【正文】 機(jī)最小系統(tǒng) ??????????????? ??????? 31 顯示器電路 ???????????????????????? 31 鍵盤(pán)電路 ????????????????????????? 31 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 IV 讀卡器電路 ???????????????????????? 32 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) ??????????????????????????? 32 結(jié) 論 ??????????????? ??????????????? 33 參 考 文 獻(xiàn) ???????????????????? ??????? 34 致 謝 ???????????????????? ?????????? 35 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 第 1 章 緒 論 課題背景及研究的意義 隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)型社會(huì)、節(jié)約型經(jīng)濟(jì)的政策、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等，決定了立體停車(chē)設(shè)備的發(fā)展和立體停車(chē)設(shè)施問(wèn)題。[1] 作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車(chē)滿(mǎn)為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車(chē)已成為人們的共識(shí)。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車(chē)庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車(chē)分流。 世界停車(chē)產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車(chē)技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。當(dāng)時(shí)日本全國(guó)汽車(chē)保有量大約為500 萬(wàn)輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車(chē)設(shè)備。 國(guó)外停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)一般采用高度智能化的專(zhuān)用設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)收費(fèi)系統(tǒng)的無(wú)人化操作 。 當(dāng)然停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)在采用大量先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，其系統(tǒng)的造價(jià)非常高昂，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度增大，系統(tǒng)維護(hù)成本高 。 其表現(xiàn)有 :一些管理系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠合理完善，未能充分考慮我國(guó)的實(shí)際國(guó)情，使新型停車(chē)場(chǎng)管理技術(shù)不但未能在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，相反有些停車(chē)場(chǎng)采用的新的技術(shù)設(shè)備卻成為制約管理系統(tǒng)發(fā)揮管理功能的瓶頸 。 如何提高停車(chē)管理系統(tǒng)核心技術(shù)水平，如何提高停車(chē)管理系統(tǒng)設(shè)備制造水平，是目前國(guó)內(nèi)停車(chē)管理系統(tǒng)企業(yè)普遍面臨的兩個(gè)問(wèn)題 。論文中首先介紹了立體停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)的研究背景及意義，對(duì)系統(tǒng)中用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹；接下來(lái)講述了系統(tǒng)的功能以及其工作原理、過(guò)程，描述了立體停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)的總體組成以及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境；本文的重點(diǎn)是立體停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)的硬件電路的開(kāi)發(fā)和軟件設(shè)計(jì)，這兩部分也是立體停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)的核心，文中詳細(xì)的講述了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)以及軟件模塊的實(shí)現(xiàn)；最后，記錄了對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試與測(cè)試，并 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)和進(jìn)一步展望。 