【正文】 的內(nèi)部資源，性能全面而且適應(yīng)性強(qiáng)，能覆蓋多種應(yīng)用需要。 第二章：方案的比較和論證 自動化立體車庫系統(tǒng)是一種功能多，利用率高的車庫系統(tǒng)。小區(qū)的住戶憑 IC 卡實(shí)現(xiàn)車輛的入庫和出庫，把信息輸入到單片機(jī)，單片機(jī)對數(shù)據(jù)處理后通過三相異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)車位對位存取。 立體車庫本身的發(fā)展已經(jīng)有幾十年的歷史了，產(chǎn)品分類也有許多種，如簡單的有采用液壓和機(jī)械機(jī)構(gòu)的兩層或多層停車架式的，復(fù)雜些的有水平橫移式和 垂直循環(huán)式，還有電梯式的等等，這些都屬于立體車庫家族的成員，但都沒有引起人們太多的注意，直到自動化立體車庫的出現(xiàn)，其以大容量、自動化、占地小 、方便性等優(yōu)點(diǎn)極大地吸引了車庫建設(shè)者和普通老百姓的興趣。 在本次設(shè)計中，王惠中老師對我們的設(shè)計進(jìn)行了精心的指導(dǎo)和大力的幫助，使我們能順利的完成本次設(shè)計任務(wù)，在此，我們致以衷心的感謝和敬意！ 此外，本次設(shè)計也自始至終得到了電信學(xué)院各方的大力支持，在此表示感謝！由于水平有限，時間倉促，設(shè)計中難免有這樣那樣的錯誤，望請各位老師批評指正。因此，我們選擇了“智能大廈 自動化立體車庫系統(tǒng)”做為我們的畢業(yè)設(shè)計題目。 電源簡介 我們引用家用 220V 電源，經(jīng)變壓 、 整流 、 濾波 、 穩(wěn)壓后輸出兩個 +5 伏直流 和一個 +15 伏直流電源。電機(jī)部分是本部分的重點(diǎn)，它包括了電機(jī)的驅(qū)動，選型，安裝及固態(tài)繼電器。接近開關(guān)安裝在車位上，它可以測到車位上是否有車，并在有車時向單片機(jī)發(fā)出信號。其安全性能好，且操作距離可達(dá) 10CM。該部分選用了五片 8255 芯片作為對外圍設(shè)備的控制芯片，并且采用了兩片譯碼器，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)各部件的地址分配。傳感器部分將檢測車輛存取過程中的每一個狀態(tài)，并在出現(xiàn)事故時及時報警。課題主要內(nèi)容可分為六個部分，分別是主小區(qū)自動化立體車 庫 2 控電路部分、非接觸式 IC 卡部分，傳感器部分、傳動部分、機(jī)械部分以及軟件部分。 本次設(shè)計系統(tǒng)采用了“多輸入 多輸出”的理念，可同時服務(wù)多個用戶，避免長時間等待。車庫 共有 30 個車位，分三層。每層 10 個車位。而且在設(shè)計中， 采用全自動操作系統(tǒng) ，實(shí)現(xiàn)車庫門的自動開啟和關(guān)閉。主控電路部分核心是單片機(jī)，該部分完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和存儲、外圍設(shè)備的地址分配和車輛入庫出庫的算法控制，是整個系統(tǒng)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。 主控部分簡介 主控部分主要由單片機(jī)及其相關(guān)電路組成。 非接觸式 IC 卡部分 非接觸式 IC 卡部分主要分兩塊，一塊分卡片，一塊為讀卡器。用戶可以不下車完成刷卡操作， 專用寄存器 FIFO可以存儲用戶信息并把信息發(fā)送到單片機(jī)中。 傳動部分簡介 本次設(shè)計的立體車庫系統(tǒng)中的載車箱要根據(jù)用戶車位的不同而上下移動，需要有傳動裝置來實(shí)現(xiàn)。車庫基本設(shè)計部分主要是根據(jù)所查得的數(shù)據(jù)對車庫的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計。兩個 +5V 分別為數(shù)字電源和模擬電源， +15V 為固態(tài)繼電 器供電。 在設(shè)計的過程中，我們根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的具體要求設(shè)計了幾種可行方案，經(jīng)過比較論證后，我們從中選出了一個最合理的設(shè)計方案。 