出租车计价论文.doc

北京化工大学北方学院毕业设计（论文）

诚信申明

本人申明：
我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。
若有不实之处，本人承担一切相关责任。

本人签名： 年 月 日

基于单片机的出租车计价系统的设计
姓名
专业　班　学号
指导教师　

摘　　要

随着我国经济的迅速发展，人民生活水平的显著提高，城市的交通日趋完善，出租车计价器的应用也越来越广泛。生活中，几乎每个人出门都离不开出租车，所以它在我国的交通运输中承担着重要的角色，而出租车计价器是出租车上必不可少的重要仪器。所以，以单片机为核心的智能出租车计价系统的开发就显得特别重要。这个设计采用AT8S51单片机为主控器，以A44E霍尔传感器测距，实现对出租车的多功能的计价设计，并采用掉电存储单元AT24C02来实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息，输出采用8个数码显示管。
此设计是以单片机AT89S51为核心，通过外围及附属电路来实现计价，计时，计费，存储等功能。它拥有掉电保护和时钟功能，特别是可以在白天和晚上转换不同价位，等待时启用等待计价功能。其中还给出了硬件电路图及主程序流程图,阐述了软硬件设计过程中关键技术的处理。

关键词：出租车计价器 单片机 控制

Based on SCM taxi valuation system design

Abstract

Along with the rapid economic development, the people's living standards improved significantly and traffic in the city has been improved, the application of the meter taxi more and more widely. Life, almost everyone out without a taxi, so it in our traffic transportation undertakes the important role, and the meter taxi cab is an important instrument. So, with the single chip processor as the core of development of the system of intelligent taxi valuation is especially important. This design USES the AT8S51 microcontroller as the main controller to A44E hall sensor range, realize the taxi multifunctional valuation design, and using power lost storage unit AT24C02 to achieve in the system of power lost when save unit price and system information such as time, with six digital displayer output.
This design is based on AT89S51 single-chip microcomputer as the core, the periphery and accessory circuit to realize the valuation, timing, billing, storage, and other functions. It has the power lost protection and clock function, especially in the day and night can convert different price, wait wait for valuation enable functions. Which also gives a hardware circuit diagram and main program flow chart, expounds the process of software and hardware design of key technologies of the processing.

Key words: Taximeter 89S51 MCU Control

目　　录

前　　言 1
第1章 课题研究价值 2
第1.1节 选题背景 2
第1.2节 研究目的与研究方法 2
第2章　系统方案设计 4
第 2.1节 方案论证 4
第2.2节 系统整体电路及工作原理 5
第2.3节 AT89S51单片机及其引脚说明 6
第3章 系统硬件设计 10
第3.1节 里程计价单元 10
第3.2节 AT24C02掉电存储单元 12
第3.3节 时钟电路单元 13
第3.4节 复位电路单元设计 14
第3.5节 数据显示单元电路 14
第3.6节 键盘控制电路 18
第4章 系统软件设计 20
第4.1节 主程序的设计 20
第4.2节 定时中断服务程序设计 23
第4.3节 中途等待中断服务程序设计 24
第4.4节 里程计数中断服务程序设计 24
第4.5节 显示子程序服务程序设计 24
第4.6节 键盘服务程序设计 25
第5章 系统调试 28
第5.1节 软件调试 28
第5.2节 系统仿真 37
第5.3节 测试结果 38
结 论 39
参考文献 41
致　　谢 42

42

前　　言

近几年来随着科技的高速发展，各种智能仪器也越来越多。研究智能仪器表的技术也越来越高端，它是一门集电子技术、单片机技术，自动化仪表、自动控制技术、计算机应用等一体的跨学科的专业技术。自20世纪90年代初以来，这项技术已逐步引入到国内工科专业中的电子信息、通讯、自动化、计算机应用等信息类专业中。随着计算机技术和微电子技术的飞快发展，测控仪器仪表的智能化、总线化、网络化发展已在各个相关行业呈现出广阔的发展前景，同时也日益成为工程界和科技界人士所关注的重要问题之一。因此，了解和熟悉智能仪器仪表的特点功能，发展趋向及其应用前景是十分重要和必要的。
出租车计价器作为一种智能仪器，承担着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，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。而采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试，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。而采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，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易而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。因此我们设计了这一款基于单片机的出租系统计价设备[1]。
本设计主要了解应用单片机的定时器/计数器，以及中断。这是一个比较小的系统，故采用C语言来编辑。C语言是一种编译型程序设计语言，它具有编译速度快，可抑制性强，具有一定的助记可读性等优点。

