汽車停車場停車位顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、通信工程專業(yè)計(jì)算機(jī)類課程設(shè)計(jì)題 目 汽車停車場停車位顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 索 芳 學(xué)號 1013024069 所在院(系) 物 理 與 電 信 工 程 學(xué) 院 專業(yè)班級 通 信 工 程 103 班 指導(dǎo)教師 陳 正 濤 完成地點(diǎn) 陜西理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 2013年 11 月 22 日1物理與電信工程學(xué)院計(jì)算機(jī)類課程設(shè)計(jì)任務(wù)書院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級 通信103班 學(xué)生姓名 索 芳 一、計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)題目 汽車停車場停車位顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)工作自 2013 年 10 月 22 日 起至 2013 年 11 月 22 止 三、計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn):

2、物 理 與 電 信 工 程 學(xué) 院 實(shí) 驗(yàn) 室 四、計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)：1、用4*4點(diǎn)陣表示停車場16個(gè)車位，燈點(diǎn)亮表示該車位為空，燈熄滅表示該車位有車。2、車能夠自由的停車在任何空的停車位置上，任何停車位上的車都可以離開停車場。 3、停車場的初始狀態(tài)是所有車位都沒有車。 五、計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)要求：1、分析設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定多種設(shè)計(jì)方案，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，選定其中一種方案繪制系統(tǒng)框圖，和設(shè)計(jì)流程。 2、對設(shè)計(jì)電路進(jìn)行編程下載，搭建硬件電路，調(diào)試電路并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 3、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告一份，課設(shè)報(bào)告要求格式正確，文字流暢，概念準(zhǔn)確，邏輯嚴(yán)密，軟件設(shè)計(jì)要有完整程序。 指 導(dǎo) 教 師 陳正濤 系(教 研 室)

3、通 信 工 程 系 接受論文 (設(shè)計(jì))任務(wù)開始執(zhí)行日期 2013年10月23日 學(xué)生簽名 汽車停車場停車位顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)索芳（陜西理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院 通信103班，陜西 漢中 723003）指導(dǎo)教師：陳正濤摘要伴隨著科技的飛速發(fā)展，交通工具的越來越普及。汽車作為人類社會中最主要的交通工具之一，起著重大作用。隨著人們生活水平的提高，汽車的數(shù)量也與日俱增，于是停車正在成為世界性的問題。以前落后的人力停車管理即將被高科技化的自動(dòng)停車管理系統(tǒng)所取代，高度自動(dòng)化的停車場管理系統(tǒng)節(jié)省了大量時(shí)間和人力物資消耗，大大提高了效率。本論文介紹了一種停車場管理系統(tǒng)模型。它能在任意時(shí)間內(nèi)，根據(jù)有效的停車空間，

4、計(jì)算能夠停泊的車輛數(shù)量，并且使用自動(dòng)而可靠的完成車輛的進(jìn)。還能夠顯示是否有停放的場地以及是否有車輛進(jìn)、出停車場。本停車場管理系統(tǒng)是集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的智能化系統(tǒng)，能夠避免停車場入口處及出口處的交通阻塞現(xiàn)象，同時(shí)還能滿足使用者和管理者對停車場效率、安全、性能以及管理上的需要，不會造成大量資源的流失。因此，停車場管理系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞 單片機(jī) 紅外線傳感器 動(dòng)態(tài)顯示 The car parking spaces display system designSuo Fang(physical communications and telecommunicatio

5、ns engineering institute of shanxi university of technology in 103, shaanxi hanzhong 723003). Tutor: Chen ZhengtaoAbstract along with the rapid development of science and technology, transportation is becoming more and more popular. The car is one of the most important traffic tool in human society,

6、 plays an important role in. With the improvement of people's living standard, the number of cars also grow with each passing day, so parking is becoming a world problem. Human parking management previously backward will be automatic parking management system of high-tech replaced, parking manag

7、ement system is highly automatic and saves a lot of time and manpower and material consumption, greatly improving the efficiency. his paper introduces a parking management system model. It can at any time, according to the effective parking space, calculate the number can be parked vehicles, and the

8、 use of automatically and reliable vehicle. It can show whether a park site and whether the vehicle into, out of the parking lot。The parking management system is the intelligent system automation technology, computer technology as a whole, to avoid parking at the entrance and exit of the traffic con