車(chē)位控制指對(duì) 要存入車(chē)輛完成車(chē)號(hào)輸入、車(chē)號(hào)顯示、存儲(chǔ)、選擇最優(yōu)車(chē)位及將確定的車(chē)位信號(hào)傳輸?shù)裙δ埽粚?duì)取出車(chē)需完成車(chē)號(hào)輸入、車(chē)號(hào)查找、顯示確定車(chē)位及車(chē)位信號(hào)的傳輸?shù)裙δ堋? 系統(tǒng)的工作過(guò)程 本系統(tǒng)是用來(lái)對(duì)立體停車(chē)場(chǎng)的出庫(kù)入庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)控制與管理的，其具體的工作過(guò)程如下： 整個(gè)系統(tǒng)連接好上電以后系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，等待用戶(hù)刷卡存取車(chē)輛。 C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使你可以更加貼近 CPU 本身以及其它東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 的衍生產(chǎn)品。 Keil 181。 RS232 串口通訊，通訊波特率： 576000bit/s。絕大部分操作可在工具欄或主菜單中一次完成。它編程簡(jiǎn)單、方便、功能強(qiáng)大，具有與其它語(yǔ)言及環(huán)境的良好接口，不需要編程開(kāi)發(fā)人員具備 C/C++或者 Turbo Pascal 語(yǔ)言只是和特別高深的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，只要懂得 Windows 的界面及基本操作，就可以迅速上手，而 VB 在程序界面設(shè)計(jì)、多媒體開(kāi)發(fā)方面更是獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。 現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器 (CPU)、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器 (ROM)、并行和串行通信接口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、 PWM (脈寬調(diào)制電路 )、 WDT(看門(mén)狗 )、有些單片機(jī)將 LCD(液晶 )驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。 單片機(jī)的選擇 美國(guó) Intel公司 1980 年推出了 MCS51 系列高檔 8位單片機(jī)。當(dāng)振蕩器頻率最高時(shí)（ 12MHZ），大部分指令執(zhí)行時(shí)間為 1181。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。 “看門(mén)狗”技術(shù)就是使用一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)不斷計(jì)數(shù)，監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行。 1)復(fù)位電路 微處理器在上電、掉電及低壓供電時(shí)，監(jiān)控器產(chǎn)生脈沖信號(hào)這可以保證微處理器實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位；當(dāng)供電電壓過(guò)低時(shí)，防止 CPU 失控。當(dāng)定時(shí)器啟動(dòng)后，若在 內(nèi)沒(méi)有向 WDI 輸入脈沖，監(jiān)控器將輸出一個(gè)復(fù)位信號(hào)，引腳 RESET變低電平，同時(shí)定時(shí)器清零，只要 RESET為低電平，定時(shí)器將一直停止工作。 由 N 個(gè) LED 顯示塊可拼連接成 N位的 LED 顯示器， N個(gè) LED 顯示塊有 N根位選線(xiàn)和 8 N 根段碼線(xiàn)。 圖 35 4 4鍵盤(pán) (1)行列式鍵盤(pán)工作原理： 按鍵設(shè)置在行、列線(xiàn)交點(diǎn)上，行、列分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。 當(dāng) 3 號(hào)鍵被按下時(shí)，與 3 號(hào)鍵相 連 的行線(xiàn)電平將由與此鍵相連的列線(xiàn)電平?jīng)Q定，而行線(xiàn)電平在無(wú)按鍵按下時(shí)處于高電 平狀態(tài)。分別介紹如下： 首先把所有的列線(xiàn)均置為低電平，檢查各行線(xiàn)是否有變化，如果有變化，則說(shuō)明有鍵被按下，如果沒(méi)有變化，則說(shuō)明無(wú)鍵被按下。 8255的A0， A1 端分別接于地址線(xiàn) A0、 A1上， CS———— 與 ， WR———— 、 RD———— 分別與 89C51 的 WR————和 RD———— 相連。 2)定時(shí)掃描的工作方式 單片機(jī)對(duì)鍵盤(pán)的掃描也可以采用定時(shí)掃描方式，即每隔一定的時(shí) 間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次。 讀卡器電路 的工作原理是：閱讀器加電工作后發(fā)出定向查詢(xún)的射頻信號(hào)，當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入讀寫(xiě)器的有效查詢(xún)范圍內(nèi)，射頻卡獲得能量被激活； 射頻卡將自身編碼等信息通過(guò)卡內(nèi)置發(fā)送天線(xiàn)發(fā)送出去 ；讀卡器 接收天線(xiàn)接收到從射頻卡發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)，經(jīng)天線(xiàn)調(diào)節(jié)器傳送到 解碼電路，再對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼；然后將解碼后的信號(hào)送到為控制器里進(jìn)行相關(guān)的處理，控制器會(huì)判斷發(fā)送來(lái)的卡號(hào)的身份，以此來(lái)判斷鎖的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。