【文章內(nèi)容簡介】 主 要 發(fā) 光 器 件 ， 所 以 在 大 型 的 顯 示 設(shè) 備 中 ， 目 前 尚 無 其 他 的 顯 示 方 式 與 L E D 顯 示 方 式 匹 敵 。 所 以 引 導(dǎo) 顯 示 模 塊 直 接 選 擇 L E D 顯 示 屏 。 無線通信無 線 通 信 主 要 實 現(xiàn) 無 線 數(shù) 據(jù) 傳 輸 功 能 。 無 線 傳 輸 的 正 確 率 與 可 靠 率 是 整 個 系 統(tǒng) 的 關(guān) 鍵 ， 它 是 整 個 系 統(tǒng) 的 通 信 信 道 。 現(xiàn) 今 的 無 線 通 信 方 式 主 要 有 ： 無 線 電 、 藍(lán) 牙 和 無 線 收 發(fā) 模 塊 。 方 案 一 : 藍(lán) 牙 通 信 “ 藍(lán) 牙 無 線 技 術(shù) 采 用 的 是 一 種 擴(kuò) 展 窄 帶 信 號 頻 譜 的 數(shù) 字 編 碼 技 術(shù) ， 通 過 編 碼 運 算 增 加 了 發(fā) 送 比 特 的 數(shù) 量 ， 擴(kuò) 大 了 使 用 的 帶 寬 。 藍(lán) 牙 使 用 跳 頻 方 式 來 擴(kuò) 展 頻 譜 。 跳 頻 擴(kuò) 頻 使 得 帶 寬 上 信 號 的 功 率 譜 密 度 降 低 ， 從 而 大 大 提 高 了 系 統(tǒng) 抗 電 磁 干 擾 、 抗 串 話 干 擾 的 能 力 ， 使 得 藍(lán) 牙 的 無 線 數(shù) 據(jù) 傳 輸 更 加 可 靠 。 在 頻 帶 和 信 道 分 配 方 面 ， 藍(lán) 牙 系 統(tǒng) 一 般 工 作 在 2 . 4 G H z 的 I S M 頻 段 。 起 始 頻 率 為 2 . 4 0 2 G H z ， 終 止 頻 率 為 2 . 4 8 0 G H z ， 還 在 低 端 設(shè) 置 了 2 M H z 的 保 護(hù) 頻 段 ， 高 端 設(shè) 置 了 3 . 5 M H z 的 保 護(hù) 頻 段 。 共 享 一 個 公 共 信 道 的 所 有 藍(lán) 牙 單 元 形 成 一 個 微 網(wǎng) ， 每 個 微 網(wǎng) 最 多 可 以 有 8 個 藍(lán) 牙 單 元 。 在 微 網(wǎng) 中 ， 同 一 信 道 的 各 單 元 的 時 鐘 和 跳 頻 均 保 持 同 步。 ” 方 案 二 ： 無 線 串 行 通 信 無 線 通 信 模 塊 來 實 現(xiàn) 無 線 數(shù) 據(jù) 傳 輸 , 現(xiàn) 在 無 線 通 信 模 塊 比 較 多 ， 所 以 以 普 通 無 線 通 信 模 塊 為 例 , 一 般 接 口 為 T T L 電 平 , 可 以 直 接 和 單 片 機 的 異 步 通 信 口 連 接 。 數(shù) 據(jù) 的 發(fā) 送 和 接 收 都 是 透 明 式 的 , 用 戶 無 需 詳 知 其 通 信 的 具 體 原 理 , 只 需 簡 單 的 設(shè) 置 和 使 用 就 行 。 本 系 統(tǒng) 下 位 機 系 統(tǒng) 電 路 為 T T L 電 路 , 而 上 位 機 系 統(tǒng) 是 標(biāo) 準(zhǔn) 的 R S 2 3 2 接 口 ， 所 以 需 要 進(jìn) 行 電 壓 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 換 。 M S C 5 1 單 片 機 通 過 無 線 傳 輸 模 塊 接 收 上 位 機 ( P C 機 ) 發(fā) 來 的 命 令 , 判 斷 后 執(zhí) 行 相 應(yīng) 的 程 序 。 電 腦 C O M 插 座 , 為 一 八 針 插 座 , 插 針 位 置 及 各 接 口 定 義 如 下 。 圖 2 .3 ： 插 針 位 置 圖 2 .4 ： 各 接 口 定 義 盡 管 藍(lán) 牙 技 術(shù) 被 描 述 得 前 景 誘 人 ， 但 是 藍(lán) 牙 還 是 一 種 還 沒 有 完 全 成 熟 的 技 術(shù) ， 藍(lán) 牙 的 通 訊 速 率 不 是 很 高 ， 在 當(dāng) 今 這 個 數(shù) 據(jù) 爆 炸 的 時 代 ， 可 能 也 會 對 它 的 發(fā) 展 有 所 影 響 。 