作者 2021 年 蘭州 目錄 第一部分：系統(tǒng)介紹 第一章：緒論 6 第二章：方案的比較及論證 7 第二部分：硬件部分 小區(qū)自動化立體車 庫 5 第一章： 設(shè)計基礎(chǔ) 9 第二章： I/O 接口 擴(kuò)展電路設(shè)計 20 第三章： 存儲器擴(kuò)展電路設(shè)計 24 第四章 : 電源系統(tǒng)設(shè)計與監(jiān)控 33 第三部分：非接觸式 IC 卡部分 第一章： 方案的比較及論證 46 第二章： 非接觸式 IC 卡 48 第四部分：傳感器部分 第一章：接近開關(guān) 64 第二章：超聲波測距裝置 77 第五部分： 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計及設(shè)備選型 第一章 ：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 85 第二章： 電氣接線圖及其原理 89 第三章： 設(shè)備選型 93 第六部分：軟件部分 第一章：方案的比較及論證 105 第二章：流程圖 105 第三章：原程序 105 參考文獻(xiàn) 第一部分：系統(tǒng)介紹 第一章：緒 論 近年來，隨著機(jī)動車數(shù)量的急劇增長，國內(nèi)許多城市停車難的問題越來越突出，北京、上海、廣州等大城市情況尤為嚴(yán)重。自動化停車系統(tǒng)作為一個系統(tǒng)工程產(chǎn)品，本身就是一個集中了自動控制、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、智能 卡、機(jī)械拖動等多學(xué)科技術(shù)的高科技產(chǎn)品，另外還需配套消防、通風(fēng)、照明、供電、監(jiān)控、車位引導(dǎo)、收費(fèi)管理等子系統(tǒng)，所以整個系統(tǒng)屬于一個技術(shù)含量較高的復(fù)雜的系統(tǒng)工程。車位狀態(tài)通過接近開關(guān)輸入到單片 機(jī)中。它主要由機(jī)械系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)和信息系統(tǒng)組成。用戶可以根據(jù)需要設(shè)計成各種不同的控制系統(tǒng)，尤其在工業(yè)自動化 控制 、 自動檢測 、 智能儀器儀表 、 家電等各個方面。 3） 可靠性好，適應(yīng)溫度范圍寬。 5) 可以方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制系統(tǒng)。在價格上也占絕對優(yōu)勢，一個 80c51 只有十幾塊錢。關(guān)于設(shè)計的組成和工作原理，詳見此后各個章節(jié)。 一． 8051 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1. 基本特性 8位 CPU、片內(nèi)振蕩器 * 4k 字節(jié) ROM、 128 字節(jié) RAM * 21 個特殊功能寄存器 （ SFR） * 32 根并行 I/O線 * 可尋址的 64k字節(jié)外部數(shù)據(jù)、程序存 儲 空間 * 2 個 16 位定時器、計數(shù)器 * 中斷結(jié)構(gòu)：具有二個優(yōu)先級、五個中斷源 * 一個全雙口串行 I/O 口 * 位尋址（即可尋找某位的內(nèi)容）功能，適于按位進(jìn)行邏輯運(yùn)算的位處理器。 （ 2） ～ P1口 8位雙向口線（在引腳的 1～ 8號端子）。 P1口只做 I/O 口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。 ○3 定時器 /計數(shù)器處于外部計數(shù)狀態(tài) (T0,T1) ○4 執(zhí)行讀寫外部 RAM 的指令 (RD,WR) 在應(yīng)用中 ,如不設(shè)定 P3端口各位的第二功能 (WR,RD 信叼的產(chǎn)生不用設(shè)置 ),則 P3端口線自動處于第一功能狀態(tài)，也就是靜態(tài) I/O 端口的工作狀態(tài)。 當(dāng)輸入的信號連續(xù) 2 個機(jī)器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。 ○1 、內(nèi)部 ROM 讀取時， PSEN 不動作； ○2 、外部 ROM 讀取時，在每個機(jī)器周期會動作兩次； ○3 、外部 RAM 讀取時， 兩個 PSEN 脈沖被跳過不會輸出； ○4 、外接 ROM 時，與 ROM 的 OE 腳相接。 ? 8751 燒寫內(nèi)部 EPROM 時，利用此腳輸入 21V 的燒寫電壓。 小區(qū)自動化立體車 庫 13 三． 8051 的存儲器配置 如下表〈 4〉 8051的存儲器特點(diǎn)及數(shù)據(jù)操作 容量 地 址 尋址方式 字節(jié)地址 位地址 程序存儲器 最大 64KB 0000H～ FFFFH 無 PC 間址 ,DPTR問址 外部數(shù)據(jù)存儲器 最小 64KB 0000H～ FFFFH 無 P2Ri 間址， DPTR間址 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 128 字節(jié) 00H～ 7FH 00H～ 7FH 直接尋址， Ri間址，位尋址 特殊功能 寄存器 21 字節(jié) 80H ～ FFH( 不連續(xù) ) 80H～ FFH(不連續(xù) ) 直接尋址，位尋址 1 存儲器系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 8051 的存儲器系統(tǒng)為哈佛結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器 . 