑到出租车计价器的电源部分可能面临的问题，所以其应该具有一定的抗震动，抗高温低温，抗潮湿，抗电磁干扰等能力，如出租车启动时，发动机打火、电瓶充电时都有可能引起出租车计价器电源的不稳定，这将直接损害司机及乘客的利益，可考虑适当的增加滤波电路和稳压电源来解决此问题，因此系统的主体电路中给出了滤波电路，这样一来将会提高计价器的抗电磁干扰能力【13】【15】。2.1.2路程测量出租车中需要一个能准确获得车轮转动即路程计量信号的
23、装置，以得到标准的脉冲信号送入单片机的定时/计数器。即利用主体电路中的A44E霍尔传感器实现此功能。2.1.3数据保护作为一个计价装置，出租车计价器的准确关系到司机和乘客的切身利益，所以，设计过程中以充分考虑一些特殊情况导致的掉电等情况，主体电路中采用AT24C02来保护数据。2.2 具体单元电路的设计 2.2.1掉电保护存储单元通常，在数字钟、打铃仪、某些定时器和日历钟等类型的单片机系统中，当主电源 DC5V 失去时，我们称之为掉电。掉电之后，单片机会停止工作，时钟会停止往前走，这种结果在许多场合往往是不希望的，为了保证单片机在主电压失去时仍然能够保持数据，人们就利用一些器件对单片机系统的一
24、些数据进行保护。每当设定一次单价，系统就自动调用存储程序，将单价信息保存在芯片内；当系统重新上电的时候，自动调用读存储器程序，将存储器内的单价等信息，读到缓存单元中，供主程序使用。AT24C02单元电路如图2-2所示。 图2-2 AT24C02单元电路连接图图中R8、R10是上拉电阻，其作用是减少AT24C02 的静态功耗。由于AT24C02的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，所以只用两根线SCL（时钟脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机P2.2和P2.3口连接，进行传送数据【9】【12】。 2.2.1 A44E 霍尔传感器检测单元里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的脉
25、冲信号，送到单片机产生中断，单片机再根据程序设定，计算出里程。检测原理如图2-3所示。 图2-3检测原理图本系统选择了将A44E的脉冲输出口接到P3.3口外部中断1作为信号的输入端,这样可以减少程序设计的麻烦，车轮每转一圈（设车轮的周长是1米），霍尔开关就检测并输出信号，引起单片机的中断，对脉冲计数，当计数达到1000次时，即1公里，单片机就控制将金额自动增加，其计算公式为：单位价格公里数=金额，集成霍尔开关如图2.4所示。 图2-4 A44E的外形及接线图2.2.3 显示单元用七段LED发光数码管，因发光二极管通常需要十几到几十毫安的驱动电流才能正常发光，因此，由微型机发出的显示控制信号必须
26、经过驱动电路才能是显示器正常工作。显示电路原理如图2-5所示。图2-5 显示电路原理图2.2.4按键单元在单片机控制系统之中，由于其控制对象比较专一，往往只需要几个功能健，特别是在智能化仪器仪表中更是如此，此设计中就采用了较少的按键。电路共采用了四个按键，S1、S2、S3、S4，其功能分别是：S1复位键，S2白天状态，S3夜晚状态，S4等待状态。在整个系统中，按键代表着各种确定的操作命令，所以准确无误的辨认每个键的动作及其所处的状态是系统能否正常工作的关键。因此实际应用中常会考虑按键的去抖动问题，常用的方法有硬件防抖和软件防抖两种。 2.2.5最小单片机系统单元主控机系统采用了Intel 公司
27、生产的8051 单片机，专为控制使用所设计的8位元单晶片，具有位元逻辑运算能力。具有128位元的RAM，以及4K位元的ROM。具有4个8位元I/O口，具有2个16位元的计时/计数器。具有全双工的UART，具有5个中断源及两层中断优先权结构。具有时脉产生电路，具有外部电路扩充64位元程式记忆体的能力。可重复编程，大小满足主控机软件系统设计，所以不必再扩展程序存储器。晶振电路是8051 工作所需的最简外围电路之一，单片机内部有一个高增益反向放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。电容通常取30pF左右，可稳定
28、频率并对振荡频率有微调作用。振荡脉冲频率范围为fosc=024MHZ【1】。单片机外接的晶振频率不同，时序单位大小也不同（晶振为12MHZ时）振荡周期=0.0833us 状态周期=0.167us 机器周期=1us 指令周期=（1-4）机器周期 复位电路是8051 工作所需的最简外围电路之一。复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行错误或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。单片机最小系统电路图如图2-6所示。 8051图2-6 单片机最小系统电路图8051 的复位
