基于AT89S52单片机的停车场车位设计要点.pdf
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1、停车车位 -单片机 参考资料 I 停车场管理系统设计 摘要伴随着科技的飞速发展, 交通工具的越来越普及。 汽车作为人类社会中最主要的交通 工具之一,起着重大作用。随着人们生活水平的提高,汽车的数量也与日俱增,于是停车正 在成为世界性的问题。 以前落后的人力停车管理即将被高科技化的自动停车管理系统所取代, 高度自动化的停车场管理系统节省了大量时间和人力物资消耗,大大提高了效率。 本论文介绍了一种停车场管理系统模型。它能在任意时间内,根据有效的停车空间,计 算能够停泊的车辆数量,并且使用自动而可靠的完成车辆的进。还能够显示是否有停放的场 地以及是否有车辆进、出停车场。 本停车场管理系统是集自动化技
2、术、计算机技术为一体的智能化系统,能够避免停车场 入口处及出口处的交通阻塞现象,同时还能满足使用者和管理者对停车场效率、安全、性能 以及管理上的需要,不会造成大量资源的流失。因此,停车场管理系统的研究和实现具有十 分重要的现实意义。 关键词 单片机红外线传感器动态显示 停车车位 -单片机 参考资料 II 目录 第一章绪 论 . 1 1.1 研究背景及意义. 1 1.2 系统概述 . 1 1.3 课题介绍 . 1 第二章 硬件电路设计. 3 2.1 芯片的选择 . 3 2.1.1 AT89S52 的介绍 . . 3 2.1.2 AT89S52 引脚功能 . . 3 2.1.3 AT89S52 单
3、片机内部结构 . . 6 2.1.4 七段显示译码器 7448的介绍 . 7 2.2 电源模块的设计. 9 2.3 显示模块的设计. 9 2.4 键盘输入模块的设计 10 2.5 传感器模块的设计 12 2.5.1 红外线发射模块 . 12 2.5.2 红外线接收模块 . 13 2.6 电机控制模块的设计 13 第三章 软件设计 15 3.1 主程序设计 15 3.2 倒计时中断程序设计 16 3.3 键盘中断程序设计 17 3.3.1 增加键 . 17 3.3.2 减少键 . 18 3.3.3 确定键 . 18 结论 . 19 致谢语 . 20 参考文献 : 21 附录 1: 系统程序清单
4、. 22 附录 2: 系统电路原理图 . 29 停车车位 -单片机 1 第一章绪论 1.1 研究背景及意义 近年来,随着经济建设的快速发展,汽车带给人们快乐的同时也带来了越来越突出的难 题:城市交通问题日益严重,停车问题接踵而至,一个不到10平方米的停车位,牵动着社会 的“神经” ,停车场车位不足的问题越来越突出。目前,有偿使用停车场是这个问题最为有效 的解决方式,这就使得停车场管理的重要性越来越受到重视。然而目前的大部分停车场管理 系统都是采取人工判别车型、人工收费、人工放行以及人工引导车辆入库等比较传统的管理 模式,这在很大程度上制约着城市的发展。本文是利用单片机来设计的一个停车场管理系统
5、。 在如今农业、工业、生活、军事等各个方面都向自动化、智能化、数字化发展。为了适 应时代的发展,电子技术发展迅猛。自动化、智能化、数字化的实现方式多种多样,从而产 生了很多设计工具。单片机就是其中之一,它正朝着高性能和多品种方向发展,卓越的性价 比受到设计者的欢迎。 1.2 系统概述 本系统包括:传感器模块、电源模块、LED显示模块、键盘输入模块等。它可以实现控 制门的开启、显示当前停车场内车辆的数目及状态、人工的设置总车位数以及剩余车位数等 功能。 系统的特点: (1)由于本系统采用电子元件无需人工管理。 (2)自动控制门的开启。 (3)自动显示停车场的车位状态。 (4)人工设置总车位数,剩
6、余车位数。 (5)本系统适用于任意停车场。 1.3 课题介绍 本设计是将单片机作为控制系统的核心部件,通过传感器模块检测到有车辆进出时,进 行判断,控制自动门的开启,并通过对显示模块进行动态扫描,显示目前停车场内车辆的数 目及状态。管理者还可以对停车场的最大容量等进行人工的限制。如系统的基本框图1.1 所 示: 停车车位 -单片机 2 图 1.1 系统基本框图 传感器模块 电源 89S52 键盘输入模块 显示模块 停车车位 -单片机 3 第二章硬件电路设计 该系统用于检测是否有车辆进出,是否有空余车位,应用单片机来控制其他模块以实现 对车辆的数目、状态等的加减计数和状态显示,并利用单片机中的定
7、时系统对车辆进出的时 间限制以及设定,键盘系统的输入可以人工控制总车位数以及剩余车位数 2.1 芯片的选择 2.1.1 AT89S52 的介绍 本系统采用的是一种低功耗、高性能的MCS-51系列的单片机, AT89S52是一种 COMS8 位 微控制器,具有 8K在系统可编程 Flash 存储器,是由 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术 制造,与工业 80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程, 亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位 CPU 和在系统可编程 Flash ,使得 AT89S52 委众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案
8、。 AT89S52的主要性能 : 与 MCS-51 单片机产品兼容; 8K 字节在系统可编程Flash 存储器; 1000 次擦写周期; 全静态操作; 三级加密程序存储器; 32 个可编程 I/O 口线; 三个 16 位定时器 / 计数器; 8 个中断源; 全双工 UART 串行通道; 低功耗空闲和掉电模式; 掉电后中断可唤醒; 看门狗定时器; 双数据指针; 掉电标识符; 2.1.2 AT89S52 引脚功能 VCC :电源 停车车位 -单片机 4 GND :地 P0口:P0口是一个 8位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口,每位能驱动 8个TTL逻辑电 平。对 P0端口写“ 1”时,引脚用