9、gestion, but also meet the user and administrator to the parking efficiency, security, performance and the need of management, will not cause a lot of resources loss. Therefore, the parking management system research and has very important practical significance to realize.關(guān)鍵詞 單片機(jī) 紅外線傳感器 動(dòng)態(tài)顯示keyword

10、 single infrared sensor dynamic display目 錄第一章 緒 論11.1研究背景及意義11.2 系統(tǒng)概述11.3課題介紹1第二章 硬件電路設(shè)計(jì)32.1芯片的選擇32.1.1 AT89S52的介紹32.1.2 AT89S52引腳功能32.1.3 AT89S52單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)62.1.4七段顯示譯碼器7448的介紹72.2電源模塊的設(shè)計(jì)92.3顯示模塊的設(shè)計(jì)92.4鍵盤輸入模塊的設(shè)計(jì)102.5傳感器模塊的設(shè)計(jì)122.5.1紅外線發(fā)射模塊122.5.2紅外線接收模塊132.6電機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)13第三章 軟件設(shè)計(jì)153.1主程序設(shè)計(jì)153.2倒計(jì)時(shí)中斷程序設(shè)計(jì)163

11、.3鍵盤中斷程序設(shè)計(jì)173.3.1增加鍵173.3.2減少鍵183.3.3確定鍵18結(jié) 論19致 謝 語20參考文獻(xiàn):21附錄1:系統(tǒng)程序清單22附錄2:系統(tǒng)電路原理及實(shí)物圖29 V第一章 緒論1.1研究背景及意義近年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，汽車帶給人們快樂的同時(shí)也帶來了越來越突出的難題：城市交通問題日益嚴(yán)重，停車問題接踵而至，一個(gè)不到10平方米的停車位，牽動(dòng)著社會的“神經(jīng)”，停車場車位不足的問題越來越突出。目前，有償使用停車場是這個(gè)問題最為有效的解決方式，這就使得停車場管理的重要性越來越受到重視。然而目前的大部分停車場管理系統(tǒng)都是采取人工判別車型、人工收費(fèi)、人工放行以及人工引導(dǎo)車輛入庫等

12、比較傳統(tǒng)的管理模式，這在很大程度上制約著城市的發(fā)展。本文是利用單片機(jī)來設(shè)計(jì)的一個(gè)停車場管理系統(tǒng)。在如今農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、軍事等各個(gè)方面都向自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化發(fā)展。為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，電子技術(shù)發(fā)展迅猛。自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)方式多種多樣，從而產(chǎn)生了很多設(shè)計(jì)工具。單片機(jī)就是其中之一，它正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，卓越的性價(jià)比受到設(shè)計(jì)者的歡迎。1.2 系統(tǒng)概述本系統(tǒng)包括：傳感器模塊、電源模塊、LED顯示模塊、鍵盤輸入模塊等。它可以實(shí)現(xiàn)控制門的開啟、顯示當(dāng)前停車場內(nèi)車輛的數(shù)目及狀態(tài)、人工的設(shè)置總車位數(shù)以及剩余車位數(shù)等功能。系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）由于本系統(tǒng)采用電子元件無需人工管理。（2）自動(dòng)控制

13、門的開啟。（3）自動(dòng)顯示停車場的車位狀態(tài)。（4）人工設(shè)置總車位數(shù)，剩余車位數(shù)。（5）本系統(tǒng)適用于任意停車場。1.3課題介紹本設(shè)計(jì)是將單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心部件，通過傳感器模塊檢測到有車輛進(jìn)出時(shí)，進(jìn)行判斷，控制自動(dòng)門的開啟，并通過對顯示模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，顯示目前停車場內(nèi)車輛的數(shù)目及狀態(tài)。管理者還可以對停車場的最大容量等進(jìn)行人工的限制。如系統(tǒng)的基本框圖1.1所示：傳感器模塊電源89S52鍵盤輸入模塊顯示模塊圖1.1 系統(tǒng)基本框圖第二章 硬件電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)用于檢測是否有車輛進(jìn)出，是否有空余車位，應(yīng)用單片機(jī)來控制其他模塊以實(shí)現(xiàn)對車輛的數(shù)目、狀態(tài)等的加減計(jì)數(shù)和狀態(tài)顯示，并利用單片機(jī)中的定時(shí)系統(tǒng)對車輛進(jìn)