29、端是一个史密特触发输入，高电平有效，而系统中的时钟接口和CAN 总线接口的复位信号都是低电平有效。在复位电路中，按一下复位开关就使在RS端出现一段时间的高电平，经过74LS14 的一次反相整形，提供给单片机复位端。再经过一次反相整形，通过I/ORST 端提供给外部接口电路。外接12M 晶振和两个20P 电容组成系统的内部时钟电路【3】【11】。2.2.6 8255A键盘显示电路设计8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。 其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255作为主机与外设的连接芯片
30、，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。 8255的数据线片选信号线、地址线、读写控制线等分别与系统总线相连，其A、B、C三个端口以排针形式引出，供8255实验使用。其中8255电路连接如图2-7所示。 图2-7 系统中的8255线路表2-1 8255端口地址 信号线 寄存器 编址IOY3 A口0FF20H B口0FF21H C口0FF22H 控制寄存器0FF23H第3章 系统软件设计 软件设计包括初始化
31、程序模块，主程序模块,里程处理模块，价格处理模块，INT0、INT1中断程序模块,显示程序模块,T1计数中断程序模块，T0计时中断程序模块，延迟程序模块等。3.1主程序模块在主程序模块中，需要完成对各接口芯片的初始化、出租车起价和单价的初始化、中断向量的设计、开中断、循环等待以及启动/清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器等工作。主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同的操作。主程序流程图如图3-1所示。 图3-1 主程序流程图3.2 里程计数中断服务程序出租车每行进10米霍尔传感器输出一个低电平信号，使单片机中断一次，当里程计数器对里程脉冲计满100次时，就有程序
32、将当前总额，使微机进入里程计数中断服务程序中。在该程序中，需要完成当前行驶里程数和总额的累加操作，并将结果存入里程和总额寄存器中。中断服务流程图如图3-2所示。 图3-2中断服务流程图 设车轮周长为一米，每转动1000圈为一公里，每公里的价格为一元，则出租车的行程里数与价格一样。3.3 键盘服务程序键盘实际上就是一个按键开关集合，其中每一个按键就是一个开关量输入装置。间的闭合与否，取决于机械弹性开关的通、断状态。反应在电压上就是呈现出高电平或低电平，所以，通过检测电平状态（高或低），便可确定按键是否已被按下。键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序，一旦有按键按
33、下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。键盘服务程序如图3-3所示。图3-3键盘服务程序3.4 定时中断服务程序在定时中断服务程序中，每 100ms 产生一次中断，当产生 10 次中断的时候，也就到了一秒，送数据到相应的显示缓冲单元，并调用显示子程序实时显示。3.5 中途等待中断服务程序当在计数状态下霍尔开关没有输出信号，片内的 T1定时器便被启动，每当计时到达10分钟，就对当前金额加上中途等待的单价，以后每十分钟都自动加上中途等待的单价。当中途等待结束的时候，也就自动切换到正常的计价。3.6 显示子程序服务程序本设计采用动态显示电路，使用七段LED发光数码管，因发光二极管通常需要十几到几
34、十毫安的驱动电流才能正常发光，因此，由微型机发出的显示控制信号必须经过驱动电路才能是显示器正常工作。3.7 定时、计数、中断设定 采用12MHZ的工作频率。TMOD:设定时/计数器,初值为41H, T1计数, T0定时。INT0, INT1: INT0,边沿触发, INT1,电平触发。 计数器 T1: 66个脉冲,采用方式0,( 213-66)转换为十六进制为1FBEH 初值。 定时器 T0:选用方式1,定时50ms,所以得初值 ( 216- 501000),转换十六进制为3CB0H。 中断优先级: INT0, INT1, T1, T0采用自然优先级。第4章 仿真测试4.1程序的编译本设计的程
35、序采用汇编语言编写，汇编程序要变成CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件【12】。4.1.1 keil简介Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。4.1.2 编译步骤1.
