【正文】 綠燈表示有車正在進(jìn)入空車位，還可以停車；紅燈表示場內(nèi)車位全滿，不允許汽車進(jìn)入。不僅方便了駕駛?cè)?，還便于管理者查看停車場的各種情況，可以及時(shí)的調(diào)整收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)營策略。（5）LCD顯示模塊：顯示停車場的各種信息，包括北京時(shí)間、停車位、空停車位數(shù)、停車的費(fèi)用、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和操作提示等內(nèi)容。（6）操作鍵盤模塊：通過鍵盤進(jìn)行多種人工操作，包括顯示、切換、查詢各類信息，修改收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，修改北京時(shí)間（北京時(shí)間可以精確到秒）等顯示內(nèi)容。 工作流程當(dāng)汽車進(jìn)入或駛出停車場時(shí)，模塊將通知單片機(jī)有汽車駛?cè)牖蝰偝鐾＼噲?，單片機(jī)再根據(jù)停車場的當(dāng)時(shí)的狀態(tài)控制停車場大門的開啟或關(guān)閉，根據(jù)設(shè)置好的停車費(fèi)用，及時(shí)間，做相應(yīng)處理。停車場未滿，車入庫時(shí)，駕駛?cè)藛T按下SB2鍵，取卡，大門打開，車位減一，車入庫，并送相應(yīng)單元存儲數(shù)據(jù)。車出庫時(shí)，處理人工鍵盤的操作，進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用，顯示相應(yīng)卡號，結(jié)算相應(yīng)花費(fèi)，然后按下SB4鍵，大門打開，車出庫，車位數(shù)加一。停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)可以調(diào)節(jié)，方便停車場運(yùn)營，系統(tǒng)初始值設(shè)為3元/時(shí)?？梢酝＼嚂r(shí)交費(fèi)也可以離開時(shí)交費(fèi)經(jīng)營者可以根據(jù)自己的情況來定。系統(tǒng)能夠自動統(tǒng)計(jì)停車場總收入，并顯示。該系統(tǒng)還可以充當(dāng)時(shí)鐘來使用，時(shí)間的小時(shí)與分鐘都可以調(diào)節(jié)。用程序來說就是檢測有沒有空車位，有空位則允許車進(jìn)入，沒則不打開大門。如果有車進(jìn)來，等待汽車通過傳感器，打開進(jìn)車大門，已停車位數(shù)加1，停車總量加1，延時(shí)一段時(shí)間，讓汽車通過進(jìn)車門，關(guān)閉進(jìn)車門；沒空位時(shí)，不打開大門，即紅燈亮。檢測有沒車出去，有則等待汽車通過出車門傳感器，打開出大門，已停車位數(shù)減1，經(jīng)過一段時(shí)間，讓汽車通過出車門，關(guān)閉出車門。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)簡介 單片機(jī)的選擇美國Intel公司1980年推出了MCS51系列高檔8位單片機(jī)。提高了芯片的集成度，性能上大為提高，增加了多種片內(nèi)硬件功能，并擴(kuò)展了功能單元的種類和數(shù)量。MCS51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及其一些主要特點(diǎn)：MCS51單片機(jī)內(nèi)的I/O口的數(shù)量和種類較多且齊全，尤其是它有一個(gè)全雙工的串行口。MCS51可對64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器尋址且不受該系列中各種芯片型號的影響，而對程序存儲器是內(nèi)外總空間為64KB.MCS51有5個(gè)中斷源，分為2個(gè)優(yōu)先級，每個(gè)中斷源的優(yōu)先級是可編程的，它的堆棧位置也是可編程的，堆棧深度可達(dá)128字節(jié)。MCS51子系列有2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，通過編程可以實(shí)現(xiàn)四種工作模式。MCS52子系列有3個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。MCS51在內(nèi)部RAM中開設(shè)了四個(gè)通用工作寄存器區(qū)，共32個(gè)通用寄存器，以適應(yīng)多種中斷或子程序嵌套的要求。MCS51是一個(gè)功能很強(qiáng)的指令系統(tǒng)，主要表現(xiàn)在MCS51的指令系統(tǒng)中增添了減法、乘法、除法、比較、堆棧操作和多種位操作指令。[5]當(dāng)振蕩器頻率接最高12MHZ時(shí)，大部分指令執(zhí)行時(shí)間為1181。