【正文】 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） i 基于單片機(jī)的停車場計(jì)數(shù)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 前言 ......................................................... 2 第 1 章 理論分析及總體方案 ..................................... 4 第 節(jié) 方案比較 ............................................ 4 第 節(jié) 總體設(shè)計(jì)方案 ......................................... 5 第 2 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ......................................... 7 第 節(jié) 控制電路設(shè)計(jì) ......................................... 7 第 節(jié) 對射紅外檢測電路設(shè)計(jì) ................................ 12 第 節(jié) 液晶顯示電路設(shè)計(jì) .................................... 14 第 節(jié) 繼電器開關(guān)電路與報(bào)警電路的設(shè)計(jì) ....................... 16 第 節(jié) 按鍵電路設(shè)計(jì) ........................................ 18 第 3 章 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) ........................................ 19 第 節(jié) 主程序設(shè)計(jì) .......................................... 19 第 節(jié) 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì) ................................ 20 第 節(jié) 液晶顯示程序設(shè)計(jì) .................................... 21 第 4 章 系統(tǒng)測試 ............................................. 23 第 節(jié) 系統(tǒng)的 硬件調(diào)試 ...................................... 23 第 節(jié) 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 ...................................... 23 第 節(jié) 測試及結(jié)果 .......................................... 23 結(jié)論 ........................................................ 24 參考文獻(xiàn) .................................................... 24 致謝 ........................................................ 25 附錄 ........................................................ 25 附錄 1：原理圖及實(shí)物照片說明 .................................. 26 附錄 2：部分源程序 ........................................... 26 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 基于單片機(jī)的停車場計(jì)數(shù)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 【摘 要】以 STC89C52 單片機(jī)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(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的停車場計(jì)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(shí)，形成 電平信號 ， 經(jīng)過 放大、整流 并送入單片機(jī) 控制模塊 進(jìn)行控制計(jì)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(shí)現(xiàn)了對停車場內(nèi)汽車數(shù)量的計(jì)數(shù)、顯示、停車場進(jìn)出門 以及報(bào)警 的控制 。 【關(guān)鍵詞】：單片機(jī)；紅外對射 式 傳感器； 繼電器 ；液晶顯示 ； 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 Abstract In this paper, the STC89C52 microcontroller 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 posed of two parts. When an object through the transmitter 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, display, alarm and the controller of pulling or pushing the door in the parking lot. [Key words]: microcontroller。 infrared photoelectric couple。 relay。 Liquid Crystal Display。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 前 言 在當(dāng)今社會(huì) 經(jīng)濟(jì) 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(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)，而怎樣對其線上的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)的、有效率的、精確的計(jì)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(jī)為核心控制的計(jì)數(shù)器有著能夠?qū)崟r(shí)，精確，可靠，穩(wěn)定等計(jì)數(shù)優(yōu)點(diǎn)已成為廣大廠家的首選自動(dòng)計(jì)數(shù)的裝置。 當(dāng)今，單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展， 基于 單片機(jī)技術(shù)開發(fā)的計(jì)數(shù)設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備促進(jìn)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(jī)技術(shù)并能開發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)管理這些智能化產(chǎn)品的高級工程技術(shù)人才 。 單片機(jī)以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和開發(fā)機(jī)電一體化和智能化測控產(chǎn)品的重要手段 。 電子計(jì)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(shí)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(jī)的紅 外線計(jì)數(shù)器能夠滿足廣大廠家的要求，它擁有實(shí)時(shí)，精確，可靠，穩(wěn)定等特點(diǎn)。 對射式傳感器計(jì)數(shù)是一種多功能的電子測量儀器。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(jìn)行放大，通過單片機(jī)分析，計(jì)算出進(jìn)出車輛的次數(shù)，通過液晶顯示方式顯示進(jìn)出車輛數(shù)從而進(jìn)行計(jì)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(yùn)動(dòng)檢測和計(jì)數(shù)（如風(fēng)速儀、數(shù)控機(jī)床等）。