且 其 通 信 容 易 受 到 諸 如 微 波 爐 、 無 繩 電 話 、 科 研 儀 器 、 工 業(yè) 或 醫(yī) 療 設(shè) 備 的 干 擾 。 而 無 線 串 行 通 信 則 不 存 在 這 種 情 況 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 非 常 廣 ， 常 用 的 有 ： 無 線 抄 表 ； 工 業(yè) 遙 控 、 遙 測 ； 無 線 數(shù) 據(jù) 傳 輸 ； 銀 行 P O S 系 統(tǒng) ； 無 線 數(shù) 據(jù) 采 集 ； 樓 宇 自 動 化 、 無 線 監(jiān) 控 、 門 禁 系 統(tǒng) ； 智 能 家 居 、 工 業(yè) 控 制 ； 汽 車 檢 測 設(shè) 備 ； 無 線 L E D 顯 示 屏 系 統(tǒng) 。 所 以 結(jié) 合 本 次 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 需 求 我 們 選 擇 了 無 線 串 行 通 信 。 3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計與實現(xiàn) 系統(tǒng)主要硬件的設(shè)計 紅外線車位檢測器電路設(shè)計 TCRT5000傳 感 器 是 采 用 高 發(fā) 射 功 率 紅 外 光 電 二 極 管 和 高 靈 敏 度 光 電 晶 體 管 組 成 。 主 要 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 是 ： 電 度 表 脈 沖 數(shù) 據(jù) 采 樣 ， 傳 真 機 碎 紙 機 紙 張 檢 測 ， 障 礙 檢 測 和 黑 白 線 檢 測 。 “ 在 檢 測 過 程 中 傳 感 器 的 紅 外 發(fā) 射 二 極 管 不 斷 發(fā) 射 紅 外 線 ， 當(dāng) 發(fā) 射 出 的 紅 外 線 沒 有 被 發(fā) 射 回 來 或 被 反 射 回 來 但 強 度 不 夠 大 的 時 ， 光 敏 三 極 管 一 直 處 于 關(guān) 斷 狀 態(tài) ， 此 時 模 塊 的 輸 出 端 為 低 電 平 ， 指 示 二 極 管 一 直 處 于 熄 滅 狀 態(tài) ； 被 檢 測 物 體 出 現(xiàn) 在 檢 測 范 圍 內(nèi) 時 ， 紅 外 線 被 反 射 回 來 且 強 度 足 夠 大 ， 光 敏 三 極 管 飽 和 ， 此 時 模 塊 的 輸 出 端 為 高 電 平。 ” 根 據(jù) TCRT5000紅 外 傳 感 器 的 數(shù) 據(jù) 手 冊 顯 示 ， 紅 外 線 反 射 接 收 到 之 后 輸 出 的 電 流 約 為 ， 因 此 串 聯(lián) 一 個 5 歐 電 阻 輸 出 其 電 壓 。 通 過 A D 轉(zhuǎn) 換 芯 片 （ TLC549 ） 進(jìn) 行 A D 轉(zhuǎn) 換 ， 單 片 機 根 據(jù) 數(shù) 據(jù) 判 斷 停 車 位 狀 態(tài) 。 主 要 電 路 圖 如 圖 3 . 1 所 示 ： 圖 3 . 1 ： 紅 外 檢 測 及 A / D 轉(zhuǎn) 換 電 路 圖 由 P 0 0 來 發(fā) 出 片 選 信 號 ， 啟 動 T L C 5 4 9 進(jìn) 行 A / D 轉(zhuǎn) 換 。 運 行 時 紅 外 傳 感 器 產(chǎn) 生 的 電 壓 轉(zhuǎn) 換 到 A N L G I N 上 ， 經(jīng) A D 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 后 ， 單 片 機 可 以 通 過 P 2 0 讀 取 相 應(yīng) 的 磁 場 的 數(shù) 值 量 。 3 . 中央控制器電路的設(shè)計 主 控 制 電 路 即 單 片 機 的 最 小 系 統(tǒng) , 如 圖 3 . 2 所 示 。 