基于單片機的電子遙控車位鎖設(shè)計報告

1、單片機原理及應用期末課程設(shè)計基于單片機的電子遙控車位鎖 單片機原理及應用期末課程設(shè)計 題 目： 基于單片機的電子遙控車位鎖 目 錄 第1節(jié) 引言31.1 電子遙控車位鎖概述31.2 本設(shè)計任務和功能3第2節(jié) 電子車位鎖的主要硬件電路設(shè)計42.1 系統(tǒng)組成框圖42.2 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能42.2.1無線發(fā)射與接收4 2.2.2車位鎖的控制62.3 led顯示電路72.4 報警電路82.5 at89c51單片機及其引腳說明8第3節(jié) 電子車位鎖的系統(tǒng)軟件設(shè)計11 3.1 解鎖程序設(shè)計123.2 報警程序設(shè)計133.3 led顯示程序設(shè)計14第4節(jié) 結(jié)束語16參考文獻17基于單片機的電子遙控車位鎖第

2、1節(jié) 引 言隨著人們生活水平的提高和汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車已經(jīng)走進了千家萬戶。在當今汽車數(shù)量的日益增加，除了給我們的生活帶來了意想不到的方便與快捷之外，同時也產(chǎn)生了令人頭痛的問題停車難，亂停車，不僅給自己與他人帶來麻煩，也在一定程度上擾亂社會秩序，成了一個普遍且急需解決的社會問題。特別是在某些城市中，車位價格不菲，使得如何合理的管理停車秩序，保護好自己的車位以免被他人占用，造成不必要的糾紛，設(shè)計了基于單片機的電子遙控鎖。相較于傳統(tǒng)的機械手動式車位鎖，需要在汽車進出停車位時下車把鎖的撐桿放下或撐起，遇到惡劣天氣就更加費時費力。此電子遙控鎖較好的解決了這一問題，通過紅外技術(shù)與單片機的相結(jié)合，駕駛

3、員可以在車能遙控車鎖的升降，避免了上下車，具有隱蔽性強，保密性強，可靠度強的特點，使用簡單方便，具有實際意義。 1.1 電子遙控車位鎖概述在當今汽車的擁有率越來越高，快節(jié)奏的生活狀態(tài)中，切實解決停車難的問題，合理使用有限空間，維護社會秩序，提高生活品質(zhì)，用信息技術(shù)解決生活中的事不僅是可能的也是必須的。本電子遙控車位鎖有快捷，方便，安全的特性，用戶只需輕點遙控器，就可以控制車位器的開關(guān)，可代替機械手動車位鎖，改善了原先需要車主上下車開關(guān)鎖的不便，還可以防止車位被隨意占用，誤用，公共環(huán)境秩序被擾亂。在停車完畢后更可以用以防盜之用。智能電子車位鎖是一臺完整的的自動化機械設(shè)備，具備有：控制系統(tǒng)，驅(qū)動系

4、統(tǒng)，led顯示，電源等。在本次設(shè)計中首先要解決控制信號的準確無誤的發(fā)送與接收及反應。還要重點考慮車位鎖的體積問題和電源使用壽命問題，降低功耗，降低待機電流。1.2 本設(shè)計任務和功能本論文主要研究基于單片機的電子遙控車位鎖，分別對電子鎖各部分的關(guān)系，控制技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)備的軟、硬件各個部分進行了研究。主要內(nèi)容如下： 根據(jù)at89c51單片機的特點，進行系統(tǒng)的整體研究與設(shè)計。 led顯示控制信號是否成功發(fā)送。 當開鎖動作超過低于設(shè)定的最低值時，系統(tǒng)可自動報警。第2節(jié) 電子車位鎖的主要硬件設(shè)計2.1 系統(tǒng)組成框圖電動機單片機濾波調(diào)解紅外接收紅外發(fā)射調(diào)制放大集成芯片按鍵繼電接觸器蜂鳴器led圖2-1 電子

5、車位鎖的系統(tǒng)原理框圖2.2 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能本次設(shè)計的遙控車位鎖主要由發(fā)射模塊、接收模塊和控制模塊三部分構(gòu)成。發(fā)射模塊由按鍵、信號產(chǎn)生電路、調(diào)制、電路驅(qū)動電路及紅外發(fā)射器組成，其功能是發(fā)射車輛身份信息；接收模塊由紅外接收器、放大電路、解調(diào)整形電路組成，它負責將紅外信號轉(zhuǎn)換成電信號送入單片機；控制電路主要由單片機、繼電接觸器、報警電路等組成；單片機負責對接收的鍵碼進行識別，并控制車位鎖的上升下降。2.2.1無線發(fā)射與接收pt2262/2272是一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的紅外遙控發(fā)射/接收芯片。其中發(fā)射芯片pt2262將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡潔。pt226