第1章 课题研究价值

第1.1节 选题背景

随着我国经济的迅速发展，人民生活水平的显著提高，城市的交通日趋完善，出租车计价器的应用也越来越广泛。生活中，几乎每个人出门都离不开出租车，所以它在我国的交通运输中承担着重要的角色，而出租车计价器是出租车上必不可少的重要仪器。它关系着交易双方的利益，所以要求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。基于这个现状，我选择了这个课题的研究与设计。
出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着我国国民经济的高速发展，出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分。科学技术的不断发展下，先前产生的第一、二代计价器已不能满足人们的要求，被之后的以大规模集成电路为主的第三代计价器所取代，也就是全电子化的计价器。当单片机的出现并应用于计价器后，现代出租车计价器的模型也就基本具备了，它可以完成计程，计价，显示等基本工作。单片机以及外围芯片的不断发展促进了计价器的发展。这时出租车计价器在最初使用时具备的主要功能是根据行驶里程计价，精度高，可靠性好[2]。
第1.2节 研究目的与研究方法

1.2.1 研究目的
应用软件仿真出租车计价器使具有有以下功能：
（1）区分白天和晚上不同计价，途中等待采用等待计价。
（2）可以设置晚上和白天的单价。
（3）数码管有显示等待时间、里程、总金额功能。
（4）能够在掉电的情况下存储单价等数据。
突破点可以启用等待计价，区分白天和晚上的不同计价，更人性化。
1.2.2 研究方法
（1）模拟法（模型方法）
模拟法是先依照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系，模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。
（2）功能分析法
功能分析法是社会科学用来分析社会现象的一种方法，是社会调查常用的分析方法之一。它通过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要（即具有怎样的功能）来解释社会现象。
（3）实证研究法
实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系[3]。
（4）信息研究方法
信息研究方法是利用信息来研究系统功能的一种科学研究方法。美国数学、通讯工程师、生理学家维纳认为，客观世界有一种普遍的联系，即信息联系。当前，正处在“信息革命”的新时代，有大量的信息资源，可以开发利用。信息方法就是根据信息论、系统论、控制论的原理，通过对信息的收集、传递、加工和整理获得知识，并应用于实践，以实现新的目标。信息方法是一种新的科研方法，它以信息来研究系统功能，揭示事物的更深一层次的规律，帮助人们提高和掌握运用规律的能力。
（5）描述性研究法
描述性研究法是一种简单的研究方法，它将已有的现象、规律和理论通过自己的理解和验证，给予叙述并解释出来。它是对各种理论的一般叙述，更多的是解释别人的论证，但在科学研究中是必不可少的。它能定向地提出问题、揭示弊端、描述现象、介绍经验，它有利于普及工作，它的实例很多，有带揭示性的多种情况的调查；有对实际问题的说明；也有对某些现状的看法等[4]。
（6）经验总结法
经验总结法是对实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统理论化，上升为经验的方法。总结推广先进经验是人类历史上长期运用的行之有效的领导方法。

第2章　系统方案设计

第 2.1节 方案论证

方案一：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。如图2.1所示。
移位寄存器电路
里程传感器

单价

里程传感器
金额

电源电路
及保护电路

图2.1 数字电路方案图

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，实现基本的里程计价功能，途中等待等不同功能。如图2.2所示[5]。
串口显示驱动
AT24C02掉电
里程计算
键盘控制

AT89S51

单片机

金额
单
价

单片机方案图、、
单片机控制总体方案图

图2.2 单片机控制总体方案图
通过比较以上两种方案，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系统进行升级，所以我们采用后一种方案。
第2.2节 系统整体电路及工作原理

（1）整个硬件电路主要由5部分构成： AT89S51单片机最小系统电路、掉电存储单元存储电路、霍尔电路、显示单元电路、键盘控制电路。原理方框图和整体电路图如图2.3和图2.4所示。
串口显示驱动电路
AT24C02掉电存储
里程计算

键盘控制

AT89S51

单片机

单
价
总
金
额

图2.3 原理方框图

图2.3 原理方框图

图2.4 整体电路图

（2工作原理：对于本设计，它采用AT89S51单片机为主控器，以A44E霍尔传感器测距(用开关和脉冲代替)，实现对出租车的多功能的计价设计，并采用掉电存储单元AT24C02来实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息，输出采用6个数码显示管[5]。
第2.3节 AT89S51单片机及其引脚说明

AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB的可系统编程的Flash只读程序存储器，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8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用 8位微处理器于单片芯片中，具有高性价比。
AT89S51是一个有40个引脚的芯片，引脚配置如图2.5所示[6]。

图2.5 AT89S51引脚图

AT89S51芯片的40个引脚功能为：
VCC 电源电压。
GND 接地。
RST 复位输入。当RST变为高电平并保持2个机器周期时，将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR的DISRTO位（地址8EH）可打开或关闭该功能。DISKRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。
XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2 来自反向振荡放大器的输出。
P0口 一组8位漏极开路型双向I/O口。也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P1口 一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。P1口部分端口引脚及功能如表2.1所示。
表2.1 P1口特殊功能
P1口引脚
特殊功能
P1.5
MOSI（用于ISP编程）
P1.6
MOSI（用于ISP编程）
P1.7
SCK（用于ISP编程）

P2口 一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口线上的内容在整个访问期间不改变。Flash编程和程序校验期间，P2亦接收低8位地址。
P3口 一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写“1”时，它们被内部的上拉电阻把拉到高电并可作输入端口。作输入端口使用时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.2所示。P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验期间的控制信号。

表2.2 P3口特殊功能
P3口引脚
特殊功能
P3.0
RXD（串行输入口）
P3.1
TXD（串行输出口）
P3.2
（外部中断0）
P3.3
（外部中断1）
P3.4
T0（定时器0外部输入）

P3.5
T1（定时器1外部输入）
P3.6
（外部数据存储器写选通）
P3.7
（外部数据存储器读选通）

PSEN/ 程序储存允许输出是外部程序存储器的读先通信号，当AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN/有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN/信号。
EA/VPP 外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器，EA端必须保持低电平，需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压VPP。

第3章 系统硬件设计

第3.1节 里程计价单元

霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，它具有灵敏度高，线性度好，稳定性高、体积小和耐高温等特点，在机车控制系统中占有非常重要的地位。对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间[7]。
霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，后者输出数字量。
霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、应力以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。

图3.1 霍尔传感器原理图

由于A44E 属于开关型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽（4.5～18V），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。

图3.2 集成开关型霍耳传感器原理图

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CC V ，经稳压器稳压后加在霍耳电势发生器的两端，根据霍耳效应原理，当霍耳片处在磁场中时，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耳电势差H V 输出，该H V 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OP B )时，触发器输出高电压(相对于地电位)，使三极管导通，此时OC 门输出端输出低电压，通常称这种状态为“开”。当施加的磁场达到“释放点”(即rP B )时，触发器输出低电压，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，使霍耳开关完成了一次开关动作[8]。

图 3.3 集成霍耳开关外形及接线

我们选择了P3.2 口作为信号的输入端，内部采用外部中断0（这样可以减少程序设计的麻烦），车轮每转一圈（我们设车轮的周长是1 米），霍尔开关就检测并输出信号，引起单片机的中断，对脉计数，当计数达到1000 次时，也就是1 公里，单片机就控制将金额自动的加增加。
本设计采用的是开关来代替霍尔传感器，根据脉冲的输出来代替车轮转数，开关按下，公里根据脉冲来模拟计算，开关打开停止计数，进入等待模式。
第3.2节 AT24C02掉电存储单元

掉电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信息。AT24C02 是ATMEL公司的2KB 字节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10μA(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。AT24C02芯片引脚配置如图3.4所示。

图3.4 AT24C02引脚配置图

AT24C02芯片DIP封装，共有8个引脚，其中：
A2～A0 地址引脚；
SDA、SCL I2C总线接口；
WP写保护引脚，WP接VSS时，禁止写入高位地址，WP接VDD时，允许写入任何地址
VCC 电源端
GND 接地端

图3.5 掉电存储电路图

图中由于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（移位脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机传送数据。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。
第3.3节 时钟电路单元