典型應(yīng)用：光柵尺、編碼器、邦定機(jī)、壓焊機(jī)、火 花機(jī)、醫(yī)療儀器、 atm 取款機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、收款機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、磁帶驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)球式鼠標(biāo)、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(jìn)，抗干擾能力增強(qiáng)，可以在許多惡劣的地方代替科研人員進(jìn)行科學(xué)工作。 本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是 以 STC89C52 單片機(jī)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(jìn)行車輛計(jì)數(shù) ?；趩纹瑱C(jī)構(gòu)成的 車輛計(jì)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(jī)用何種方式對外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示控制、LCD 顯示 驅(qū)動(dòng)模塊的選擇、 STC89C52 單片機(jī)的擴(kuò)展 、 74LS245 如何驅(qū)動(dòng)繼電器與蜂鳴器工作的。 主要技術(shù)指標(biāo)： 抗干擾能力 強(qiáng) 廣 ： 0000~9999 計(jì)數(shù)值 精確 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 第 1章 理論分析及總體方案 第 方案 比較 三種不同 設(shè)計(jì)方案： 方案一： 如圖 11 所示： 圖 11 紅外線計(jì)數(shù)器硬件框圖 原理闡述：專業(yè)檢測芯片形成計(jì)數(shù)脈沖后送給控制單元 AT89C2051 單片機(jī)。 通過對它片內(nèi)計(jì)數(shù)、顯示編程。 PS7219 是專用 LED 顯示驅(qū)動(dòng)芯片可以同 時(shí)驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)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(shí)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(shí) ， 不會(huì)造成系統(tǒng)死機(jī)、數(shù)據(jù)誤寫或誤動(dòng)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(hù)數(shù)據(jù)。 方案二： 如圖 12 所示： 圖 12 紅外線計(jì)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(jì)數(shù)控制顯示，它是集譯碼、驅(qū)動(dòng)、鎖存、顯示一 體。 方案三： 如圖 13 所示： 紅外發(fā)射電路 NE555 紅外接收電路 LM567 計(jì)數(shù)顯示專用 芯片 CL102 電源監(jiān)測、單片機(jī)保護(hù)專用芯片 X25045P 專用檢測芯片 MCS51 控制單元AT89C2051 LED 顯示驅(qū)動(dòng)芯片 PS7219 LED 顯示 掉電數(shù)據(jù)保護(hù)芯片 HT7044A 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 圖 13 對射式紅外傳感器計(jì)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(jìn)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(shí)，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(zhǔn)確 的實(shí)現(xiàn) 車輛 計(jì)數(shù)功能且能讓系統(tǒng)處于異常狀態(tài)和抗干擾時(shí)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(jì)數(shù)產(chǎn)品 ， 同時(shí)它也暴露出了一個(gè)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(gè)方案只有舍棄 。 方案二是一個(gè)簡易的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器，價(jià)格低廉、計(jì)數(shù)精確。但在系統(tǒng)處于異常狀態(tài)時(shí)工作十分不穩(wěn)定、也是屬于現(xiàn)在計(jì)數(shù)市場上的淘汰產(chǎn)品。僅用于在計(jì)數(shù)要求不高的場合中 ， 這個(gè)方案太過于簡單故不選用。 方案三便是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的方案。之所以選用主要是這個(gè)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(shí)間快 、 使用壽命長 、 無鉛 、 應(yīng)用 廣泛 等特點(diǎn)。 第 總體 設(shè)計(jì)方案 以 STC89C52 單片機(jī)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 照設(shè)計(jì)的基本要求，可分為三 個(gè) 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(jī) 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(kuò)展功能上，本設(shè)計(jì)增加了 一個(gè) 繼電器 電路 、 按鍵電路和 過載 報(bào)警 電路。 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)框圖， 如圖 14 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(dòng)芯片 74ＬＳ２４５ 液晶顯示電路 蜂鳴器電路 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 圖 14 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 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(dòng)芯片 74ＬＳ２４５ 液晶顯示電路 蜂鳴器電路 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 第 2章 系統(tǒng) 的硬件設(shè)計(jì) 第 控制電路設(shè)計(jì) . 單片機(jī)的發(fā)展及趨勢 1． CPU 的改進(jìn) (1)增加 CPU 的數(shù)據(jù)總線寬度。例如，各種 16 位單片機(jī)和 32 位單片機(jī)，其數(shù)據(jù)處理能力要優(yōu)于 8 位單片機(jī)。另外， 8 位單片機(jī)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(jī)。 (2)采用雙 CPU 結(jié)構(gòu)，以提高數(shù)據(jù)處理能力。 2． 存儲(chǔ)器 的發(fā)展 (1)片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器現(xiàn)在普遍采用閃速 (Flash)存儲(chǔ)器。 Flash 存儲(chǔ)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(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失的優(yōu)點(diǎn)。使用片內(nèi) Flash存儲(chǔ)器，單片機(jī)可不用片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，大大簡化了其應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 (2)加大存儲(chǔ)容量。目前有的單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器容量可達(dá) 128 KB 甚至更多。 3．片內(nèi) I/O 的改進(jìn) (1)增加并行口的驅(qū)動(dòng)能力，以減少外部驅(qū)動(dòng)芯片。有的單片機(jī)可以直接輸出大 電流 和高 電壓 ，以便能直接驅(qū)動(dòng) LED 和 VFD(熒光顯示器 )。 (2)有些單片機(jī)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