s，少部分為2181。s，乘除指令的執(zhí)行時(shí)間也只有4181。s。特別值得一提的是MCS51的布爾處理器。它實(shí)際上是一個(gè)完整的一個(gè)微計(jì)算機(jī)，這個(gè)一位的微機(jī)有自己的CPU ,位寄存器、I/O口和指令集。把八位微機(jī)和一位微機(jī)結(jié)合在一起，是微機(jī)技術(shù)上的一個(gè)突破。一位機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路仿真和實(shí)時(shí)測控方面非常有效，而八位機(jī)在運(yùn)算處理、智能儀表常用的數(shù)據(jù)采集方面有明顯的長處。在MCS51系列單片機(jī)中八位機(jī)和一位機(jī)（布爾處理器）的硬件資源是復(fù)合在一起的，二者相輔相成，這是MCS51在設(shè)計(jì)上的精美之處，也是一般微機(jī)所不具備的。[1] 89C51的引腳介紹圖31 單片機(jī)引腳圖掌握MCS51單片機(jī)，應(yīng)首先了解MCS51的引腳，熟悉并牢記各引腳的功能。MCS51系列中各種芯片的移交是互相兼容的。制造工藝為HMOS的MCS51的單片機(jī)都采用40只引腳的雙列直插封裝（DIP方式，如圖所示。目前大多樹為此類封裝方式。制造工藝為CHMOS的8031/89C51/87C51除采用DIP封裝方式以外，還采用方行封裝方式，為44只引腳（其中4只是無用的引腳）如圖上圖所示。40只引腳按其功能來分，可分為如下3類：1. 電源及時(shí)鐘引腳：Vcc、Vss。XTALXTAL2。2. 控制引腳：/PSEN、ALE、/EA、RESET3. I/O口引腳；P0、PPP為4個(gè)8位I/O口的外部引腳。下面來介紹各引腳的功能。電源及時(shí)鐘引腳1電源引腳電源引腳接入單片機(jī)的工作電源（1） Vcc(40引腳)：接+5V電源。（2） Vss(20引腳)：接地2時(shí)鐘引腳2個(gè)時(shí)鐘引腳XTAL1，XTAL2外接晶體與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了1個(gè)振蕩器，它為單片機(jī)提供了時(shí)鐘信號。2個(gè)時(shí)鐘引腳也可以外接獨(dú)立的晶體振蕩器。XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。[8]晶振的頻率可以在1MHz24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。型號同樣為AT89C51的芯片，在其后面還有頻率編號，有12,16,20,24MHz可選。大家在購買和選用時(shí)要注意了。如AT89C51 24PC就是最高振蕩頻率為24MHz,40P6封裝的普通商用芯片。根據(jù)綜上分析，此次設(shè)計(jì)中的最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用89C51芯片作為最小系統(tǒng)芯片是最佳選擇。[1]（1）XTAL1（19引腳）：接外部晶體1個(gè)引腳。該引腳內(nèi)部是1個(gè)反相放大器的輸入端。這個(gè)反相放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器/如果采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。（2）XTAL2（18引腳）：接外部晶體的另一端，在該引腳內(nèi)部接至內(nèi)部反相放大器的輸出端。若采用外部時(shí)鐘振蕩器時(shí)，該引腳接收時(shí)鐘振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。2控制引腳此類引腳提供控制信號，有的引腳還具有復(fù)用功能。（1）RST/Vpd(9引腳)：RST（RESET）是復(fù)位信號輸入斷，高電平有效。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，在此引腳加上持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)候，就可以完成復(fù)位操作。在單片機(jī)正常工作時(shí)，此引腳應(yīng)為≦。Vpd為本引腳的第二功能，即備用電源的輸入斷。當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障，降低到某一規(guī)定值的低電平時(shí)，將+5V電源自動接入RST端，為內(nèi)部RAM提供備用電源，以保證片內(nèi)RAM中的信息不丟失，從而使單片機(jī)在復(fù)位后能繼續(xù)正常運(yùn)行。ALE引腳輸出為地址鎖存允許信號，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后，ALE引腳不斷輸出正脈沖信號。