基于單片機的停車場計數(shù)系統(tǒng)設(shè)計

1、 基于單片機的停車場計數(shù)系統(tǒng)設(shè)計前言2第1章 理論分析及總體方案3第1.1節(jié) 方案比較3第1.2節(jié) 總體設(shè)計方案4第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計6第2.1節(jié) 控制電路設(shè)計6第2.2節(jié) 對射紅外檢測電路設(shè)計11第2.3節(jié) 液晶顯示電路設(shè)計13第2.4節(jié) 繼電器開關(guān)電路與報警電路的設(shè)計15第2.5節(jié) 按鍵電路設(shè)計17第3章 系統(tǒng)的程序設(shè)計18第3.1節(jié) 主程序設(shè)計18第3.2節(jié) 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計19第3.3節(jié) 液晶顯示程序設(shè)計20第4章 系統(tǒng)測試22第4.1節(jié) 系統(tǒng)的硬件調(diào)試22第4.2節(jié) 系統(tǒng)的軟件調(diào)試22第4.3節(jié) 測試及結(jié)果22結(jié)論23參考文獻23致謝24附錄24附錄1：原理圖及實物照片說明25

2、附錄2：部分源程序25- ii - 基于單片機的停車場計數(shù)系統(tǒng)設(shè)計摘 要以STC89C52單片機為核心，利用紅外對射式傳感器電路作為信號的輸入模塊，設(shè)計了一個基于單片機的停車場計數(shù)系統(tǒng)。對射式光電傳感器由發(fā)射器和接收器組成，當(dāng)有物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間阻斷光線時，形成電平信號，經(jīng)過放大、整流并送入單片機控制模塊進行控制計數(shù)。通過液晶顯示電路、繼電器電路和蜂鳴器電路構(gòu)成系統(tǒng)的輸出模塊，實現(xiàn)了對停車場內(nèi)汽車數(shù)量的計數(shù)、顯示、停車場進出門以及報警的控制。【關(guān)鍵詞】：單片機；紅外對射式傳感器；繼電器；液晶顯示 Abstract In this paper, the STC89C52 microcon

3、troller as the core of the control circuit, the signal output module is used infrared photoelectric couple, designed a parking lot counting system that based on a microcontroller. Infrared photoelectric couple by the transmitter and the receiver is composed of two parts. When an object through the t

4、ransmitter and the receiver will break the light beams, and produce level signal, amplified, rectified and finally put into microcontroller to control counting. Via Liquid Crystal Display circuit, relay circuit and buzzer circuit form the output module. So this system achieves counting of cars, disp

5、lay, alarm and the controller of pulling or pushing the door in the parking lot.Key words: microcontroller; infrared photoelectric couple; relay; Liquid Crystal Display;前言在當(dāng)今社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的格局下，越來越多的廠家采用流水線技術(shù)進行產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)，而怎樣對其線上的產(chǎn)品進行實時的、有效率的、精確的計數(shù)成為廣大生產(chǎn)廠家十分關(guān)注的問題。而基于單片機為核心控制的計數(shù)器有著能夠?qū)崟r，精確，可靠，穩(wěn)定等計數(shù)優(yōu)點已成為廣大廠家的首選自動計

6、數(shù)的裝置。當(dāng)今，單片微型計算機技術(shù)迅速發(fā)展，基于單片機技術(shù)開發(fā)的計數(shù)設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，單片機技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進了生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，企業(yè)迫切需要大量熟練掌握單片機技術(shù)并能開發(fā)、應(yīng)用和維護管理這些智能化產(chǎn)品的高級工程技術(shù)人才。單片機以體積小、功能強、可靠性高、性能價格比高等特點，已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進步和開發(fā)機電一體化和智能化測控產(chǎn)品的重要手段。電子計數(shù)器是一種多功能的電子測量儀器，它利用電子學(xué)的方法測出一定時間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)目，并將結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來。而基于單片機的紅外線計數(shù)器能夠滿足廣大廠家的要求，它擁有實時，精確，可靠，穩(wěn)定等特點。對射式傳感器計數(shù)是一種多功能的電子測量儀

7、器。它利用對射式傳感器發(fā)射紅外線，當(dāng)有車輛阻擋紅外線，紅外線中斷并轉(zhuǎn)換為電脈沖，并由放大電路進行放大，通過單片機分析，計算出進出車輛的次數(shù)，通過液晶顯示方式顯示進出車輛數(shù)從而進行計數(shù)。隨著紅外技術(shù)的提高，用于存在狀態(tài)的傳感，位置編碼極限傳感，運動檢測和計數(shù)（如風(fēng)速儀、數(shù)控機床等）。典型應(yīng)用：光柵尺、編碼器、邦定機、壓焊機、火花機、醫(yī)療儀器、atm取款機、自動售貨機、收款機、復(fù)印機、打印機、磁帶驅(qū)動、轉(zhuǎn)球式鼠標、工業(yè)設(shè)備、膠片感測、郵件存在/分揀、料位監(jiān)控、輸送帶控制、過程控制、物料的到位監(jiān)控等。隨著傳感器的不斷改進，抗干擾能力增強，可以在許多惡劣的地方代替科研人員進行科學(xué)工作。本設(shè)計主要任務(wù)是