36、应用keil建立新程序，选择菜单文件新建文件功能，建立一个名为计价器的源程序文件，在出现的源程序窗口中输入源程序。2. 保存程序文件，选择菜单文件保存文件或文件另存为功能，指定文件的文件名和存储位置。3. 建立新项目，分为三步：(1) 加入模块文件。再加入模块的对话框中选择刚才保存的文件计价器，按打开键。(2) 加入包含文件。在加入包含文件对话框中，选择要加入的包含文件。(3)保存项目。在保存项目对话框中输入项目名称。无需加后缀，按保存键将项目存在与源程序相同的文件夹下。4.1.3 调试结果当然，在此之前是经过一系列修改和调试，不断的尝试后才通过，由于我们编程能力的欠缺，本计价器设计要求达到的
37、部分功能程序还是不完善的。但通过本次设计，我们的编程能力有了很大的提高，也更加熟练了keil软件的使用。如图4-1所示，显示编译成功。 图4-1 编译成功21第5章 PCB板制作及安装测试5.1 Protel 99se简介Protel 99SE是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，仍然是大中院校电学专业必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。Protel 99SE 由两大部分组成：电路原理图设计（Advanced Schematic）和多层印刷电路板设计（Advanced PCB）。 电路原理图编辑器
38、的使用步骤：（1）进入Design Protel 99se后在Documents中通过右键 “New” 建立 “Schematic Document”文件，打开后即可进行电路原理图的编辑。（2）先按照电路草图将所有元件找到拖放到编辑框里。将编辑框缩小，将元件照电路的样子搭好，整体上排列匀称。（3）接下来就可以进行局部的连线了，或者可以先将电路的各个模块先搭好，再通过框定各模块平移组合成完整的电路，取消框定要通过EditDeSelectInside Area再用鼠标框定以前选中的模块，就可以解除，表现为模块由黄色变成普通颜色。（4）对某个工程的操作是对一个数据库的操作，因此不同的数据库会在不同的
39、窗口中打开，通过最小化可看高各个数据库的窗口。5.2 PCB板制作 利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。当然，有些特殊情况下，如电路板比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致。图5-1 PCB板制作完成后正式通电检测,用遮挡物使红外接收发射器产生信号，重复第100下时，数码管开始变化，
40、当按下等待按键时，每4秒钟，数码管自动加0.1，表明进入计价等待状态。 结论本次设计由于采用8051单片机作为核心的控制元件，以及灵敏的霍尔开关型器件，使本出租车的计价器具有功能强，性能可靠、电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有比较高的智能水平。作为此设计的核心器件，8051单片机是MCS51 单片机系列最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的。8051片内有4k ROM，无须外接外存储器和373，更能体现“单片”的概念。但是你编的程序你无法烧写到其ROM中，只有将程序交芯片厂代为烧写，并是一次性的，今后都不能改写其内容。虽然8051并
41、不是功能最强大的单片机，而且存在一定缺点，但是它的诸多优点仍使其成为应用最广泛的单片机。通过用8051单片机来模拟出租车计价器，并且使用了单片机上的键盘和数码显示管来模拟。硬件各方面相对吻合安全性高、耦合度高，能够对键盘上的相应键进行启动、停止、复位的操作。程序首先进行初始化设置（包括数码管、字型表、定时中断设置）；然后对键盘进行扫描，判断是否有功能键被按下；最后根据哪个功能键被按下，执行相应的程序以实现功能。但是，由于能力及知识有限，此次设计也尚还有诸多欠缺之处。24洛阳理工学院毕业设计论文谢 辞首先，感谢院领导对我们毕业生在毕业设计过程中的支持与关怀！其次我要特别感谢我的指导老师陈文清，陈