MCS-51单片机的各功能部件都是以时钟控制信号为基准，内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序执行指令进行工作，单片机本身如同一个复杂的同步时序电路，为了保证其各个部分同步工作，电路要在唯一的时钟信号控制下，严格地按照时序进行工作。其实只需在时钟引脚连接上外围的定时控制元件，就可以构成一个稳定的自激振荡器。为更好地保证振荡器稳定可靠地工作，谐振器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。
本设计中使用的振荡电路，由12MHZ晶体振荡器和两个约30PF的电容组成，在XTAL1和XTAL2两端跨接晶体，电容的大小不会影响振荡频率的高低。在整个系统中为系统各个部分提供基准频率，以防因其工作频率不稳定而造成相关设备的工作频率不稳定，晶振可以在电路中产生振荡电流，发出时钟信号。如图3.6所示。

图3.6 时钟电路图

第3.4节 复位电路单元设计

单片机的复位是由外部的复位电路实现的, 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。除了上电复位外还需要按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经电阻与电源VCC接通而实现的。单片机的复位速度比外围I/O接口电路快为能够保证系统可靠的复位，在初始化程序中应安排一定的复位延迟时间[9]。
第3.5节 数据显示单元电路

3.5.1 LED数码显示管
LED（Light Emitling Diode）是发光二极管的缩写。LED显示器是由发光二极管显示字段的单片机输出设备(图3.7)。多数的应用系统,都要配输入和输出外设,LED显示器和LCD显示器,虽然LCD显示效果比较好,已经成为了一种发展趋势,但为了节约成本,我们选用了LED显示器（图3.8）。
在单片机应用系统中，显示器显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小、编程简单，便于监视和控制但是占用接口线多，硬件电路复杂，成本高。而所谓的动态显示就是利用单片机依次输出每一位数码管的段选码和对应于该位数码管的位选控制信号，一位一位轮流点亮各段数码管。静态显示虽然亮度较高，接口编程容易，但是每位的段码线分别与一个8位的锁存器输出相连。占用的I/O口线比较多，在显示位数较多的情况下，一般都采用动态显示方式。利用动态显示的方法，由于LED显示器的余辉和人眼的视觉暂留现象，只要每位显示的时间间隔足够短，就仍能感觉到所有的数码管都在显示。为了简化硬件，通常将所有位的段码线相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，在同一时刻，只让一位选通，如此循环，就可以使各位显示出将要显示的字符。

图3.7 LED数码管 图3.8 集成数码管

LED数码有共阳和共阴两种，把这些LED发光二极管的正极接到一块（一般是拼成一个8字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳的，相反的，就叫共阴的，那么应用时这个脚就分别的接VCC和GND。再把多个这样的8字装在一起就成了多位的数码管了。在本设计仿真中使用的是8个一组的共阴8段数码管（图3.8）。
共阴极结构：如果所有的发光二极管的阴极接在一起，称为共阴极结构，如图3.9(a)所示。
共阳极结构：如果所有的发光二极管的阳极接在一起，称为共阳极结构，如图3.9(b)所示。

(a)共阴极结构 (b)共阳极结构
图3.9 数码显示管的结构

由于所有八位段选都由单片机的RXD和TXD控制，因此，在每一瞬时，八位LED只有一个亮。要想每位显示不同的字符，就必须使RXD和TXD连续输出点亮各位LED，既在第一个被点亮后，下一个要显示数据来到后，该位就自动转到下一位数码管显示，如此轮流，使每位分时显示该位应显示的字符。段选码，位选码每送一次后延时1ms，因人眼的视觉暂留时间为0.1s（100ms）所以每位显示的时间间隔不能超过20ms，并保持延时一段时间，以造成视觉暂留效果，给人看上去每位数码管总在亮。
由于设计要求有时间(2)、路程(2)、总金额(4)显示输出，采用8 位LED数码管的显示，如图3.10和3.11所示。

图3.10 数码管的计价显示

图3.11 数码管的单价显示

在显示电路里采用串中显示的方式，74LS164是一个串行输入，并行输出移位寄存器，并带有清除端。从单片机串口RXD输出的信号先送到最左边74LS164的串行输入端（AB）,由于移位脉冲的作用，使数据向右移，达到显示的目的。移位寄存器74LS164还兼作数码管的驱动。电路中的三个整流管D1～D3的作用是降低数码管的工作电压，增加其使用寿命。本设计中以八个二极管代替74LS164使用，具有放大电流，保护电路的作用。具体电路如图3.12所示。