8、以STC89C52單片機為核心，利用紅外對射式傳感器電路作為信號的輸入模塊進行車輛計數(shù)?；趩纹瑱C構(gòu)成的車輛計數(shù)研究的主要內(nèi)容包括：如對射式傳感器的應(yīng)用以及發(fā)展、STC89C52單片機用何種方式對外部計數(shù)脈沖進行計數(shù)顯示控制、LCD顯示驅(qū)動模塊的選擇、STC89C52單片機的擴展、74LS245如何驅(qū)動繼電器與蜂鳴器工作的。主要技術(shù)指標：1.整個系統(tǒng)的抗干擾能力強2.計數(shù)范圍廣：000099993.車輛計數(shù)值精確第1章 理論分析及總體方案第1.1節(jié) 方案比較三種不同設(shè)計方案：方案一：如圖1-1所示：電源監(jiān)測、單片機保護專用芯片X25045P專用檢測芯片MCS-51控制單元AT89C2051LE

9、D顯示驅(qū)動芯片PS7219LED顯示掉電數(shù)據(jù)保護芯片HT7044A 圖1-1 紅外線計數(shù)器硬件框圖原理闡述：專業(yè)檢測芯片形成計數(shù)脈沖后送給控制單元AT89C2051單片機。通過對它片內(nèi)計數(shù)、顯示編程。PS7219是專用LED顯示驅(qū)動芯片可以同時驅(qū)動8個7段數(shù)碼管。 X2504P是一塊有電源電壓監(jiān)控、EEPROM 和看門狗定時器電路三種功能于一體的芯片，它保證了在電源接通、關(guān)斷、瞬間電源電壓不穩(wěn)時，不會造成系統(tǒng)死機、數(shù)據(jù)誤寫或誤動作，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力.HT7044A能夠保證系統(tǒng)突然掉電后保護數(shù)據(jù)。方案二：如圖1-2所示：紅外發(fā)射電路NE555紅外接收電路LM567計數(shù)顯示專用芯

10、片CL102 圖1-2 紅外線計數(shù)器硬件框圖原理闡述：通過紅外發(fā)射與接收對信號采集，使用了四合一芯片CL102計數(shù)控制顯示，它是集譯碼、驅(qū)動、鎖存、顯示一體。方案三：如圖1-3所示：紅外對射式傳感器控制單元STC89C52按鍵電路繼電器電路驅(qū)動芯片74液晶顯示電路蜂鳴器電路圖1-3 對射式紅外傳感器計數(shù)硬件框圖原理闡述：當(dāng)有通過發(fā)射器發(fā)出的光線直接進入接收器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之前阻斷光線時，并將其放大、整流形成高電平信號送入控制單元。方案一既可準確的實現(xiàn)車輛計數(shù)功能且能讓系統(tǒng)處于異常狀態(tài)和抗干擾時通過外圍專用芯片得到非常好的解決。外圍電路架設(shè)相對簡單、在市場上屬于高端計數(shù)產(chǎn)品，同

11、時它也暴露出了一個重大問題：由于成本太貴的原因此類產(chǎn)品并沒有得到普及，故雖然這個方案只有舍棄。方案二是一個簡易的產(chǎn)品自動計數(shù)器，價格低廉、計數(shù)精確。但在系統(tǒng)處于異常狀態(tài)時工作十分不穩(wěn)定、也是屬于現(xiàn)在計數(shù)市場上的淘汰產(chǎn)品。僅用于在計數(shù)要求不高的場合中，這個方案太過于簡單故不選用。 方案三便是這次畢業(yè)設(shè)計選用的方案。之所以選用主要是這個方案涉及面廣、輸出有效信號為低電平、可辨別不透明的反光物體、有效距離大、不易受干擾、高靈敏度、高解析、高亮度、低功耗、響應(yīng)時間快、使用壽命長、無鉛、應(yīng)用廣泛等特點。第1.2節(jié) 總體設(shè)計方案以STC89C52單片機為核心，利用紅外對射式傳感器電路作為信號的輸入模塊。按