6、2的發(fā)射電路如圖2-2所示，圖中a0a7為地址端，可預設(shè)其狀態(tài)，與單片機連接后由單片機y0口設(shè)置，a8a11為數(shù)據(jù)端，按下相應的按鈕后，pt2262就在第 1 7腳輸出一串行編碼脈沖，pt2262發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字。解碼芯片pt2272接受到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后, 腳才輸出高電平。圖2-3是以pt2272構(gòu)成的接收電路，該電路包括了選頻網(wǎng)絡、放大、整形等電路。輸入信號經(jīng)天線接收后，經(jīng) q1、q2構(gòu)成的放大電路對信號進行放大，后經(jīng) l2 、c7構(gòu)成選頻網(wǎng)絡選出所需信號，經(jīng)lm3 5 8進行放大后，把足夠強的信號送到pt2272進行解碼， 從lo

7、13腳輸出所需的電信號，再經(jīng)一級放大后，控制繼電器工作， 從而達到控制電機的目的。 圖2-2 pt2262發(fā)射電路圖2-3 pt2272接收電路2.2.2車位鎖的控制車位鎖控制模塊主要由主控單元at89c51報警電路、繼電器驅(qū)動部分組成。控部分采用的是單片機 at89c51,它在程序的控制下，接收用戶通過遙控器輸入的鍵值，并進行判斷運算，然后根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出控制指令，來控制繼電接觸器的動作，進而控制電動機的運行，使車位鎖上升或下降。其控制電路總體框圖如圖2-4所示，圖2-5是單片機控制繼電器輸出的電路。 電壓檢測電源at89c51電機控制解碼電路上限位電流檢測下限位led報警輸出壓力傳感器圖2

8、-4 車位鎖控制電路總體框圖圖2-5 單片機控制繼電器輸出電路2.3 led顯示電路系統(tǒng)使用具有具有線路簡單、耗電少、成本低、壽命長等優(yōu)點的led燈來提示控制信號的發(fā)射。使用單片機單按鍵控制led發(fā)光的程序，就是用一個與p3_0引腳連接的按鍵控制p2_0相連led的亮和滅兩種狀態(tài)。按一次按鍵燈亮，再按一次按鍵燈滅。圖2-6 led引腳圖2.4 報警電路為了在某些緊急狀態(tài)或反常狀態(tài)下，能使使用者不致忽視，以便及時處理，往往需要有某種更能引起人們注意提起警覺的報警信號產(chǎn)生，這種報警信號通常有三種類型:閃光報警、鳴音報警、語音報警，本系統(tǒng)采用簡單易行的聲光報警電路。報警設(shè)備選用壓電式蜂鳴器，它約需要

9、10ma的驅(qū)動電流，只需在其兩條引線上加3一15v的直流電壓，即可產(chǎn)生3khz左右的蜂鳴聲音，蜂鳴器的一端接在高電平+sv，另一端接pl.0，在初態(tài)pl.0始終輸出高電平1，當需要報警時，程序?qū)ζ涠丝谇辶慵纯?，聲音的長短可用延時程序控制實現(xiàn)。2.5 at89c51單片機及其引腳說明at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與

10、工業(yè)標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器。主要特性： 與mcs-51 兼容 4k字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：10年 全靜態(tài)工作：0hz-24mhz 三級程序存儲器鎖定 1288位內(nèi)部ram 32可編程i/o線 兩個16位定時器/計數(shù)器 5個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路管腳說明： vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當p1口的管腳第一次寫1時，被定義為

11、高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時，p0 口作為原碼輸入口，當fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流，當p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并

12、因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 p3口：p3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3口也可作為at89c51的一些特殊功能

13、口，如下表所示： p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷0） p3.3 /int1（外部中斷1） p3.4 t0（記時器0外部輸入） p3.5 t1（記時器1外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） p3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 rst：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。 ale/prog：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ale端以不變的頻率周

14、期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。 /psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/psen信號將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當/ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否

15、有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當/ea端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。 圖2-7 at89c51芯片圖第3節(jié) 電子車位鎖的系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)平時處于待機狀態(tài)，當車輛駛近車位時，車主按下遙控器的解鎖按鈕，接收電路立即對接收到的信號進行解碼，并將解碼結(jié)果送入單片機，單片機對接收到的解碼信號進行分析比較。如果該信號與存儲器中已經(jīng)保存的身份碼相符，則說明是合法車輛，單片機則控制電動機將車位鎖降下，待下降到位

16、后，發(fā)出聲音信號，車主聽到聲音后，將車輛駛?cè)胲囄?，并在離開時升起車位鎖，起到防盜作用。在電機工作的過程中，程序不斷的對電機電流進行監(jiān)測，如果電流過大，則對電機進行過流保護。如果車主在停車完畢離開車位后，忘記升起車位鎖，則車位鎖在十五分鐘后自動升起。在停車位上裝有壓力傳感器，如果汽車離開停車位時未降下車位鎖，則車位鎖發(fā)出聲音報警，該報警信號如果在一分鐘內(nèi)沒有得到響應，則會延伸到停車場管理處。主程序流程圖如3-1所示。開始初始化 解鎖子程序上鎖子程序結(jié)束 圖3-1 車位鎖控制電路總體框圖3.1 解鎖程序設(shè)計unsigned long decode(void) /無線解碼 unsigned long