图3.12 显示器原理图

3.5.2 LED显示灯
LED显示灯，电气反应时间快，低耗电量。不需传统反射镜，体积小，灯具造型多变。本设计采用两个LED显示灯，进行切换。通过电路连接，变亮来显示部分操作。电路中两个上拉电阻起到保护电路的作用。基本电路显示原理如图3.13。

图3.13 LED显示原理图

第3.6节 键盘控制电路

键盘采用六个独立按键，接在AT89S51的P1和P3口，如图所示。通电时用软件将P1或P3口置1，当有键按下时，相对应的接口被置0[10]。

图3.14 键盘电路

（1）S1按键的功能
S1按键能控制整个电路运行功能；点击S1电路进行开始计费和暂停。
（2）S2按键的功能
S2键具有切换白天和晚上不同计价的功能，在按下S2按键之后，进入白天记价页面，同时LED1点亮显示白天计价，数码管显示白天的起步价钱，为三公里内7元；按下S2，则进行晚上计价，LED2点亮显示晚上计价，数码管显示晚上的起步价钱，为三公里内10元。
（3）S3按键的功能
S3是清零键复位键，按下S3出租车计价器从零开始计费。
（4）S4按键的功能
S4是调整单价的功能键，按下S4数码显示管显示当时单价，再按下S5,S6进行单价调整。
（5）S5按键的功能
按下S5对单价进行向上调整。
（6）S6按键的功能
按下S5对单价进行向下调整。

第4章 系统软件设计

第4.1节 主程序的设计

本系统的软件设计主要可分为主程序模块、定时计数中断程序、里程计数中断服务程序、中途等待中断服务程序、显示子程序服务程序、键盘服务程序六大模块。
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、中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。另外，在主程序模块中还需要设置启动/清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器，并对它们进行初始化。然后，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。
当按下S1时，就启动计价，将根据里程寄存器中的内容计算和判断出行驶里程是否已超过起价公里数。若已超过，则根据里程值、每公里的单价数和起价数来计算出当前的累计价格，并将结果存于价格寄存器中，然后将时间和当前累计价格送显示电路显示出来。当到达目的地的时候，由于霍尔开关没有送来脉冲信号，就停止计价，显示当前所应该付的金额和对应的里程，到下次启动计价时，手动对显示清零，并重新进行初始化过程[11]。

是
否始
是
否始
是
按下S5加价
按下S6减价
启动计价器
S1按下？
按下S3
默认晚上单价

开始
初始化数据
默认白天单价
S2按下？
否始
S4按下？
里程中断？
计价显示
时间+1
总金额+1

图4.1 程序流程图

程序代码：
//*********************************************************
// 主程序
//*********************************************************
void main(void)
{
delay(500);// 实物把此屏蔽
initc02();
write_add(1,40);
delay15);
write_add(2,50);
delay(15);
danjia_1=read_add(1);
delay(5);
danjia_2=read_add(2);
danjia=danjia_1;
inttime();
led1=1;led2=0;
while(1)
{ key();
if(flang==1)
{display1();}
else
{zhuanhuan();
timetoseg(fenshi,fenge,lichengshi,lichengge,jingerbai,jingershi,jingerge,jingershifen); //扫描各位 }
}
}

第4.2节 定时中断服务程序设计

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。其程序流程如图4.2所示[12]。
是
数据送显示缓冲单元
调用显示子程序
否
开始
保护现场
重置计数初值
中断10次？
恢复现场
并中断返回

图4.2 定时中断服务程序

程序代码：
//************
// 定时中断初始化（OPTION_REG)
//*********************************************************
void inttime(void)
{ TMOD=0x11;//工作模式设置
EA=1;
TR0=1;
ET0=1;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
TR1=0;
ET1=1;
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
EX0=0;//开外部中断0
PX0=1;// 外部中断0高优先级
IT0=1;//触发模式0= 电平 1=边沿触发
}
第4.3节 中途等待中断服务程序设计

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，就对当前金额加上中途等待的单价，以后每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。
第4.4节 里程计数中断服务程序设计

每当霍尔传感器输出一个低电平信号就使单片机中断一次，当里程计数器对里程脉冲计满1000 次时，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[13]。
第4.5节 显示子程序服务程序设计

由于是分屏显示数据，所以就要用到4 个显示子程序，分别是：金额显示子程序、路程显示子程序、中途等待显示子程序、单价调节子程序。
第4.6节 键盘服务程序设计

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，一旦有按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。
程序代码：
void key() //按键扫描函数
{ if(shezhi==0);