12、照設(shè)計的基本要求，可分為三個模塊，即數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊由紅外對射式傳感器組成，光線中斷后將信號送給控制模塊，由單片機完成對該信號的處理，由數(shù)據(jù)顯示模塊完成信息交換。在擴展功能上，本設(shè)計增加了一個繼電器電路、按鍵電路和過載報警電路。系統(tǒng)設(shè)計框圖，如圖1-4所示：紅外對射式傳感器控制單元STC89C52按鍵電路繼電器電路驅(qū)動芯片74液晶顯示電路蜂鳴器電路圖1-4 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計第2.1節(jié) 控制電路設(shè)計2.1.1. 單片機的發(fā)展及趨勢1CPU的改進(1)增加CPU的數(shù)據(jù)總線寬度。例如，各種16位單片機和32位單片機，其數(shù)據(jù)處理能力要優(yōu)于8

13、位單片機。另外，8位單片機內(nèi)部采用16位數(shù)據(jù)總線，其數(shù)據(jù)處理能力明顯優(yōu)于一般8位單片機。(2)采用雙CPU結(jié)構(gòu)，以提高數(shù)據(jù)處理能力。2存儲器的發(fā)展(1)片內(nèi)的程序存儲器現(xiàn)在普遍采用閃速(Flash)存儲器。Flash存儲器能在+5V下讀寫，既有靜態(tài)RAM的讀寫操作簡便，又有在掉電時數(shù)據(jù)不會丟失的優(yōu)點。使用片內(nèi)Flash存儲器，單片機可不用片外擴展程序存儲器，大大簡化了其應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。(2)加大存儲容量。目前有的單片機片內(nèi)程序存儲器容量可達128 KB甚至更多。3片內(nèi)I/O的改進(1)增加并行口的驅(qū)動能力，以減少外部驅(qū)動芯片。有的單片機可以直接輸出大電流和高電壓，以便能直接驅(qū)動LED和VFD(熒

14、光顯示器)。(2)有些單片機設(shè)置了一些特殊的串行I/O功能，為構(gòu)成分布式、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)提供了方便條件。4低功耗化8位單片機產(chǎn)品已CMOS化，CMOS芯片的單片機具有功耗小的優(yōu)點，而且為了充分發(fā)揮低功耗。特點，這類單片機普遍配置有等待狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)等工作方式。在這些狀態(tài)下低電壓工作作的單片機，其消耗的電流僅在A或nA量級，非常適合于電池供電的便攜式、手持式的儀器儀表以及其他消費類電子產(chǎn)品。5外圍電路內(nèi)裝化隨著集成電路技術(shù)及工藝的不斷發(fā)展，把所需的眾多外圍電路全部裝入單片機內(nèi)，即系統(tǒng)的單片化是目前單片機發(fā)展趨勢之一。例如，美國Cygnal公司的C8051F020 8位單片機，內(nèi)部采用流水線

15、結(jié)構(gòu)，大部分指令的完成時間為1或2個時鐘周期，峰值處理能力為25MIPS。片上集成有8通道A/D、兩路D/A、兩路電壓比較器，內(nèi)置溫度傳感器、定時器、可編程數(shù)字交叉開關(guān)和64個通用I/O口、電源監(jiān)測、看門狗、多種類型的串行接口（兩個UART、SPI）等。一片芯片就是一個“測控”系統(tǒng)。綜上所述，單片機正在向多功能、高性能、高速度（時鐘達40MHz）、低電壓（2.7V即可工作）、低功耗、低價格（幾元錢）、外圍電路內(nèi)裝化以及片內(nèi)程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量不斷增大的方向發(fā)展。2.1.2. 主控芯片簡介本設(shè)計上網(wǎng)主控芯片由單片機STC89C52控制完成?；驹頌楫?dāng)對射式紅外傳感器檢測部分檢測到有車輛經(jīng)

16、過時，紅外對射傳感器被中斷即產(chǎn)生一個低電平信號，這個信號將供給單片機進行計數(shù)控制。計數(shù)控制部分是將計數(shù)脈沖送入單片機STC89C52兩個中斷入口的INT0入口，經(jīng)過單片機內(nèi)部對這個中斷信號進行計數(shù)編程。單片機的引腳圖如圖2-1所示：圖2-1 STC89C52RC引腳圖主要特性如下：1.時鐘電路STC89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時鐘電路如圖22(a) 所示，在RXD和TXD引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振

17、蕩頻率可以在1.212MHz之間選擇，電容值在530pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。外部方式的時鐘電路如圖22（b）所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘P1和P2，供單片機使用。（a）內(nèi)部方式時鐘電路 （b）外部方式時鐘電路圖22時鐘電路2.復(fù)位及復(fù)位電路（1）復(fù)位操作復(fù)位是單片機的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時

18、，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。除PC之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表2-1所示：表2-1 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H（2）復(fù)位信號及其產(chǎn)生RST引腳是復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù)24個振蕩周期(即二個機器周期)以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)