42、老师在平时指导中对待学生和蔼可亲，而对待工作又一丝不苟，态度严谨。从最初的选题阶段到设计阶段再到制作阶段，正是他给予我不断的指导与鼓励，我才能顺利地完成我的毕业设计，他那无私奉献的高尚品质和严谨的治学精神让我发自内心的尊敬。借此机会，向陈老师表示我衷心的感谢。最后我要感谢我的同学们，在整个设计过程中难免会遇到困难，正是由于同学们的帮助我才能顺利的克服困难，我毕业设计的完成离不开同学们的帮助。参考文献1 潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术实用教程.北京:电子工业出版社,20062 李朝青.单片机原理及接口技术.北京:北京航空航天大学出版,2006 3 孙玉芳等译.嵌入式计算系统设计原理.北京:机
43、械工业出版社,20024 王晓君.MCS-51及兼容单片机原理与选型.北京:电子工业出版社,20055 张淑清.单片微型计算机接口技术及其应用.北京:国防工业出版社,20036 马家辰.MCS-51单片机原理及接口技术.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,20047 唐俊翟.单片机原理与应用.北京:冶金工业出版社,20038 杨建潮.出租汽车计价器使用维修与检定问答.北京:中国计量出版社,2003 9 何立民.MCS-51单片机应用系统设计技术.北京:北京航天航空大学出版社,200510 李建忠.单片机原理及应用.西安:西安电子科技大学出版社, 200411 马淑华.单片机原理与接口技术.北京:北京
44、邮电大学出版社, 200212 张友德.赵志英.单片微型机原理应用与实验.上海:复旦大学出版社,200513 张毅坤.单片微型计算机原理及应用.西安:西安电子科技大学出版社,200314 吴开志.单片机技术指导.南昌:南昌航空出版社,200715 孙涵芳.MCS-51系列单片机原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社,199616 徐光翔.单片机原理接口及应用.南京:南京大学出版社,200317 王晓君.MCS-51及兼容单片机原理与选型.北京:电子工业出版社,200218 赵晶主.电路设计与制版Protel99高级应用.北京:人民邮电出版社,200019 杨恢先.单片机原理及应用.长沙:国防
45、科技大学出版社,2003 附录源程序 ORG 0000HSJMP START；定义程序起始位置ORG 000BHSJMP DS0；定时器T0入口地址START:CLR TR0；关闭T0中断MOV A,#81H；将立即数81H放入A中MOV DPTR,#0FF23H；定义DPTR外部数据指针为0FF23H，指向8255的控制字口MOVX DPTR,A ；把81H放入8255控制字口，让8255以PA、PB口0状态输出工作，PC口0状态输入MOV TMOD,#01H；定义T0为16位计数器MOV TH0,#0FCH；定义中断延时MOV TL0,#24H；定义中断延时；1MS = 1000US ，假设晶振频率为12MHZ，延时常数=（2的16次方 - 1000）将其转换到16进制MOV IE,#82H ；定义中断允许控制字，开CPU中断，开T0中断MOV 71H,#00HMOV 72H,#00HMOV 73H,#00HMOV 74H,#00HMOV 75H,#00HMOV 76H,#00HMOV 40H,#50；延时用MOV 00H,#00H；标志M