9、作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时,P0口 也被作为低 8位地址 / 数据复用。在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。在 flash 编程时, P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外接上拉电 阻。 P1口:P1口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口,P1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“ 1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使 用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL )。此 外,P1.0和P1.2分别作定时器 / 计数器 2的外部计数输入( P1.0/T2 )和定时
10、器 / 计数器 2的 触发输入( P1.1/T2EX)。在 flash 编程和校验时, P1口接收低 8位地址字节。作为第二功 能时,作用如表 1所示: 表 2.1 P1 口的第二功能 P1口第二功能 P1.0 T2(定时器 / 计数器 T2 的外部计数输入) ,时钟输出 P1.1 T2EX (定时器 / 计数器 T2 的捕捉 / 重载触发信号和方向控制) P1.5 MOSI (在系统编程用) P1.6 MISO (在系统编程用) P1.7 SCK (在系统编程用) P2口:P2口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写
11、“ 1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使 用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL )。在 访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器 (例如执行 MOVX DPTR)时,P2 口 送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址(如 MOVX RI)访问外部数据存储器时,P2口输出 P2锁存器的内容。在 flash 编程和校验时, P2口也接收高 8位地址字节和一些控制信号。 P3口:P3口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写
12、“ 1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使 用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL )。P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能(第二功能)使用。在 flash 编程和校验时, P3口也接收一些控 停车车位 -单片机 5 制信号。作为第二功能时,作用如表2所示: 表 2.2 P3 口的第二功能 P3口第二功能信号名称 P3.0 RXD 串行数据接收口 P3.1 TXD 串行数据发送口 P3.2 INT0 外部中断 0 请求输入 P3.3 INT1 外部中断 1 请求输入 P3.4 T0 定时器 /计数器 0 的外部输入口 P3.5 T1 定时器
13、 /计数器 1 的外部输入口 P3.6 WR 外部 RAM 写选通信号 P3.7 RD 外部 RAM 读选通信号 RST: 复位输入。晶振工作时, RST 脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门 狗计时完成后,RST 脚输出 96 个晶振周期的高电平。 特殊寄存器 AUXR( 地址8EH)上的DISRTO 位可以使此功能无效。 DISRTO 默认状态下,复位高电平有效。 ALE/PROG :地址锁存控制信号(ALE )是访问外部程序存储器时,锁存低8 位地址的 输出脉冲。 在flash 编程时,此引脚(PROG)也用作编程输入脉冲。 在一般情况下, ALE 以 晶振六分之一的固定频率
14、输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。然而,特别强调, 在每次访问外部数据存储器时,ALE 脉冲将会跳过。如果需要,通过将地址为8EH 的SFR 的 第0位置“1”,ALE 操作将无效。这一位置“ 1”,ALE 仅在执行 MOVX 或MOVC指令时有效。 否则, ALE 将被微弱拉高。这个 ALE 使能标志位(地址为 8EH 的SFR 的第0位)的设置对微 控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN:外部程序存储器选通信号(PSEN )是外部程序存储器选通信号。当 AT89S52从 外部程序存储器执行外部代码时,PSEN 在每个机器周期被激活两次, 而在访问外部数据存 储器时, PSEN 将
15、不被激活。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 AT89S52的引脚如图 2.1 所示 停车车位 -单片机 6 34 P1. 0 1 P1. 1 2 P1. 2 3 P1. 3 4 P1. 4 5 P1. 5 6 P1. 6 7 P1. 7 8 U1 P3. 0/RXD 10 P3. 1/TXD 11 P3. 2/INT0 12 P3. 3/INT1 13 P3. 4/T0 14 P3. 5/T1 15 P3. 6/WR 16 P3. 7/RD 17 P2. 7/A15 28 P2. 0/A8 21 P2. 1/A9 22 P2.