14、出的時(shí)間限制以及設(shè)定，鍵盤系統(tǒng)的輸入可以人工控制總車位數(shù)以及剩余車位數(shù)2.1芯片的選擇2.1.1 AT89S52的介紹本系統(tǒng)采用的是一種低功耗、高性能的MCS-51系列的單片機(jī)，AT89S52是一種COMS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，是由Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52委眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52的主要性能: 與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容； 8K

15、字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器； 1000次擦寫周期； 全靜態(tài)操作； 三級加密程序存儲器； 32個(gè)可編程I/O口線； 三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 8個(gè)中斷源； 全雙工UART串行通道； 低功耗空閑和掉電模式； 掉電后中斷可喚醒； 看門狗定時(shí)器； 雙數(shù)據(jù)指針； 掉電標(biāo)識符；2.1.2 AT89S52引腳功能 VCC：電源 GND：地 P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash編程時(shí)，P0口也

16、用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外接上拉電阻。 P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。作為第二功能時(shí)，作用如表1所示：表2.1 P1口的第二功能P1口第二功能P1.0T2（定

17、時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）P1.5MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7SCK（在系統(tǒng)編程用） P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的

18、內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號。作為第二功能時(shí)，作用如表2所示：表2.2 P3口的第二功能P3口第二功能信

19、號名稱P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收口P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口P3.2INT0外部中斷0請求輸入P3.3INT1外部中斷1請求輸入P3.4T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入口P3.5T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入口P3.6WR外部RAM寫選通信號P3.7RD外部RAM讀選通信號 RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。看門狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出96 個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時(shí)，鎖存低8

20、 位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置“1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個(gè)ALE 使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對AT89S52的引腳如圖2.1所示 PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng) AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行

21、外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，PSEN將不被激活。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。2.1.3 AT89S52單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.2所示：VSSP0驅(qū)動(dòng)器P2驅(qū)動(dòng)器P0鎖存器RAM地址寄存器P2鎖存器RAMACCB寄存器暫存器2暫存器1SPALUPSWEPROM或ROM中斷系統(tǒng)串行口定時(shí)器/計(jì)時(shí)器指令寄存器定時(shí)及控制16位地址寄存器緩沖器PC+1PCDPTRP1鎖存器P1驅(qū)動(dòng)器P3鎖存器P3驅(qū)動(dòng)器振蕩器VCCALEEARSTPSENXTAL1XTAL2P1.0-P1.7P3.0-P3.7

22、P0.0-P0.7P2.0-P2.7圖2.2 AT89S52單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.1.4七段顯示譯碼器7448的介紹7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器。7448的功能如表2.4所示。它有3個(gè)輔助控制端LT、RBI、BI/RBO，現(xiàn)分別簡要說明如下：（1）滅燈輸入BI/RBO：特殊控制端，有時(shí)作為輸入，有時(shí)作為輸出。當(dāng)BI/BRO作為輸入使用且BI=0時(shí)，無論其它輸入端是什么電平，所有各段輸出ag均為0，所以字形熄滅。（2）試燈輸入LT：當(dāng)LT=0時(shí)，BI/RBO是輸出端，且RBO=1，此時(shí)，無論其它輸入端是什么電平，所有各段輸出ag均為1. 該輸入端常用于檢查7448本身

23、及顯示器的好壞。（3）動(dòng)態(tài)滅零輸入RBI：當(dāng)LT=1，RBI=0且輸入代碼DCBA=0000時(shí)，各段輸出ag均為低電平，與BCD碼相應(yīng)的字形0熄滅，故稱“滅零”。（4）動(dòng)態(tài)滅零輸出RBO：BI/RBO作為輸出使用時(shí)，受控于LT和RBI，當(dāng)LT=1且RBI=0時(shí)，輸入代碼DBCA=0000時(shí)RBO=0；若LT=0或者LT=1且RBI=1，則RBO=1。該段主要用于顯示多位數(shù)字時(shí)，多個(gè)譯碼之間的連接。表2.3 7448功能表十進(jìn)制或功能輸 入BI/RBO輸 出字 形LTRBID C B Aa b c d e f g012345678910111213141511111111111111111XXX

24、XXXXXXXXXXXX0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1 11111111111111111 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 11 0 0 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 10 0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 0 10

