基于Proteus的单片机出租车计价器的设计

随着单片机性能不断提高而价格却不断下降, 单片机控制
在越来越多的领域得以应用。按照传统的模式, 在整个项目开发
过程中, 先根据控制系统要求设计原理图, PCB 电路图绘制, 电
路板制作, 元器件的焊接, 然后进行软件编程, 通过仿真器对系
统硬件和软件调试, 最后将调试成功的程序固化到单片机中。这
一过程中的主要问题是, 应用程序需要在硬件完成的情况下才
能进行调试。虽然有的软件可以进行模拟调试, 但是对于一些复
杂的程序如人机交互程序, 在没有硬件的时候, 没有界面的真实
感, 给调试带来困难。在软硬件的配合中如需要修改硬件, 要重
新制板, 在时间和投入上带来很大的麻烦。纵观整个过程, 无论
是从硬件成本上, 还是从调试周期上, 传统开发模式的效率有待
提高。能否只使用一种开发工具兼顾仿真, 调试, 制板, 以及最大
限度的软件模拟来作为单片机的开发平台, 用它取代编程器、仿
真器、成品前的硬件测试等工作是广大单片机开发者的梦想。

PROTEUS 软件介绍
为了更加直观具体地说明Proteus 软件的实用价值, 本文
以一具体的TAXI 的计价器和计时器电路板的设计过程为例。
其电路板要实现的功能是:㈠计时功能(相当于时钟);㈡里程计
价功能:两公里以内价格为4 元, 以后每一公里加0.7 元, 不足
一公里取整(如10.3 公里取11 公里);㈢通过键盘输入里程, 模
拟计算里程费, 实现Y= (X- 2)*0.7+4 的简单计算。基于上述功
能, 选用ATMEL 公司生产的通用芯片AT89C51 单片机构成应
用系统。AT89C51 是内含8 位4K 程序存储器, 128B 数据存
储器, 2 个定时器/计数器的通用芯片。系统开发环境采用Proteus
ISIS 6。
2.1 计价器模拟系统硬件构成
系统主要由一个AT89C51 单片机、74LS373、74LS240、矩阵
键盘、4 位7 段数码管等组成。通用AT89C51 单片机芯片作为
整个电路的核心部分、74LS373 作为LED 段选控制、74LS240
四路反相器则为4 位共阴极7 段数码管提供位选通信号、矩阵
键盘输入控制信号。