19、超過4us才能完成復(fù)位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如圖23所示：圖23復(fù)位信號的電路邏輯圖整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機器周期的S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位相按鍵手動復(fù)位兩種方式。上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖24（a）所示。這佯，只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通

20、而實現(xiàn)的，其電路如圖24（b）所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實現(xiàn)的。其電路如圖24（c）所示： （a）上電復(fù)位 （b）按鍵電平復(fù)位 （c）按鍵脈沖復(fù)位圖24復(fù)位電路上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時間大于1個機器周期。STC89C52具體介紹如下： 主電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地線外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳（4根）RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將

21、使單片機復(fù)位。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令?？删幊梯斎?輸出引腳（32根）STC89C52單片機有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個口有8位（8根引腳），共32根。PO口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位準雙向I/O口線，名稱為P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位準雙向I/O口線，名稱為P2.0P2.7

22、 P3口（Pin10Pin17）：8位準雙向I/O口線，名稱為P3.0P3.7STC89C52主要功能如表2-2所示：表2-2 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32個雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷時鐘頻率0-24MHz2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共6個中斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能2.1.3. 單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計STC89C52單片機的最小系統(tǒng)設(shè)計如圖2-5所示：圖2-5 單片機最小系統(tǒng)圖STC89C52單片機的最小系統(tǒng)由單片機、晶

23、振電路、復(fù)位電路組成。其介紹如下：（1）晶振電路為單片機提供時序使單片機能夠正常工作，在圖2-5中采用單片機內(nèi)部振蕩方式。此時，只要接上兩個電容和一個晶振即可。電容的大小影響著振蕩的穩(wěn)定性和起振的快速性，通常選擇1030pF的相等的兩個瓷片電容。（2）C3和R1構(gòu)成了復(fù)位電路。剛開始上電時時，C3瞬間相當(dāng)于短路，C3兩端保持0V電壓，VCC的電源電壓就都加在了R1上，因此在單片機9腳RST上變成了高電平，此后C3上逐漸充電，即在C3上出現(xiàn)電壓，R1上的電壓開始下降，最后單片機9腳RST上變成了低電平。在此過程中只要滿足單片機9腳RST上的高電平持續(xù)24個振蕩周期即可使單片機復(fù)位。第2.2節(jié) 對

24、射紅外檢測電路設(shè)計對射紅外檢測電路由紅外對射式傳感器完成，對射式紅外傳感器由發(fā)射器和接收器組成，其工作原理是：通過發(fā)射器發(fā)出的光線直接進入接收器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之前阻斷光線時，產(chǎn)生電平信號，通過介質(zhì)完成。對射式紅外傳感器的特點在于：可辨別不透明的反光物體，有效距離大，不易受干擾，高靈敏度，高解析，高亮度，低功耗，響應(yīng)時間快，使用壽命長，無鉛，應(yīng)用廣泛。當(dāng)接收器接通工作電壓后，發(fā)射端上的紅色電源指示二極管就會點亮。接收端上有一個紅色的輸出狀態(tài)指示LED，正常情況下接收器能持續(xù)收到發(fā)射器發(fā)出的紅外信號，此時接收端上的輸出狀態(tài)指示LED熄滅，接收器的耗電保持在5毫安的低水平。在門開啟

25、或關(guān)閉的過程中，若意外地有行人或車輛從門間通過，則從發(fā)射器發(fā)出的紅外信號被遮擋，接收器在此瞬間無法接收到該紅外信號。此時，接收端上的輸出狀態(tài)指示LED立即被點亮，導(dǎo)致接收器的耗電因此而上升到15毫安，此電流變化促使接收板上的輸出繼電器吸合，通過接線柱輸出一個閉合信號，對開門機發(fā)出停止運轉(zhuǎn)的指令。圖2-6 紅外對射電路如圖2-6所示，紅外線發(fā)射電路以時鐘定時集成芯片LM393AD為核心，可以將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。LM393是由兩個獨立的、高精度電壓比較器組成的集成電路，失調(diào)電壓低，最大為2.0mV。它專為獲得寬電壓范圍、單電源供電而設(shè)計，也可以以雙電源供電；而且無論電源電壓大小，電源消耗的電流都

26、很低。它還有一個特性：即使是單電源供電，比較器的共模輸入電壓范圍接近地電平。主要應(yīng)用于限幅器、簡單的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、脈沖發(fā)生器、延時發(fā)生器、寬頻壓控振蕩器、MOS時鐘計時器、多頻振蕩器和高電平數(shù)字邏輯門電路。393被設(shè)計成能直接連接TTL和CMOS；當(dāng)用雙電源供電時，它能兼容MOS邏輯電路這是低功耗的393相較于標準比較器的獨特優(yōu)勢。其管腳圖，如圖2-7所示： 管腳排列圖解（頂視） 管腳排列圖解（俯視）圖2-7 LM393管腳圖表2-3 管腳功能表引出端序號符號功能1OUT A輸出 A2IN A-反相輸入 A3IN A+同相輸入 A4GND接地端5IN B+同相輸入 B6IN B-反相輸入 B7

