2.3 系统总体设计框图
该系统总体设计框图如图2-1所示:
图2-1 系统整体设计框图
3 出租车计价器的硬件系统设计
3.1 电源电路设计
电源是电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响着电子设备的可靠性,而且电子设备的故障60%来自电源,因此作为电子设备的基础元件,电源受到越来越多的重视。系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项极其重要的工作,它对整个单片机系统能否正常运行起着至关重要的作用。电源设计应该同时考虑功率、电平及抗干扰等问题。电源功率必须能满足整个系统的需要。
从220V交流电转换到系统可用的直流电压要经过降压、整流、滤波和稳压四个过程。降压是通过变压器将220V交流电降压成低压的交流电,整流就是把交流电变成脉动的直流电的过程,整流的基本器件是二极管,利用二极管的单向导电性即可把交流电转换成脉动的直流电,滤波是为了降低输出电压的脉动成分,得到较为平滑的直流电源,常有的滤波电路有电容滤波、RC(LC)∏型的滤波形式。电容是一个能储存电荷的元件。有了电荷,两极板之间就有电压UC=Q/C。在电容量不变时,要改变两端电压就必须改变两端电荷,而电荷改变的速度,取决于充放电时间常数。时间常数越大,电荷改变得越慢,则电压变化也越慢,即交流分量越小,也就“滤除”了交流分量,经过滤波后,输出电压的纹波减小,直流成分得到提高,本系统中要用到+5V电压,因此电源提供+5V电压的输出。系统对电源的波纹有较高的要求,因此为使各个模块能够稳定而正常地工作,故选用变压器加稳压芯片的电源电路,电源电路如图3-1所示:
图3-1 电源电路设计
3.2 单片机极其最小系统设计
AT89C52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及AT89C52引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89C52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89C52具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。 此外,AT89C52设计和配置了振荡频率可为30Hz并可通过软件设置省电模式。单片机在空闲模式下时,CPU可以暂时停止工作,其他RAM、定时器和计数器等可以继续工作,节省很大的能源消耗,当单片机在掉电模式下时,单片机停止振荡器的工作,保存好RAM中的数据,直到由外部中断激活或者硬件复位时才能工作。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。单片机最小系统由主控器AT89C52、时钟电路和复位电路三部分组成。单片机AT89C52作为核心控制器控制着整个系统的工作,而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号,复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作,单片机最小系统如图3-2所示:
图3-2 单片机极其最小系统
3.3 液晶显示电路设计
3.3.1 液晶显示屏LCD1602介绍
为了便于人的操作,需要一个良好的人机交互界面,考虑到成本和效果,采用LCD1602作为系统的显示设备,主要用来显示时间、里程、总费用等,1602型LCD的接口信号说明如表3-1所示。
1602型LCD主要技术参数:
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