25、1 0 0 0 1 11 0 0 1 0 1 10 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 00123456789消隱脈沖消隱燈測試X10X0XX X X X 0 0 0 0X X X X0010 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 18從功能表可以看出，對輸入代碼0000，譯碼條件是：LT和RBI同時(shí)等于1，而對其他輸入代碼則要求LT=1，這時(shí)候譯碼器各段ag輸出的電平是由輸入BCD碼決定的，并且滿足現(xiàn)實(shí)字形的要求。2.2電源模塊的設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)中電源模塊主要的是起供應(yīng)穩(wěn)定的電壓、提高系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和抗干擾性。三端穩(wěn)壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的通用線性穩(wěn)

26、壓電源集成電路，在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。三端穩(wěn)壓器可以決定一個(gè)穩(wěn)壓電源輸出電壓和最大輸出電流。用于控制板電路的穩(wěn)壓以防止電壓過高燒毀電路。在本次設(shè)計(jì)中采用LM7805穩(wěn)壓器。用LM7805三端穩(wěn)壓器來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來安全可靠、方便，而且價(jià)格便宜。當(dāng)在電路中通上220V交流電壓時(shí)，交流高電壓通過變壓器變換成交流低電壓，交流低電壓經(jīng)過橋式整流電路D1-D4的整流和濾波電容C1的濾波，在三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個(gè)并

27、不十分穩(wěn)定的直流電壓，此直流電壓經(jīng)過穩(wěn)壓器LM7805的穩(wěn)壓和C3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓，其電路圖如圖2.4所示：圖2.4 電源設(shè)計(jì)總圖2.3顯示模塊的設(shè)計(jì)該硬件電路是在一個(gè)8位I/O口上將所有位的斷碼線相應(yīng)段并連在一起，形成斷碼線的多路復(fù)用，而各位的共陰極分別由相應(yīng)的I/O線控制，形成各位的分時(shí)選通。本系統(tǒng)選用三個(gè)共陰數(shù)碼管，總共可以控制255個(gè)車位。如圖所示，數(shù)碼管a-h腳端連接，通過連接一個(gè)7448連接到單片機(jī)芯片的P1、P2口。其中7448是驅(qū)動(dòng)作用。另外，本系統(tǒng)還可以顯示停車場的車位狀況，我們可以將單片機(jī)芯片的P0.0和P0.1來作為顯示車位狀

28、況的輸出端。將P0.0接紅色二極管，當(dāng)其發(fā)紅光時(shí)表示停車場已滿即無停車位。將P0.1接綠色二極管，當(dāng)其發(fā)綠光時(shí)表示停車場未滿即還有停車位。但由于P0口的輸出電路是漏極開路，換言之，當(dāng)P0作為輸出時(shí)，上拉場效晶體管截止 。所以，必須外接上拉電阻才能有高電平。如圖2.5所示2.4鍵盤輸入模塊的設(shè)計(jì)鍵盤工作方式有3種，即程序控制掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。程序控制掃描方式是指單片機(jī)在空閑時(shí)，才調(diào)用鍵盤掃描子程序，并反復(fù)地掃描鍵盤，直到用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)，而在執(zhí)行鍵入命令或處理鍵入數(shù)據(jù)過程中，CPU將不再響應(yīng)鍵入要求，直到CPU重新掃描鍵盤為止；定時(shí)掃描方式就是每隔一定時(shí)間對鍵盤掃描一次，它利用

29、單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定的時(shí)間的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷，CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識別出該鍵執(zhí)行響應(yīng)的鍵功能程序；鍵盤工作在程序控制掃描方式時(shí)，當(dāng)無鍵按下時(shí)CPU要不間斷的掃描鍵盤，直到有鍵按下為止。如果CPU要處理很多事情，這種方式將不能適應(yīng)。定時(shí)掃描方式只要時(shí)間一到，CPU就去掃描鍵盤，工作效率有了進(jìn)一步的提高。但這兩種方式常使CPU處于空掃狀態(tài)，而中斷方式下，CPU可以一直處理自己的工作，直到有鍵閉合時(shí)發(fā)出中斷申請，CPU響應(yīng)中斷，執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，才對鍵盤進(jìn)行掃描，從而提高了CPU的工作效率。本系統(tǒng)用的是程序控制掃描和中斷掃描兩種方式相結(jié)合的