當(dāng)單片機(jī)訪問外部存儲器時(shí)，ALE輸出信號的負(fù)跳沿用于單片機(jī)發(fā)出的低8位地址經(jīng)外部鎖存器鎖存的鎖存控制信號。即使不訪問外部鎖存器，ALE端仍有正脈沖號輸出，此頻率為時(shí)鐘振蕩頻率的1/6。如果有脈沖信號輸出，則單片機(jī)基本上是完好的。應(yīng)該注意的是，每當(dāng)MCS51訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，在2個(gè)機(jī)器周期中ALE只出現(xiàn)1次，即丟失1個(gè)ALE脈沖。因此，嚴(yán)格來說，用戶不宜用ALE做精確的時(shí)鐘源或定時(shí)信號。ALE端可以驅(qū)動8個(gè)LS型TTL負(fù)載。/PROG為本引腳的第二功能。在對片內(nèi)EPROM型單片機(jī)編程寫入時(shí)，此引腳作為編程脈沖輸入端（3）/PSEN：程序存儲器允許輸出控制端。在單片機(jī)訪問外部程序存儲器時(shí)，此引腳輸出脈沖負(fù)跳沿作為讀外部程序存儲器的選通信號。此引腳外接部程序存儲器的/OE端。/PSEN端可以驅(qū)動8個(gè)LS型TTL負(fù)載。 如果檢查一個(gè)MCS51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)上電后，CPU能否正常到外部程序存儲器讀取指令碼，可用示波器查/PSEN端有無脈沖輸出。（4）/EA/Vpp（Enable Address/Voltage Pulse of Programing,31腳）：/EA功能為內(nèi)外程序存儲器選擇控制端。 當(dāng)/EA引腳為高電平時(shí)，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器，但在PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過0FFFH時(shí)，即超出片內(nèi)程序存儲器的4KB地址范圍，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。 當(dāng)/EA引腳為低電平時(shí)，單片機(jī)則只訪問外部程序存儲器，不論是否有內(nèi)部程序存儲器。對于8031來說，因其無內(nèi)部程序存儲器，所以該引腳必須接地，這樣只能選擇外部程序存儲器。 Vpp為本引腳的第二功能。在對EPROM型單片機(jī)8751內(nèi)EPROM固化編程時(shí)，用于施加叫高的編程電壓。[10]對于89C51，則加在Vpp引腳的編程電壓為+12V或+5V。I/O口引腳（1）P0口：雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動8個(gè)LS型TTL負(fù)載。（2）P1口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動4個(gè)LS型TTL負(fù)載。（3）P2口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動4個(gè)LS型TTL負(fù)載。（4）P3口：8位準(zhǔn)雙星I/O口，雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動4個(gè)LS型TTL負(fù)載。這里要特別注意準(zhǔn)雙向與雙向三態(tài)口的差別。P3口的第二功能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)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。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。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。P1口，P2口，P3口是3個(gè)8位雙向的I/O口，各口線在片內(nèi)均有固定的上拉電阻。當(dāng)這3個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口作輸入口使用時(shí)，要向該口先寫1，另外準(zhǔn)雙向I/O口無高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài)I/O口。