衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王素芹

一、設(shè)計方案

（一）主控電路的設(shè)計

利用單片機豐富的 I/O端口和其本身控制的靈活性，可以實現(xiàn)基本的里程計價功能和價格調(diào)整、時鐘顯示等功能。

（二）掉電保護

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

（三）顯示設(shè)計

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

二、各單元電路設(shè)計

（一）里程計算、計價單元的設(shè)計

里程計算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器檢測到的脈沖信號，送到單片機產(chǎn)生中斷，單片機再根據(jù)程序設(shè)定，計算出里程。

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），其輸出的信號符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機的IO 端口上，而且其最高檢測頻率可達到1MHZ。

在霍爾電勢發(fā)生器的兩端加上電壓VCC后，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場中時，霍爾傳感器的輸出端輸出低電平。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動一圈時小磁鐵提供一個磁場，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)就檢測并輸出信號，引起單片機的中斷，對脈沖計數(shù)。通過計算將脈沖增加體現(xiàn)在金額和里程上。

（二）掉電存儲單元電路

當(dāng)主電源低于1OV時單片機就要采取掉電保護措施，我們采用看門狗電路MAX813L對電源電壓進行監(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連接單片機的外部中斷P3.2口，當(dāng)PFO從高電平跳變到低電平時觸發(fā)中斷進行數(shù)據(jù)保護，數(shù)據(jù)保護采用的是時鐘芯片DS13O2，該芯片內(nèi)部有32個寄存器可以對數(shù)據(jù)進行讀和寫以及時鐘的設(shè)置，所以當(dāng)?shù)綦姇r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功能。如圖1所示。

（三）按鍵電路

按鍵設(shè)計了一個功能鍵，能夠選擇時，分，單價，配合上調(diào)和下調(diào)，對時間，單價調(diào)整。設(shè)一個“計價”鍵，當(dāng)乘客上車后，出租車開始計價，設(shè)一個“清零”鍵，乘客下車后，里程，總價清零，設(shè)一個“打印”鍵，當(dāng)乘客到站付錢后，打印基本收費信息。共六個按鍵。各鍵盤設(shè)置的功能如圖2所示。

按下對應(yīng)按鍵時調(diào)用對應(yīng)的程序執(zhí)行功能，其中計價按鍵含一個有乘客指示燈，清零按鍵還包含一個空車指示燈進行輔助顯示。

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，且程序簡單。LED顯示器與單片機的接口一般有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。LED采用靜態(tài)顯示與單片機接口時，共陰極或共陽極點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，電路比較復(fù)雜，需要的接口芯片較多，成本也較高。動態(tài)LED顯示接口由于各個數(shù)碼管共用同一個段碼輸出口，分時輪流通電的，從而大大簡化了硬件線路，降低了成本。此次設(shè)計用動態(tài)顯示位選用74LS138驅(qū)動，138輸出低電平，所以選用共陰極數(shù)碼管。LED顯示器中每個發(fā)光二極管要通過5毫安-2O毫安的電流才能達到正常亮度。

在本設(shè)計中，LED的主要功能就是把北京時間和乘客坐出租車的單價、路程和費用顯示出來，給乘客帶來方便。

[1]曹巧媛.單片機原理及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2002.

[2]李朝青.單片機原理與接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,1999.

[3]陳啟美.微機原理、外設(shè)接口[M].清華大學(xué)出版社,2002(第1版).

[4]何小艇.電子系統(tǒng)設(shè)計[M].浙江大學(xué)出版社,1998.