30、方式。如圖2.6所示。SW1是編程掃描方式，此開關(guān)用于改變顯示模塊的數(shù)碼管狀態(tài)，該開關(guān)斷開時(shí)，P0.3為低電平，數(shù)碼管顯示停車場剩余車位量。P0.3閉合時(shí)，為高電平，數(shù)碼管顯示停車場全部車位量。 SW2、SW3、SW4用于手動(dòng)調(diào)節(jié)剩余車位和全部車位數(shù)。SW2為確定鍵，利用定時(shí)器1（T1）進(jìn)行中斷掃描；SW3為數(shù)字加，利用外部中斷1（INT1）進(jìn)行中斷掃描；SW4為數(shù)字減，利用外部中斷0（INT0）進(jìn)行中斷掃描。當(dāng)SW1斷開時(shí)，其它三個(gè)開關(guān)調(diào)節(jié)的是剩余車位的數(shù)量，使計(jì)數(shù)出錯(cuò)時(shí)不至于重啟系統(tǒng)或系統(tǒng)初始化時(shí)使用。當(dāng)SW1閉合時(shí)，則是調(diào)節(jié)全部車位總數(shù)的數(shù)量。圖2.6 鍵盤輸入模塊總圖2.5傳感器模塊的

31、設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用的是紅外線傳感器，這部分的功能是感受到物體的運(yùn)動(dòng)并且傳送信號到AT89S52芯片上。傳感器部分分為發(fā)射器和接收器兩個(gè)部分。2.5.1紅外線發(fā)射模塊系統(tǒng)用兩塊555芯片產(chǎn)生波形，用紅外線發(fā)射二極管發(fā)射波形，系統(tǒng)采用的是TSOP1738接收器，它對于1KHZ信號調(diào)制的38KHZ脈沖有效。電路圖如圖所示，圖2.7中，IC12、R1、R2、C1、D1、C2用于產(chǎn)生1KHZ的方波。接通電源后，電容C1被充電，VC上升，當(dāng)VC上升到2/3VCC時(shí)，觸發(fā)器被復(fù)位，同時(shí)放電腳（7腳）導(dǎo)通，此時(shí)3腳輸出VO為低電平，電容C1通過R1和T放電，使VC下降。當(dāng)VC下降到1/3VCC時(shí)，觸發(fā)器又被置位，

32、VO反轉(zhuǎn)為高電平。電容器C放電所需時(shí)間為0.5ms。當(dāng)C1放電結(jié)束時(shí)，T截止VCC將通過R1向電容C1充電，VC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的時(shí)間為0.5ms。當(dāng)VC上升到2/3VCC時(shí)，觸發(fā)器有發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，在輸出端就得到一個(gè)周期性方波，其頻率為1KHZ，占空比為50%。以IC13為主的部件產(chǎn)生38KHZ的方波，原理同上。將IC12的3腳接IC13的4腳（復(fù)位端）。當(dāng)IC12輸出低電平時(shí)，IC13輸出低電平；當(dāng)IC12輸出高電平時(shí)，IC13輸出38KHZ的方波，將此信號加到兩個(gè)紅外線發(fā)射管（IR1、IR2）上，通過他們發(fā)射信號。R5作為限流電阻，防止555芯片和紅外線發(fā)射管

33、燒壞。圖2.7 傳感器圖2.5.2紅外線接收模塊本模塊的主要部件是TSOP1738。TSOP1738是VISHAY公司推出的一體化紅外線接收器,集紅外線接收和放大于一體,不需要任何外接元件,就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作,而體積和普通的塑封三極管大小一樣。它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)部包括光電接收器和帶有紅外線濾波器的預(yù)放大電路它對于1KHZ信號調(diào)制的38KHZ脈沖有效。正常地接收發(fā)射模塊產(chǎn)生的紅外線信號時(shí)，接收器的輸出端會產(chǎn)生1KHZ的方波，當(dāng)沒有信號時(shí)，輸出為+5V的直流電平。這種傳感器的輸出為集電極開路型，因此需要外接阻值大于10K的上拉電阻。由于