27、OUT B輸出 B8Vcc電源電壓管腳功能，如表2-3：應(yīng)用說明：LM393是高增益，寬頻帶器件，象大多數(shù)比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng)比較器改變狀態(tài)時，輸出電壓過渡的間隙。電源加旁路濾波并不能解決這個問題，標準PC板的設(shè)計對減小輸入輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號，而且增加甚至很小的正反饋量(滯回1.010mV)能導(dǎo)致快速轉(zhuǎn)換，使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩。除非利用滯后，否則直接插入IC并在引腳上加上電阻將引起輸入輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩，如果輸入信號是脈沖波形，并且上升和下降時間相當(dāng)快,則

28、滯回將不需要。比較器的所有沒有用的引腳必須接地。LM393偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 2.030V無關(guān)。通常電源不需要加旁路電容。 差分輸入電壓可以大于Vcc并不損壞器件.保護部分必須能阻止輸入電壓向負端超過-0.3V。LM393的輸出部分是集電極開路，發(fā)射極接地的 NPN輸出晶體管,可以用多集電極輸出提供。功能：輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受 Vcc端電壓值的限制.此輸出能作為一個簡單的對地SPS開路(當(dāng)不用負載電阻沒被運用),輸出部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動和器件的值所限制，當(dāng)達到極限電流(16mA)時,輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升，輸

29、出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的SAT限制。當(dāng)負載電流很小時,輸出晶體管的低失調(diào)電壓(約1.0mV)允許 輸出箝位在零電平。第2.3節(jié) 液晶顯示電路設(shè)計液晶顯示屏的英文名稱是Liquid Crystal Display(Device)，簡稱LCD。根據(jù)LCD所采用的材料構(gòu)造，可把液晶分為TN、STN、TFT等三大類，而據(jù)目前的技術(shù)原理又可以將它們再次分為TN、STN、FSTN、DSTN、TFT等諸多類別：LCD的特點是體積小、形狀薄、重量輕、耗能少（110微瓦/平方厘米）、低發(fā)熱、工作電壓低（1.56伏）、無污染，無輻射、無靜電感應(yīng)，尤其是視域?qū)挕@示信息量大、無閃爍，并能直

30、接與CMOS集成電路相匹配，同時還是真正的“平板”式顯示設(shè)備。這些特點正在使顯示領(lǐng)域從傳統(tǒng)CRT走向LCD。本設(shè)計選擇的是諾基亞5110液晶顯示器，其原理圖如圖2-8所示，各個引腳功能說明如表2-4所示：圖2-8諾基亞5110液晶顯示器原理圖表2-4各個引腳功能說明引腳號引腳名功能備注1VDD電源輸入腳3.3-5V(推薦使用3.3V)，導(dǎo)電膠連接2CLK同步時鐘輸入最高可達4Mbps3DIN數(shù)據(jù)輸入時鐘上升沿采樣4D/C數(shù)據(jù)/命令切換0：命令 1：數(shù)據(jù)5CS片選信號低電平有效6OSC外部時鐘輸入如果使用片內(nèi)振蕩器該腳接VDD7GND接地8VOUTLCD供電電路使用需外接電容，試驗證明0.1uF

31、-10uF均可，電容越大，掉電的時候屏幕上出現(xiàn)的黑線消失的就越慢。9RSTLCD復(fù)位信號輸入低電平有效10-13LEDX兩個背光LED需要選用高亮側(cè)面發(fā)光的LED，同時如果對背光要求較高可使用4個LED，背光板上留有位置。14-17FIXn4個金屬框固定孔推薦使用1mm厚的PCB18-19NCn2個定位孔對應(yīng)背光板上2個定位柱該液晶具有以下特點：84x48 的點陣LCD，可以顯示4 行漢字，采用串行接口與主處理器進行通信，接口信號線數(shù)量大幅度減少，包括電源和地在內(nèi)的信號線僅有9 條。支持多種串行通信協(xié)議（如AVR 單片機的I、MCS51 的串口模式等），傳輸速率高達4Mbps，可全速寫入顯示數(shù)

32、據(jù)，無等待時間?？赏ㄟ^導(dǎo)電膠連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換。LCD 控制器驅(qū)動器芯片已綁定到LCD 晶片上，模塊的體積很小。采用低電壓供電，正常顯示時的工作電流在200A 以下，且具有掉電模式。連線圖如圖2-9所示：圖2-9 諾基亞5110液晶顯示器連線圖第2.4節(jié) 繼電器開關(guān)電路與報警電路的設(shè)計2.4.1. 74LS245芯片介紹74LS245是我們常用的芯片，本設(shè)計采用來驅(qū)動繼電器和蜂鳴器，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)單片機的P0口總線負載達

