衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王素芹

一、設(shè)計(jì)方案

（一）主控電路的設(shè)計(jì)

利用單片機(jī)豐富的 I/O端口和其本身控制的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)整、時(shí)鐘顯示等功能。

（二）掉電保護(hù)

DS13O2是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，它可以在很小電流的后備電源（2.5V～5.5V電源，在2.5V時(shí)耗電小于3OOnA）下工作，利用DS13O2的RAM就可以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)，而且可以很直觀的就可以顯示時(shí)間，可帶來(lái)很多方便。

（三）顯示設(shè)計(jì)

采用LED數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管具有編程簡(jiǎn)單，夜間顯示效果好，而且其價(jià)格便宜。

二、各單元電路設(shè)計(jì)

（一）里程計(jì)算、計(jì)價(jià)單元的設(shè)計(jì)

里程計(jì)算是通過(guò)安裝在車輪上的霍爾傳感器檢測(cè)到的脈沖信號(hào)，送到單片機(jī)產(chǎn)生中斷，單片機(jī)再根據(jù)程序設(shè)定，計(jì)算出里程。

A44E 屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.5～18V），其輸出的信號(hào)符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的IO 端口上，而且其最高檢測(cè)頻率可達(dá)到1MHZ。

在霍爾電勢(shì)發(fā)生器的兩端加上電壓VCC后，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場(chǎng)中時(shí)，霍爾傳感器的輸出端輸出低電平。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)小磁鐵提供一個(gè)磁場(chǎng)，則霍爾傳感器輸出一次低電平完成一次數(shù)據(jù)采集。我們選擇了P3.3 口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷O，車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)。通過(guò)計(jì)算將脈沖增加體現(xiàn)在金額和里程上。

（二）掉電存儲(chǔ)單元電路

當(dāng)主電源低于1OV時(shí)單片機(jī)就要采取掉電保護(hù)措施，我們采用看門狗電路MAX813L對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)視，該芯片PFI的門限電壓是1.25V，當(dāng)電源電壓為1OV時(shí)分壓結(jié)果使PFI引腳的電壓等于1.25V，電源電壓下降1OV以下時(shí)V小于1.25V，則PFO就從高電平跳變到低電平，將PFO連接單片機(jī)的外部中斷P3.2口，當(dāng)PFO從高電平跳變到低電平時(shí)觸發(fā)中斷進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)，數(shù)據(jù)保護(hù)采用的是時(shí)鐘芯片DS13O2，該芯片內(nèi)部有32個(gè)寄存器可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀和寫以及時(shí)鐘的設(shè)置，所以當(dāng)?shù)綦姇r(shí)將數(shù)據(jù)寫入DS13O2，重新上電后在從該芯片中讀取數(shù)據(jù)，這樣就完成了掉電保護(hù)功能。如圖1所示。

（三）按鍵電路

按鍵設(shè)計(jì)了一個(gè)功能鍵，能夠選擇時(shí)，分，單價(jià)，配合上調(diào)和下調(diào)，對(duì)時(shí)間，單價(jià)調(diào)整。設(shè)一個(gè)“計(jì)價(jià)”鍵，當(dāng)乘客上車后，出租車開始計(jì)價(jià)，設(shè)一個(gè)“清零”鍵，乘客下車后，里程，總價(jià)清零，設(shè)一個(gè)“打印”鍵，當(dāng)乘客到站付錢后，打印基本收費(fèi)信息。共六個(gè)按鍵。各鍵盤設(shè)置的功能如圖2所示。

按下對(duì)應(yīng)按鍵時(shí)調(diào)用對(duì)應(yīng)的程序執(zhí)行功能，其中計(jì)價(jià)按鍵含一個(gè)有乘客指示燈，清零按鍵還包含一個(gè)空車指示燈進(jìn)行輔助顯示。

圖1

圖2 鍵盤功能示意圖

（四）顯示電路

顯示采用LED數(shù)碼管，LED顯示效果好，能顯示基本的數(shù)字信息，且程序簡(jiǎn)單。LED顯示器與單片機(jī)的接口一般有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。LED采用靜態(tài)顯示與單片機(jī)接口時(shí)，共陰極或共陽(yáng)極點(diǎn)連接在一起接地或高電平。靜態(tài)顯示器接口電路，在位數(shù)較多時(shí)，電路比較復(fù)雜，需要的接口芯片較多，成本也較高。動(dòng)態(tài)LED顯示接口由于各個(gè)數(shù)碼管共用同一個(gè)段碼輸出口，分時(shí)輪流通電的，從而大大簡(jiǎn)化了硬件線路，降低了成本。此次設(shè)計(jì)用動(dòng)態(tài)顯示位選用74LS138驅(qū)動(dòng)，138輸出低電平，所以選用共陰極數(shù)碼管。LED顯示器中每個(gè)發(fā)光二極管要通過(guò)5毫安-2O毫安的電流才能達(dá)到正常亮度。

在本設(shè)計(jì)中，LED的主要功能就是把北京時(shí)間和乘客坐出租車的單價(jià)、路程和費(fèi)用顯示出來(lái)，給乘客帶來(lái)方便。

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