34、傳感器精度極高，所以在傳感器的輸出端和地之間必須接上一個(gè)22uF的電解電容。在電源與地線之間必須接上一個(gè)4.7uF的電解電容，以便減少接收到的雜散信號的干擾。這樣，傳感器模塊在正常接收信號（沒有車經(jīng)過），輸出0V；當(dāng)信號中斷時(shí)（有車經(jīng)過）時(shí)，輸出為+5V。具體的電路圖如圖2.8所示。圖2.8 紅外線接收模塊圖2.6電機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)要橫桿改變運(yùn)動(dòng)方向，如上升、下降等，要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。對于三相異步電動(dòng)機(jī)來說，可通過兩個(gè)接觸器來改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源相序來實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖2.9所示，通過按鍵控制接觸器KM1，為正向接觸器，控制電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)；控制接觸器KM2，為反向接觸器

35、，控制電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)。圖2.9 控制模塊圖正轉(zhuǎn)控制：合上刀開關(guān)Q按下正向起動(dòng)按鈕SB2正向接觸器KM1通電KM1，主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)控制：合上刀開關(guān)Q按下反向起動(dòng)按鈕SB3正向接觸器KM2通電KM2，主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)，停機(jī)：按停止按鈕SB1KM1（或KM2）斷電M停轉(zhuǎn)。27第三章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中很重要的部分。它關(guān)系到一個(gè)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)其預(yù)定的要求。3.1主程序設(shè)計(jì)主程序是軟件設(shè)計(jì)的總體框架，因此主程序的流程圖的設(shè)計(jì)決定了程序編寫的好壞，該主程序的功能是掃描鍵盤，作出邏輯判斷，控制各種中斷，數(shù)據(jù)送入顯示模塊。其流程圖如圖3.1所示。開始顯示最大車位判斷是

36、否顯示剩余車位顯示剩余車位 分兩次讀取傳感器狀態(tài)比較兩次狀態(tài)是否一樣判斷是否有車進(jìn)出開門開啟倒計(jì)時(shí)剩余車位數(shù)增減YYYNNN圖3.1 系統(tǒng)主程序流程圖在判斷車輛是否進(jìn)出中：本系統(tǒng)使用了兩個(gè)傳感器，一個(gè)用來檢測出去的車，一個(gè)檢測進(jìn)來的車。當(dāng)兩個(gè)傳感器同時(shí)檢測到車的時(shí)候，說明進(jìn)出的是車輛。當(dāng)一個(gè)傳感器檢測到車輛時(shí)，開門。當(dāng)兩個(gè)傳感器都檢測到時(shí)，通過邏輯判斷，剩余車位數(shù)進(jìn)行加減。3.2倒計(jì)時(shí)中斷程序設(shè)計(jì)這個(gè)子程序用來計(jì)算開門的時(shí)間。當(dāng)時(shí)間到時(shí)，根據(jù)傳感器狀態(tài)判斷自動(dòng)門是否可以關(guān)閉。若可以，則關(guān)閉，然后退出；若不可以，則再次設(shè)定自動(dòng)門開啟剩余時(shí)間，重新進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。程序流程圖如圖3.2所示。斷電保護(hù)初始

37、化TH0，TL0判斷開門時(shí)間是否結(jié)束兩傳感器是否同時(shí)檢測到有車關(guān)閉自動(dòng)門中斷返回設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間YYNN圖3.2 倒計(jì)時(shí)中斷程序流程圖3.3鍵盤中斷程序設(shè)計(jì)這一部分包括加、減、確定三個(gè)鍵，分別由外部中斷1（INT1）外部中斷0（INT0）和定時(shí)器1（T1）。3.3.1增加鍵在此程序中，剩余車位不超過最大車位數(shù)，即最大車位數(shù)不超過255.流程圖3.3如下斷點(diǎn)保護(hù)延時(shí)后判斷P3.3是否為低電平當(dāng)前是否正在設(shè)置剩余車位最大車位數(shù)加一剩余車位數(shù)加一中斷返回YN圖3.3 按鍵流程圖3.3.2減少鍵減少鍵的程序段和3.3.1相似。3.3.3確定鍵確定鍵實(shí)現(xiàn)了用定時(shí)器1中斷，其作用是判斷手動(dòng)設(shè)置以后的剩余車位