脈沖下降沿進(jìn)一位。待機(jī)時(shí)的電流從工作時(shí)的 125mA降至 35mA。但要考慮的問(wèn)題比程序存儲(chǔ)器涉及的問(wèn)題要多，如 I/O口擴(kuò)展的統(tǒng)一編址問(wèn)題。存車(chē)的能量消耗主要與提升層數(shù)關(guān)系密切，層數(shù)越低，能量消耗越少。這種方法在查找時(shí)最優(yōu)車(chē)位首地址讀取數(shù)據(jù)是否是 ０ ？地址碼加 ７開(kāi) 始Y地址碼是否是末地址 ？顯示 00輸出顯示存入最優(yōu)車(chē)位緩沖地址碼加 １讀取數(shù)據(jù)NYN東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 間上的效率已趨于極限，但是很難找到一個(gè)恰到好處的公式使得數(shù)據(jù)按這種格式存放時(shí)不產(chǎn)生空隙，所以這種方法對(duì)于空間的要求就多一些。顯示子程序主要功能是顯示按下鍵盤(pán)的鍵號(hào)和顯示由程序確定的數(shù)字。 調(diào)鍵盤(pán)掃描子程序調(diào)最優(yōu)子程序?qū)鹘o單片機(jī)的信號(hào)進(jìn)行處理開(kāi) 始將顯示緩沖區(qū)內(nèi)車(chē)號(hào)存入相應(yīng)的位置
。 圖 43 鍵盤(pán)掃描子程序流程圖 初始化鍵盤(pán)掃描是否有鍵按下 ？分析鍵盤(pán)號(hào)開(kāi) 始Y延時(shí) 8 ms 除抖確實(shí)有鍵按下按鍵釋放 ？是否是功能鍵 ？按鍵值送 A返 回調(diào)顯示子程序送顯示緩沖區(qū)是否 8 位數(shù)字掃描完成 ？N NNNNYYYYY東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 顯示子程序 本系統(tǒng)采用的顯示器是共陽(yáng)極 LED8 位 8段顯示器， LED 的段位信號(hào)由 8255驅(qū)動(dòng)。 圖 42 選取最優(yōu)車(chē)位程序流程圖 在范圍較小的時(shí)候，無(wú)論采取什么 方法查找，所花費(fèi)的時(shí)間都相差無(wú)幾，在這種情況下，算法上簡(jiǎn)單易行，且對(duì)存儲(chǔ)格式要求較低的線(xiàn)性查找無(wú)疑就可以滿(mǎn)足我們的要求。 圖 41 主程序流程圖 最優(yōu)車(chē)位的實(shí)現(xiàn) 本文研究的自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)有 40 個(gè)車(chē)位，共 20 層，每層兩個(gè)車(chē)位，當(dāng)有車(chē)存入時(shí)，微處理器需確定存入哪個(gè)車(chē)位，就出現(xiàn)了選取最優(yōu)化車(chē)位的問(wèn)題。在此設(shè)計(jì)中用于擴(kuò)展 89C51 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量。這種工作方式往往是多個(gè) 2732 并聯(lián) 在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上，為使存儲(chǔ)系統(tǒng)功耗最小，并防止各存儲(chǔ)芯片爭(zhēng)奪總線(xiàn)，則可把所有 2732 的 OE—— 均接地，通過(guò)對(duì) CE—— 端輸入高電平或低電平來(lái)確定是哪個(gè)芯片的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)總線(xiàn)上去，而其它芯片處于輸出禁止方式。它由兩部分電路組成，分別是 14 級(jí)分頻器和振蕩器。 [14] 讀卡器電路 主要是完成射頻讀寫(xiě)過(guò)程，其中包括信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)。根據(jù)前面的介紹的 方 法，逐列置 0掃描，讀入行線(xiàn)的狀態(tài)，最后確定按鍵 列號(hào) 。 1)編程掃描方式 這種方式就是只有當(dāng)單片機(jī)空閑時(shí)，才調(diào)用鍵盤(pán)掃描子 程序，反復(fù)的掃描鍵盤(pán)，等待用戶(hù)從鍵盤(pán)上輸入命令或數(shù)據(jù)，來(lái)響應(yīng)鍵盤(pán)的輸入請(qǐng)求。當(dāng)?shù)谝涣袨榈碗娖剑溆喔髁袨楦唠娖綍r(shí)，因?yàn)槭擎I 3 被按下，所以 1行仍處于高電平狀態(tài)；而當(dāng)?shù)诙袨榈碗娖?，其余各列為?電平時(shí)，同樣我們會(huì)發(fā)現(xiàn)第 1 行仍處于高電平狀態(tài)；直到讓第 4 列為低電平，其余各列為高電平時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí) 3號(hào)鍵被按下，所以第一行的電平將由高電平轉(zhuǎn)換到第 4列所處的低電平，據(jù)此可以判斷第 1行第 4列的交叉點(diǎn)處的按鍵，即 3號(hào)鍵被按下。因此各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將行、列線(xiàn)信號(hào)配合起來(lái)處理，才能確定閉合鍵的位置。如圖所示。同樣，共陽(yáng)極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，通常此公共陽(yáng)極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示 。 [13]看門(mén)狗電路計(jì)數(shù)器定時(shí)電路，在 WDI 端輸入一個(gè)脈沖 （ TTL 電平，寬度可小至 50ms） ，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。這類(lèi)芯片集成化程度高，功能齊全，具有廣闊的應(yīng)用前景。為提高單片機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾性能，在控制系統(tǒng)中 采用看門(mén)狗芯片組成復(fù)位電路。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。MCS51 在內(nèi)部 RAM 中開(kāi)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。此外還有 MOTOROLA 公司的產(chǎn) 品，日本幾大公司的專(zhuān)用單片機(jī)。 CMOS 雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而 CHMOS 則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗蓄電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。通過(guò)這些方式的靈活應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)填充、搬遷、連接文件等目的。 Genius 的特點(diǎn)：新概念驅(qū)動(dòng)主電路設(shè)計(jì)，對(duì)各類(lèi)器件電器兼容性好，電平規(guī)范穩(wěn)定，功耗低，整機(jī)無(wú)明顯過(guò)熱，主板采用 SMT 安裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊運(yùn)行可靠。這種編程器采用 40 管腳萬(wàn)用鎖緊插座，適應(yīng)絕大多數(shù)器件編程之所需。它可以支持所有 8051的衍生產(chǎn)品，也可以支持所有兼容的仿真器，同時(shí)支持第三方開(kāi)發(fā)工具。Vision2 。 二、 存車(chē)信號(hào)處理功能 存車(chē)信號(hào)處理功能是指車(chē)位控制系統(tǒng)在有車(chē)輛需存入車(chē)庫(kù)時(shí)所應(yīng)完成的功能，主要包括以下幾項(xiàng)： ，即將鍵盤(pán)上輸入的車(chē)輛信息 存入 射頻卡和 單片機(jī)的存儲(chǔ)器中； ，即根據(jù)現(xiàn)有的車(chē)輛存入情況選擇最優(yōu)存入車(chē)位的功能； 單 片 機(jī) 程序存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 監(jiān)視器 讀卡器 鍵 盤(pán) 停車(chē)位顯示器 控制面板顯示 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 示功能，即將已選定的最優(yōu)車(chē)位在顯示器上顯示出來(lái)的功能； ，即將選定的最優(yōu)車(chē)位轉(zhuǎn)換成信號(hào)并將信號(hào)傳輸給存取車(chē)控制系統(tǒng)的功能。 第六 章 結(jié)束語(yǔ)：總結(jié)了系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，并對(duì)系統(tǒng)的改進(jìn)做了進(jìn)一步的展望。其中用到的關(guān)鍵技術(shù)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制技術(shù)、射頻設(shè)別（ RFID）技術(shù)、串口通信技術(shù)、 VB 語(yǔ) 言、C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和硬件電路焊接技術(shù)。 應(yīng)該看到，國(guó)內(nèi)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)核心技術(shù)的設(shè)計(jì)水平和設(shè)備制造水平與國(guó)外同類(lèi)系統(tǒng)仍存在一定的差距 。 發(fā)展初期，由 于有許多關(guān)鍵設(shè)備國(guó)內(nèi)無(wú)法生產(chǎn)，因此停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)硬件大多采用國(guó)外產(chǎn)品，所以這一階段的國(guó)內(nèi)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)帶有更多 集成 的意味 。停車(chē)用戶(hù)在家中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)就可以預(yù)定停車(chē)車(chē)位，交納停車(chē)費(fèi)用，查詢(xún)出行目的地的各類(lèi)停車(chē)信息 。 目前，國(guó)外停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，己經(jīng)基本進(jìn)入了智能化收費(fèi)的階段 。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)、磁性接近開(kāi)關(guān)、光敏感應(yīng)開(kāi)關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車(chē)出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車(chē)尺 寸和重量自