[6] 89C51單片機(jī)的存儲器MCS51單片機(jī)的存儲器分為：1)程序存儲器（最大空間64K）2)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器（00H1FH:工作寄存器，只有R0、R1可作為指針使用、20H2FH：位尋址區(qū)、30H7FH：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)）3)特殊功能寄存器（21個(gè)）4)位尋址空間（211位）5)外部數(shù)據(jù)寄存器（最大空間64K） 但在邏輯上，即從用戶的角度上，8051單片機(jī)有三個(gè)存儲空間：片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64K的程序存儲器地址空間（MOVC）256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的地址空間（MOV）以及64K片外數(shù)據(jù)存儲器的地址空間（MOVX）在訪問三個(gè)不同的邏輯空間時(shí)，應(yīng)采用不同形式的指令（具體我們在后面的指令系統(tǒng)學(xué)習(xí)時(shí)將會講解），以產(chǎn)生不同的存儲器空間的選通信號。程序內(nèi)存ROM尋址范圍：0000H ~ FFFFH 容量64KBEA = 1，尋址內(nèi)部ROM；EA = 0，尋址外部ROM地址長度：16位作用： 存放程序及程序運(yùn)行時(shí)所需的常數(shù)。七個(gè)具有特殊含義的單元是：0000H —— 系統(tǒng)復(fù)位，PC指向此處；0003H —— 外部中斷0入口000BH —— T0溢出中斷入口0013H —— 外中斷1入口001BH —— T1溢出中斷入口0023H —— 串口中斷入口002BH —— T2溢出中斷入口內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM 物理上分為兩大區(qū)：00H ~ 7FH即128B內(nèi)RAM 和 SFR區(qū)。作用：作數(shù)據(jù)緩沖器用。圖32是8051單片機(jī)存儲器的空間結(jié)構(gòu)圖圖32程序存儲器 一個(gè)微處理器能夠聰明地執(zhí)行某種任務(wù)，除了它們強(qiáng)大的硬件外，還需要它們運(yùn)行的軟件，其實(shí)微處理器并不聰明，它們只是完全按照人們預(yù)先編寫的程序而執(zhí)行之。那么設(shè)計(jì)人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲器中，俗稱只讀程序存儲器（ROM）。程序相當(dāng)于給微處理器處理問題的一系列命令。其實(shí)程序和數(shù)據(jù)一樣，都是由機(jī)器碼組成的代碼串。只是程序代碼則存放于程序存儲器中。[1] MCS51具有64kB程序存儲器尋址空間，它是用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。對于內(nèi)部無ROM的8031單片機(jī)，它的程序存儲器必須外接，空間地址為64kB，此時(shí)單片機(jī)的端必須接地。強(qiáng)制CPU從外部程序存儲器讀取程序。對于內(nèi)部有ROM的8051等單片機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)，則需接高電平，使CPU先從內(nèi)部的程序存儲中讀取程序，當(dāng)PC值超過內(nèi)部ROM的容量時(shí)，才會轉(zhuǎn)向外部的程序存儲器讀取程序。 當(dāng)=1時(shí)，程序從片內(nèi)ROM開始執(zhí)行，當(dāng)PC值超過片內(nèi)ROM容量時(shí)會自動轉(zhuǎn)向外部ROM空間。 當(dāng)=0時(shí)，程序從外部存儲器開始執(zhí)行，例如前面提到的片內(nèi)無ROM的8031單片機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中就要把8031的引腳接為低電平。[11] 8051片內(nèi)有4kB的程序存儲單元，其地址為0000H—0FFFH，單片機(jī)啟動復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為0000H，所以系統(tǒng)將從0000H單元開始執(zhí)行程序。但在程序存儲中有些特殊的單元，這在使用中應(yīng)加以注意： 其中一組特殊是0000H—0002H單元，系統(tǒng)復(fù)位后，PC為0000H，單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序，如果程序不是從0000H單元開始，則應(yīng)在這三個(gè)單元中存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，讓CPU直接去執(zhí)行用戶指定的程序。 另一組特殊單元是0003H—002AH，這40個(gè)單元各有用途，它們被均勻地分為五段，它們的定義如下： 0003H—000AH 外部中斷0中斷地址區(qū)。