38、是否大于最大車位數(shù)，防止系統(tǒng)紊亂。結(jié)論本課題所研究的是通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對停車場的管理，在設(shè)計(jì)的過程中硬件存在著這樣的問題：（1）本系統(tǒng)中所使用的紅外線傳感器TSOP1738過于靈敏，輸出端出現(xiàn)電平抖動(dòng)，可以通過軟件或硬件去抖動(dòng)。我選擇了軟件抖動(dòng)，即分兩次讀取傳感器的狀態(tài)，對比兩次讀取的狀態(tài)，系統(tǒng)做出對應(yīng)的反應(yīng)，鍵盤也是這樣做。（2）數(shù)碼管顯示亮度不夠。AT89S52的I/O口得輸入功率不夠造成的，解決方法是在數(shù)碼管輸入端和I/O口之間添加7448芯片，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)的不足之處：（1）沒有實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的無線控制。（2）由于單片機(jī)芯片的局限，系統(tǒng)無車輛出入記錄功能，有待改進(jìn)。致謝語 從剛接到畢業(yè)設(shè)

39、計(jì)課題,我首先是查找一些相關(guān)的書籍及資料，并根據(jù)實(shí)際情況擬定設(shè)計(jì)方案，從而達(dá)到優(yōu)化方案。在研究設(shè)計(jì)電路時(shí)，最難的是調(diào)試了，但在老師和同學(xué)的幫助下使得本次設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的要求。同時(shí)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在各個(gè)方面都有了很大的提高，特別是在理論和實(shí)踐結(jié)合方面使我受益匪淺，使我大學(xué)里學(xué)習(xí)的理論知識在根本上得到一次最完整的實(shí)踐和提高。也為我即將面臨的工作奠定了很好的基礎(chǔ)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中深深認(rèn)識到自己的各個(gè)方面的不足之處，本著提高動(dòng)手能力以及檢測大學(xué)所學(xué)知識的目的，我嚴(yán)格要求自己，每一環(huán)節(jié)都認(rèn)真對待，定期向知道老師報(bào)告進(jìn)展情況和請教不懂的地方，得以完成任務(wù)。在經(jīng)過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作后，感觸最深的是解決問題

40、的方法、技巧。在這個(gè)過程中，我遇到許許多多問題，對待問題要多方法處理，多角度處理。這不但增強(qiáng)了實(shí)踐能力，而且懂得了聯(lián)系實(shí)際的重要性，我堅(jiān)信這對以后的學(xué)習(xí)和工作會有極大的幫助。當(dāng)然，我的設(shè)計(jì)還存在著一些缺陷，有待于在將來設(shè)計(jì)中進(jìn)一步提高。參考文獻(xiàn)：1 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京:北京航天航空大學(xué)出版社, 2005.2 胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社, 2004.3 馬忠梅.單片機(jī)C語言Windows環(huán)境編程寶典M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 2004.4 佟云峰.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2006.5 郭天翔.51單片機(jī)C語言教程.電子工業(yè)出版社, 2

41、008.6 潘清明，劉啟新.基于單片機(jī)路燈網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng).中國制造業(yè)信息化, 2008.附錄1:系統(tǒng)程序清單#include<reg52.h>#define OPEN_DOOR DOOR = 1#define CLOSE_DOOR DOOR = 0#define NO_FREE_PARK RED_LED=1;GREEN_LED=0;#define HAVE_FREE_PARK RED_LED=1;GREEN_LED=0;#define SEG P0sbit baiw=P20;sbit shiw=P21; sbit gew=P22;sbit EXT_LINE = P30; /sbit

42、INT_LINE = P31; /sbit SW1 = P03;sbit DOOR = P02; /1 打開，0 關(guān)閉sbit RED_LED = P00;/空閑指示燈 1 亮 表示無空閑車位sbit GREEN_LED = P00;/空閑指示燈 1 亮 表示有空閑車位unsigned char total_num=255; /最大車位unsigned char remain_num=255; /剩余車位unsigned char dai,shi,ge;unsigned char check_car(void);void delay_ms(unsigned int ms);void displ

43、ay(unsigned char va);unsigned char seg7code=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void main(void)EX0=1;； EX1=1;EA=1;while(1)if(1=check_car() /如果檢測到car 出入OPEN_DOOR;/啟動(dòng)定時(shí)器的程序TMOD=0X01;TH0=0XFF;TL0=0;EA=1;ET0=1;TR0=1;/end of"啟動(dòng)定時(shí)器的程序" else;/ do nothingif(0=remain_num)NO_FREE_PARK;elseHAVE_FREE_PARK;if(0=SW1)display(remain_num);elsedisplay(total_num);unsigned char check_car(void)unsigned char ext_1=0;unsigned char int_1=0;unsigned char ext_2=0;unsigned