33、到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。圖2-10 74LS245引腳圖如圖2-10所示，當(dāng)片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸；（接收）。DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)/CE為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,/E端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得/RD或/PSEN有效時，74LS245輸入（P0.iDi），其它時間處于輸出（P0.iDi）

34、。2.4.2. 繼電器開關(guān)電路設(shè)計為了驅(qū)動繼電器導(dǎo)通時線圈有足夠的磁力，在繼電器之前加了74LS245驅(qū)動。繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開

35、觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路，其原理圖如圖2-11所示，繼電器A1恒為高電平，當(dāng)74LS245的relay為低電平時，繼電器的A2為低電平，繼電器處于通電狀態(tài)，開關(guān)閉合，B0、B1處于導(dǎo)通狀態(tài)，發(fā)光二級管點亮。圖2-11繼電器連線圖2.4.3. 蜂鳴器報警電路設(shè)計為了保證蜂鳴器足夠的響亮，在蜂鳴器之前也加了74LS245驅(qū)動。本設(shè)計采用軟件處理報警，利用有源蜂鳴器進行報警輸出，采用直流供電。蜂鳴器的A0也恒為高電平，當(dāng)74LS245的buzzer為低電平時，蜂鳴器的A1為低電平，此時蜂鳴器報警。報警電路硬件連接見下圖2-12所

36、示：圖2-12 蜂鳴器電路連接圖第2.5節(jié) 按鍵電路設(shè)計為了使設(shè)計操作更加方便，設(shè)計了按鍵電路，這樣就可以人為設(shè)定車輛進出值。圖2-13為設(shè)計的按鍵電路圖。S1、S2按鍵按下，車輛加、減”1”；S3按鍵按一次，S1、S2按鍵按下，車輛數(shù)加、減“10”；S3按鍵按二次，S1、S2按鍵按下，車輛數(shù)加、減“100”；S3按鍵按三次，系統(tǒng)復(fù)位。S3按鍵按四次，恢復(fù)到復(fù)位前的車輛數(shù)，開始接著計數(shù)。圖2-13按鍵電路圖第3章 系統(tǒng)的程序設(shè)計第3.1節(jié) 主程序設(shè)計STC89C52RC單片機可以用匯編語言和C語言進行編程。匯編語言與機器指令一一對應(yīng)，所以用匯編語言編寫的程序在單片機里運行起來效率較高，而且對于

37、對射式紅外計數(shù)器數(shù)據(jù)的讀寫上，所用到的語句比較簡單易懂。而C語言程序可讀性高，更便于理解。本設(shè)計使用C語言編程。第一次開機，系統(tǒng)進行初始化，LCD顯示初始數(shù)字，對停車場內(nèi)的車輛數(shù)進行設(shè)定一個初值N，并開始運行。如果有物體通過進入對射式紅外傳感器時，繼電器開關(guān)打開，LED燈點亮，LCD的最后一位開始累加。如果這個時候有物體通過駛出紅外對射式傳感器時，另一繼電器開關(guān)打開，LED點亮，LCD的最后一位開始累減。如果這個時候有兩個物體同時通過駛出和駛?cè)雽ι涫郊t外傳感器時，兩個繼電器開關(guān)同時打開，兩個發(fā)光二極管LED同時點亮，LCD的最后一位開始累加。當(dāng)此停車場車輛數(shù)大于500時，蜂鳴器報警，等待復(fù)位命

38、令重新進行計數(shù)。繼電器打開、LED點亮設(shè)定初始車輛數(shù)N開始初始化N500？駛?cè)?？駛出？LCD顯示停車場車輛數(shù)NLCD顯示當(dāng)前停車場車輛數(shù)N蜂鳴器報警復(fù)位駛?cè)隢=N+1駛出N=N-1NY圖3-1 主程序流程圖第3.2節(jié) 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計數(shù)據(jù)采集模塊主要是指在系統(tǒng)開始運行時，當(dāng)有車輛經(jīng)過紅外對射式傳感器時，紅外傳感器的發(fā)射器和接收器之間阻斷光線時，形成電平信號，經(jīng)過放大、整流并送入單片機控制模塊進行控制計數(shù)。開始，首先是接通電源對設(shè)備初始化，啟動紅外對射式傳感器，判斷光線是否被阻斷，若光線被阻斷將數(shù)據(jù)儲存轉(zhuǎn)化并送入單片機控制系統(tǒng)，最后返回到主程序，其流程圖如圖3-2：開始啟動對射式傳感器有車輛

