在此类基础上,首先确认了51单片机在设计中的地位,电路简单、灵活多变是它的特色。在以它为主芯片的基础上,选取了霍尔传感器来完成对系统要求的测距,实现出租车的计程功能;其次在对于掉电保存方面,选用了AT24C02存储芯片;另外输出方面运用了LCD128*64显示屏,可以很全面的显示计费器整体的显示要求。利用Proteus硬件仿真软件将这些元器件加以仿真,组成整体仿真图;最后在软件设计方面使用Keil C51完成对软件源程序的编制并加以调试,结合Proteus硬件仿真软件仿真和调试整体设计。
2 主要元器件
2.1 主芯片AT89C51的硬件资源
2.1.1 单片机的概念
单片机(microcontroller,又称微控制器)是在一整块芯片上集成了各种元器件的微型计算机。这些部件包括CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
a. 89C51单片机的结构特点有以下几点:
8位CPU;
片内振荡器及时钟电路;
32根I/O线;
ROM和RAM,寻址范围【64KB】;
两个16位的定时器/计数器;
5个中断源,2个中断优先级;
全双工串行口;
布尔处理器;
b. 定时器/计数器
51单片机具有16个可编定时器/计数器,记作T0口和T1口。它们都有16个触发器,最大的计数模式的价值是2-1。这也意着它们的工作是由该命令设置的。有时当作计数器被使用,有时被使用成定时器。在计数(定时器)的范围内,可以设置指令集来控制。这种控制功能是由定时器控制模式TMOD完成登记。
如果需要,定时器可以应用到中央处理器时,指定的时间值是设置,和定时器可以完成在一定的定时控制功能。在计数状态也可以申请相同的中断。定时器控制登记TCON用来负责启动、停止和中断管理的定时器。
在时钟的定时,时钟是由单片机提供的,即在12分钟后系统时钟作为计时器。技术工作时,时钟脉冲输入由T0和T1。
c. 中断系统
51单片机由五个独立的中断源组成的中断系统。分别是两个外部中断的应用,两个定时/计数器中断和一个串口中断。
其中外部中断应用程序通过INT1口(即P3.2和P3.3)输入,输入方式有两种,可以是电平触发(低电平有效),也可以下降沿有效。当定时器溢出到中央处理器时,定时器中断请求是,当定时器从状态1变为零。第五个中断请求是由串口发送,每个串口发送数据或接收数据,可以提出中断请求。
2.1.2 89C51引脚图图2:89C51 引脚图
VCC:接+5V电源。
GND:接地。
P0口有二个功能:
【1】作为外部扩展存储器时,是数据/地址总线。
【2】外部不扩展时,做为一般的I/O使用。但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口:P1口内部有双向I/O端口的上拉电阻,做I/O口使用,由于内部上拉的缘故可用作输入。
P2口:P2口有两个功能:
【1】扩展外部存储器时,当作地址总线使用。
【2】做一般I/O口使用时,其内部有上拉电阻。
在编程和校验时,P2端口接收高8位地址信号和控制信号。
P3口:除了作为I/O使用外(其内部有上拉电阻),还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置。P3端口引脚是一个双向I/O端口的内部上拉电阻,可以得到4个TTL门电流。