16、2/A10 23 P2. 3/A11 24 P2. 4/A12 25 P2. 5/A13 26 P2. 6/A14 27 P0. 0/AD0 39 P0. 1/AD1 38 P0. 2/AD2 37 P0. 3/AD3 36 P0. 4/AD4 35 P0. 5/AD5 34 P0. 6/AD6 33 P0. 7/AD7 32 XTAL1 19 XTAL2 18 RST 9 EA 31 PSEN 29 ALE 30 AT89S52 图 2.1 AT89S52引脚图 2.1.3 AT89S52 单片机内部结构 如图 2.2 所示: 停车车位 -单片机 7 图 2.2 AT89S52 单片机内部结
17、构图 2.1.4 七段显示译码器7448的介绍 7448 七段显示译码器输出高电平有效,用以驱动共阴极显示器。7448 的功能如表2.4 所示。它有 3个辅助控制端 LT、RBI、BI/RBO,现分别简要说明如下: (1)灭灯输入 BI/RBO:特殊控制端,有时作为输入,有时作为输出。当BI/BRO作为输 入使用且 BI=0 时,无论其它输入端是什么电平,所有各段输出ag 均为 0,所以字形熄灭。 (2)试灯输入 LT:当 LT=0时,BI/RBO是输出端,且 RBO=1 ,此时,无论其它输入端是 什么电平,所有各段输出ag 均为 1. 该输入端常用于检查7448本身及显示器的好坏。 (3)动
18、态灭零输入RBI:当 LT=1,RBI=0且输入代码 DCBA=0000 时,各段输出 ag 均 为低电平,与 BCD 码相应的字形 0 熄灭,故称“灭零”。 P0 驱动器P2驱动器 P0锁存器 RAM 地址 寄存器 P2锁存器 RAM ACC B寄存器 暂存器 2 暂存器 1 SP ALU PSW EPROM 或 ROM 中断系统 串行口 定时器 / 计时器 指 令 寄 存 器 定 时 及 控 制 16 位地址寄存 器 缓冲器 PC+1 PC DPTR P1 锁存器 P1 驱动器 P3 锁存器 P3 驱动器 振荡器 VCC ALE EA RST PSEN XTAL1 XTAL2 P1.0-P
19、1. 7 P3.0-P3. 7 P0.0-P0. 7 P2.0-P2. 7 VSS 停车车位 -单片机 8 (4)动态灭零输出RBO :BI/RBO作为输出使用时,受控于LT 和 RBI,当 LT=1且 RBI=0 时,输入代码 DBCA=0000 时 RBO=0 ;若 LT=0或者 LT=1且 RBI=1,则 RBO=1 。该段主要用于显 示多位数字时,多个译码之间的连接。 表 2.3 7448功能表 从功能表可以看出,对输入代码0000,译码条件是: LT和 RBI同时等于 1,而对其他输 入代码则要求 LT=1,这时候译码器各段ag 输出的电平是由输入BCD 码决定的,并且满足 现实字形
20、的要求。 2.2 电源模块的设计 整个系统中电源模块主要的是起供应稳定的电压、提高系统的技术指标和抗干扰性。三 端稳压器是一种标准化、系统化的通用线性稳压电源集成电路,在线性集成稳压器中,由于 三端稳压器只有三个引出端子,具有外接元件少,使用方便,性能稳定,价格低廉等优点, 十进制或 功能 输入BI/RBO 输出字形 LT RBI D C B A a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X X X X X X X X X X X X X 0 0 0 0 0
21、 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 0 01 1 0 0 0 0 11 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0
22、1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 消隐 脉冲消隐 灯测试 X 1 0 X 0 X X X X X 0 0 0 0 X X X X 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 停车车位 -单片机 9 因而得到广泛应用。三端稳压器可以决定一个稳压电源输出电压和最大输出电流。用于控制 板电路的稳压以防止电压过高烧毁电路。在本次设计中采用LM7805稳压器。用 LM7805三 端稳压器来组成稳压电源
23、所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电 路,使用起来安全可靠、方便,而且价格便宜。当在电路中通上220V交流电压时,交流高电 压通过变压器变换成交流低电压,交流低电压经过桥式整流电路D1-D4的整流和滤波电容C1 的滤波,在三端稳压器 LM7805的 Vin 和 GND 两端形成一个并不十分稳定的直流电压,此直流 电压经过稳压器LM7805的稳压和 C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好 的直流输出电压,其电路图如图2.4 所示: 5432 Title NumberSize B Date:25-May-2011 C1 2200u C3 100u C2 0.2
24、C4 0.1 AC220V 50Hz N1N2 8V B VD1-VD4 VinVout GND +5V 1.5A 图 2.4 电源设计总图 2.3 显示模块的设计 该硬件电路是在一个8 位 I/O 口上将所有位的断码线相应段并连在一起,形成断码线的 多路复用,而各位的共阴极分别由相应的I/O 线控制,形成各位的分时选通。本系统选用三 个共阴数码管,总共可以控制255 个车位。如图所示,数码管a-h 脚端连接,通过连接一个 7448 连接到单片机芯片的P1、P2口。其中 7448是驱动作用。另外,本系统还可以显示停车 场的车位状况,我们可以将单片机芯片的P0.0 和 P0.1 来作为显示车位状
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- 基于 AT89S52 单片机 停车场 车位 设计 要点
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