39、通過？返回送入控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化NY圖3-2 數(shù)據(jù)采集流程圖第3.3節(jié) 液晶顯示程序設(shè)計顯示程序設(shè)計主要顯示當(dāng)前車輛數(shù)：首先，開始顯示初始化界面，顯示“停車場計數(shù)、作者：韓年猛”、“當(dāng)前車輛數(shù)： 100”，完后判斷有無車輛通過紅外對射式傳感器，如果沒有返回到上一步，如果有車輛通過則經(jīng)單片機控制后顯示控制后的當(dāng)前車輛數(shù)，超出500輛車，則蜂鳴器報警，結(jié)束返回。其流程圖如圖3-3：對初始化開始LCD顯示“停車場計數(shù)”“作者：韓年猛”有車輛通過？車輛數(shù)500？繼電器打開、LED點亮LCD顯示當(dāng)前車輛數(shù)蜂鳴器報警LCD顯示“當(dāng)前車輛數(shù)：100”返回圖3-3 液晶顯示流程圖第4章 系統(tǒng)測試調(diào)試工作

40、可分硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩個部分，調(diào)試方法如下：第4.1節(jié) 系統(tǒng)的硬件調(diào)試首先，軟件調(diào)試之前主要是先制作硬件電路板，然后用萬用表等工具對電路檢查，最后應(yīng)用程序進行功能調(diào)試。硬件調(diào)試比較費時，需要細心和耐心，也需要熟練掌握電路原理。然后，用仿真軟件keil進行軟件調(diào)試，該軟件提供一個集成開發(fā)環(huán)境u-Vision，它包括C編輯器、宏編輯器、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器。通過編譯、運行，可以檢查程序錯誤。但應(yīng)用此方法，仍需要十分了解所使用元器件的工作方式和管腳連接方式。第4.2節(jié) 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 本次設(shè)計則是直接完成電路的硬件設(shè)計，出現(xiàn)的硬件問題基本解決，主要在軟件的程序上進行調(diào)試。在軟件

41、調(diào)試過程中，曾遇到以下問題：當(dāng)硬件初次開機的時候，發(fā)現(xiàn)LCD亮度不夠均勻。進行分析，是程序設(shè)里面對顯示程序的延時不夠造成的。對于本系統(tǒng)的硬件調(diào)試中，對于單個端口（進口或者出口，另一個端口不接通）進行仿真調(diào)試可以實現(xiàn)，然而兩個端口同時接通，系統(tǒng)卻不進行工作，經(jīng)分析，是程序編輯問題。在調(diào)試按鍵的時候，當(dāng)按下S1按鍵，系統(tǒng)顯示正常，再按下S2按鍵則沒有任何反應(yīng)。查詢程序，由于端口編寫有誤。第4.3節(jié) 測試及結(jié)果給電路供電后，LCD上顯示：“停車場計數(shù)”，“作者：韓年猛”， “當(dāng)前車輛數(shù)：100”。表示等待車輛進入，當(dāng)有車輛進出時，繼電器打開，LED點亮，車輛數(shù)超過500時，系統(tǒng)報警。S3按鈕按一次，

42、S1、S2按下，車輛加減”1”；S3按鈕按二次，S1、S2按下，車輛數(shù)加減“10”；S3按鈕按三次，S1、S2按下，車輛數(shù)加減“100”；S3按鈕按四次，系統(tǒng)復(fù)位。測試結(jié)果見附件一。結(jié)論經(jīng)過幾個月的努力設(shè)計出基于單片機的停車場計數(shù)功能，基本符合設(shè)計要求。基于單片機構(gòu)成的計數(shù)器能夠?qū)崿F(xiàn)實時、穩(wěn)定、精確的計數(shù)。對這個課題進行深入的研究。采用STC89C52為控制單元的車輛計數(shù)器就可以很好的提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力。通過本次設(shè)計，對單片機的內(nèi)部模塊更加熟悉，使用上也更加的清晰，對于今后用單片機設(shè)計產(chǎn)品提供了極大的幫助，并且培養(yǎng)了良好的編程習(xí)慣，對子程序命名的規(guī)范。對傳感器的選擇使用上，有了一定的良好

43、意識。對液晶顯示屏與數(shù)碼管的區(qū)別有了一定的認識，理解兩者之間的差別。參考文獻1. 王松德、朱小龍，對射式紅外線計數(shù)器的設(shè)計J,農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2005,36卷 7期2. 劉向宇、秦龍,PIC單片機C語言M,電子工業(yè)出版社,20103. 金杰,單片機技術(shù)應(yīng)用項目教程M,電子工業(yè)出版社,20104. 來清民,傳感器與單片機接口及實例M,北京航空航天大學(xué)出版社,20085. 王慶友，光電傳感器應(yīng)用技術(shù)M,機械工業(yè)出版社,20076. 林雪梅,熱釋電紅外傳感器及其應(yīng)用J,甘肅科技縱橫,20057. 艾紅、孫碩.,紅外測量在車流量監(jiān)測中的應(yīng)用,北京信息科技大學(xué)自動化學(xué)院控制工程系，北京 1000858.