程序存儲器 程序存儲器存放系統(tǒng)應(yīng)用程序和表格常數(shù)。片外程序存小區(qū)自動化立體車 庫 14 儲器必須通過并行擴(kuò)展總線擴(kuò)展，同時應(yīng)將內(nèi)外程序存儲器選擇引腳 EA 接地；選擇片內(nèi)程序存儲器時， EA接高電平。 程序存儲器中有一個固定的中斷入口地址區(qū)，這些中斷入口地址從 0003H 開始依次按間隔 8個字節(jié)安排。程序按照 PC 直至順序操作或轉(zhuǎn)移操作。 8051 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器為 00H～ 7FH 的 128B，是一個多功能復(fù)用空間。 ○2位尋址區(qū)。 ○4數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。 片外數(shù)據(jù)存儲器尋址空間的數(shù)據(jù)傳送 使用專門的 MOVX 指令。另外，單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)與應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)位狀態(tài)是密切相關(guān)的。在復(fù)位有效期間，ALE,PSEN,P0,P1,P2,P3 口引腳輸出高電平，即使準(zhǔn)雙向口皆處于輸入狀態(tài)，并將 07H寫入棧指針 SP（即設(shè)定堆棧底為 07H），同時，將程序計數(shù)器 PC 和其余的特殊功能寄存器清為 0（不定的位除外）。 在單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計過程中，經(jīng)常會使用上電復(fù)位和手動復(fù)位，最常用的上電復(fù)位和開關(guān)組合復(fù)位電路如圖〈 8〉所示。 五 .8051 的中斷系統(tǒng) 如圖〈 12〉所示 ,8051 提供 5個中斷源 .即 : *INT0 外部中斷請求 0 *INT1 外部中斷請求 1 *TF0 內(nèi)部定時器 0 *TF1 內(nèi)部定時器 1 *RI,TI 內(nèi)部串行口中斷 外中斷請求 0內(nèi)部定時器 0外中斷請求 1內(nèi)部定時器 1 內(nèi)部 T串行口 R INT 0INT 1中斷源識別高優(yōu)先級中斷請求中斷向量低優(yōu)先級中斷請求中斷向量中斷源識別 圖〈 12〉 8051 中斷系統(tǒng) 小區(qū)自動化立體車 庫 17 8051 的中斷優(yōu)先級分為兩級。若同時接收到兩個不同優(yōu)先級的中斷請求，則優(yōu)先服務(wù)于高優(yōu)先級的中斷。中斷開放寄存器的定義如下： 小區(qū)自動化立體車 庫 18 （ M S B ） （ L S B ）IE 0 A 8 HES ET 1 EX 1 ET 0 EX 0EA 符號 地址 說明 EA 中斷總體控制位。 ET1=0為關(guān)閉 EX1 外部中斷 1 開放或關(guān)閉。每一個中斷元都可以單獨(dú)的開放或關(guān)斷。中斷向量表如下表〈 8〉： 中斷源 向量地址 小區(qū)自動化立體車 庫 19 IE0 0003H TF0 000BH IE1 0013H TF1 001BH RI+TI 0023H 4．外部中斷 外部中斷可以通過程序?qū)⒍〞r器 /計數(shù)器控制寄存器 TCON 的 IT0或 IT1設(shè)置成電平觸發(fā)或調(diào)變觸發(fā)。 10 μ A ﹤ VIN﹤VCC IIH1 到 RST/VPD（復(fù)位）之輸入高電流 500 μ A VIN﹤ ICC 電源 電流 125 mA 輸出均斷開 CIO I/O 緩沖器電容 10 PF fc=1MHz ，TA=25OC 第二章 I/O 接口擴(kuò)展電路設(shè)計 一 8255 可編程外圍并行接口芯片 8255 是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程外圍接口芯片，它具有 3個 8位的并行 I/O 口，分別稱為 PA 口、 PB口、和 PC 口，其中 PC口又分為高 4位和低 4位口。對 8255 設(shè)置不同的控制字可使其選擇三種基本的工作方式： 方式 0，方式 1 方式 2 1 芯片引腳圖 2 工作原理 Cμ 8255 有 A、 B、 C3 個輸入輸出口。若 A 口預(yù)先設(shè)置為基 本輸入輸出方式時， CPU就用指令把要輸出的數(shù)據(jù)送至 A口（ PA0～