17、 data; / 記錄數(shù)據(jù) unsigned char count,i; / 暫時計數(shù) data=0; for(count=0;count24;count+) /開始收集 i=0;/寬度計數(shù) while(pinc&(1192)goto end;/限時解碼data*=2;/數(shù)據(jù)左移if(ii)&(i24)goto end;/電平合法data+=0; /記低電平elseif(!(168i)&(i72)goto end;/電平合法data+=1;/記高點平開始初始化有壓力信號？是否有解鎖信號？ n n解鎖信號合法？ n y y 啟動定時發(fā)出警報 y電機啟動車位鎖開一分鐘是否響應?下限制？ y一分鐘？

18、n n y n報警電機停檢故障報警返回y 圖3-2 解鎖程序流程圖3.2 報警程序設(shè)計flag bit 00h org 00h start: jb p1.7,start jnb flag,next mov r2,#200 dv: cpl p1.0 lcall dely500 lcall dely500 djnz r2,dv cpl flag next: mov r2,#200 dv1: cpl p1.0 lcall dely500 djnz r2,dv1 cpl flag sjmp start dely500: mov r7,#250 loop: nop djnz r7,loop ret en

19、d 3.3 led顯示程序設(shè)計#include at89c51 void main(void) / 主程序 bit mark; /定義位變量unsigned int n; /定義循環(huán)變量while(1) /無限循環(huán) if (p3_0=0) /如果按鍵按下 for(n=0;n1000;n+); /延時一段時間，等待按鍵完全按下mark=mark; /翻轉(zhuǎn)標記while(!p3_0) /等待按鍵彈起for(n=0;n1000;n+); /等待按鍵完全彈起 p2_0=mark; /點亮或是關(guān)滅led燈 while(1) /無限循環(huán) if(ldelay=1 ) /若是時間溢出標記為1，處理如下語句 l

20、delay=0; /清除時間溢出標記p2=ledpledi; /讀出一個表格值送到p2口ledi+; /指向下一個表格值if(ledi=4) ledi=0; /到了最后一個燈就換到第一個sp-; /速度級別減1if (sp=3) /如果速度級別減到3sp=23; / 恢復速度最慢的級別23 timer0() interrupt 1 /定時器0中斷服務程序 static unsigned int kk; /定義靜態(tài)局部變量kk+; /每次中斷服務，kk加1if(kk=(100*sp) /最少次數(shù)為100*sp=300，時間為300次*0.25ms /最多次數(shù)為2300次，時間為2300次*0.2

21、5ms /如果kk=(100*sp)，執(zhí)行如下語句 kk=0;ldelay=1; /當kk值與100*sp值相等，將ldelay標記置 1，則處理燈亮與顯示速度 結(jié) 束 語我是在本學期第一次接觸到單片機這一內(nèi)容的，老師也在課堂上常常給我們舉一些單片機實際應用的例子和補充最新的知識，可是由于因為沒有親自動手過，對單片機還是感覺有些陌生。所以在剛開始做期末課程設(shè)計時，感覺到非常迷茫，無從下手，花費了大量的時間在選題上。但是也就是在這個過程中，我深切的體會到了單片機的神通廣大。發(fā)現(xiàn)它真的與我們的日常生活緊密的聯(lián)系在了一起。它真正的在農(nóng)業(yè)，工業(yè)，商業(yè)等各個方面改變并方便著我們的生活。然后，我根據(jù)目前社

22、會上越來越多的車輛所造成的“停車難”問題，結(jié)合參考了世面上已有的電子車位鎖，利用單片機at89c51，pt2262/2272為核心部件，設(shè)計出了基于單片機的電子遙控車位鎖。該系統(tǒng)完成了對信號的發(fā)射、接收、控制、顯示等功能;利用c語言和匯編語言編制,該系統(tǒng)的主要特點是它不僅保留了已有車位鎖的優(yōu)點，還擁有了新的實用性功能。具體有如下功能：適用性強，用戶只需簡單的按動按鍵就可運行車鎖，完成一系列的操作，省時省力，方便快捷；運用了紅外線技術(shù)，操作控制更加精準安全；具有報警功能，提醒用戶安全使用，方便工作人員管理；系統(tǒng)成本低廉，可擴展性強，只需稍加改變，即可增加其他使用功能。由于是第一次做單片機設(shè)計，在實際過程中難免會遇到各種各樣的問題。如對以前所學過的知識理解得不夠深刻，導致在選用什么芯片實現(xiàn)功能時就困在那里。當然在完成這次任務后，我也得出了自己的經(jīng)驗，要做好一個課程設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