44、肖興達、李繼方，基于熱釋電紅外傳感器的車流檢測裝置J 激光與紅外 20059. 張洪潤等，傳感器技術(shù)大全（上冊）M，北京航空航天大學(xué)出版社，200710. 江曉軍，光電傳感與檢測技術(shù)M, 機械工業(yè)出版社,2011致謝感謝學(xué)院給我提供了一個展現(xiàn)自己的平臺，給了我一次煅煉機會，提高我的動手能力和并把知識付諸于實踐。本設(shè)計的完成是在彭靜玉老師的細心指導(dǎo)下進行的，每次設(shè)計遇到問題時彭老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計順利的進行。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費了彭老師很多的寶貴時間和精力，在此向彭老師表示衷心地感謝！彭老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責(zé)任心都將使我受

45、益終生！還要感謝我的幾位同學(xué)，是你們在我平時設(shè)計中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計順利的進行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。附錄附錄1：原理圖及實物照片說明 附錄2：部分源程序主文件程序#include <reg51.h>sbit SCLK = P25;sbit SDIN = P24;sbit LCD_DC = P23;sbit LCD_CE = P22;sbit LCD_RST = P21;void LCD_init(void);void LCD_clear(void);void LCD_move_chinese_

46、string(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char T); void LCD_write_english_string(unsigned char X,unsigned char Y,char *s);void LCD_write_chinese_string(unsigned char X, unsigned char Y,unsigned char ch_with,unsigned char num,unsigned char line,unsigned char row);void chinese_string(unsigned

47、char X, unsigned char Y, unsigned char T); void LCD_write_char(unsigned char c);void LCD_draw_bmp_pixel(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *map,unsigned char Pix_x,unsigned char Pix_y);void LCD_write_byte(unsigned char dat, unsigned char dc);void LCD_set_XY(unsigned char X, unsigned char

48、Y);void delay_1us(void); extern void delay_nms(unsigned int n) ;void LCD_write_number(unsigned char x);void number_saved();unsigned int x;sbit count_in=P10;sbit count_out=P11;#definedelay_time25767void main(void) LCD_init(); /初始化液晶 LCD_clear();LCD_write_chinese_string(6,2,12,5,6,4); /停車場計數(shù)LCD_write_

49、chinese_string(2,4,12,6,0,0); /作者：哈年猛delay_nms(380);LCD_clear();LCD_write_chinese_string(0,1,12,6,11,0);/當(dāng)前車輛數(shù)x=100;number_saved() ; while(1) if(count_in )/如果有車輛，則執(zhí)行下面的 delay_nms(2);/消斗 if(count_in) x+;number_saved(); while(count_in);/松開有效 if(count_out ) delay_nms(2);if(count_out )x-;number_saved();

50、while(count_out); void LCD_write_number(unsigned char x)switch(x)case 0:LCD_write_char('0');break;case 1:LCD_write_char('1');break;case 2:LCD_write_char('2');break;case 3:LCD_write_char('3');break;case 4:LCD_write_char('4');break;case 5:LCD_write_char('5&#

51、39;);break;case 6:LCD_write_char('6');break;case 7:LCD_write_char('7');break;case 8:LCD_write_char('8');break;case 9:LCD_write_char('9');break;void number_saved()LCD_set_XY(48,4);LCD_write_number(x/1000);LCD_set_XY(54,4);LCD_write_number(x%1000/100);LCD_set_XY(60,4);L

52、CD_write_number(x%100/10);LCD_set_XY(66,4);LCD_write_number(x%10);/*以下是液晶驅(qū)動函數(shù)*/#include <reg51.h>sbit SCLK = P25;sbit SDIN = P24;sbit LCD_DC = P23;sbit LCD_CE = P22;sbit LCD_RST = P21;void LCD_init(void);void LCD_clear(void);void LCD_move_chinese_string(unsigned char X, unsigned char Y, unsign

53、ed char T); void LCD_write_english_string(unsigned char X,unsigned char Y,char *s);void LCD_write_chinese_string(unsigned char X, unsigned char Y,unsigned char ch_with,unsigned char num,unsigned char line,unsigned char row);void chinese_string(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char T); void LCD_write_char(unsigned char c);void LCD_draw_bmp_pixel(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *map,unsigned char Pix_x,unsigned char Pix_y);void LCD_write_byte(unsigned char