圖 3 . 2 ： AT89S52 的 最 小 系 統(tǒng) 和 外 圍 電 路 LED顯示屏電路設(shè)計電路大致上可以分成單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路三部分。 單片機列驅(qū)動器LED顯示點陣電源 行驅(qū)動器 顯示屏電路框圖單 片 機 采 用 M S C 5 1 或 其 兼 容 系 列 芯 片 ， 采 用 2 4 M H Z 或 更 高 頻 率 晶 振 ， 以 獲 得 較 高 的 刷 新 頻 率 ， 時 期 顯 示 更 穩(wěn) 定 。 單 片 機 的 串 口 與 列 驅(qū) 動 器 相 連 ， 用 來 顯 示 數(shù) 據(jù) 。 P 1 口 低 4 位 與 行 驅(qū) 動 器 相 連 ， 送 出 行 選 信 號 ； P 1 . 5 ～ P 1 . 7 口 則 用 來 發(fā) 送 控 制 信 號 。 P 0 口 和 P 2 口 空 著 ， 在 有 必 要 的 時 候 可 以 擴(kuò) 展 系 統(tǒng) 的 R O M 和 R A M 。 1 6 ｘ 1 6 的 點 陣 顯 示 屏 的 硬 件 原 理 圖 如 圖 ： 單片機系統(tǒng)及外圍電路 16X16點陣原理圖b. 列驅(qū)動電路列 驅(qū) 動 電 路 有 集 成 電 路 7 4 H C 5 9 5 構(gòu) 成 。 它 具 有 一 個 8 位 串 入 并 出 的 移 位 寄 存 器 和 一 個 8 位 輸 出 鎖 存 器 的 結(jié) 構(gòu) ， 而 且 移 位 寄 存 器 和 輸 出 鎖 存 器 的 控 制 是 各 自 獨 立 的 ， 可 以 實 現(xiàn) 在 顯 示 本 行 列 數(shù) 據(jù) 的 同 時 ， 傳 送 下 一 行 的 列 數(shù) 據(jù) ， 既 達(dá) 到 重 疊 處 理 的 目 的 。 7 4 H C 5 9 5 的 外 形 及 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示 。 它 的 輸 入 側(cè) 有 8 個 串 行 移 位 寄 存 器 ， 每 個 移 位 寄 存 器 的 輸 出 都 連 接 一 個 輸 出 鎖 存 器 。 引 腳 S I 是 串 行 數(shù) 據(jù) 的 輸 入 端 。 引 腳 S C K 是 移 位 寄 存 器 的 移 位 時 鐘 脈 沖 ， 在 其 上 升 沿 發(fā) 生 移 位 ， 并 將 S I 的 下 一 個 數(shù) 據(jù) 打 入 最 低 位 。 移 位 后 的 各 位 信 號 出 現(xiàn) 在 各 移 位 寄 存 器 的 輸 出 端 ， 也 就 是 輸 出 鎖 存 器 的 輸 入 端 。 R C K 是 輸 出 鎖 存 器 的 打 入 信 號 ， 其 上 升 沿 將 移 位 寄 存 器 的 輸 出 打 入 輸 出 鎖 存 器 。 引 腳 G 是 輸 出 三 態(tài) 門 的 開 放 信 號 ， 只 有 當(dāng) 其 為 低 時 鎖 存 器 的 輸 出 才 開 放 ， 否 則 為 高 組 態(tài) 。 S C L R 信 號 是 移 位 寄 存 器 清 零 輸 入 端 ， 當(dāng) 其 為 低 時 移 位 寄 存 器 的 輸 出 全 部 為 零 。 由 于 S C K 和 R C K 兩 個 信 號 是 互 相 獨 立 的 ， 所 以 能 夠 做 到 輸 入 串 行 移 位 與 輸 出 鎖 存 互 不 干 擾 。 芯 片 的 輸 出 端 為 Q A ～ Q H ， 最 高 位 Q H 可 作 為 多 片 7 4 H C 5 9 5 級 聯(lián) 應(yīng) 用 時 ， 向 上 一 級 的 級 聯(lián) 輸 出 。 但 因 為 Q H 受 輸 出 鎖 存 器 的 打 入 控 制 ， 所 以 還 從 輸 出 鎖 存 器 前 引 出 Q H ， 作 為 與 移 位 寄 存 器 完 全 同 步 的 級 聯(lián) 輸 出 。74HC595 QB 1 16 Vcc QC 2 15 QA QD 3 14 SI QE 4 13 G QF 5 12 RCK QG 6 11 SCK QH 7 10 SCLR GND 8 9 QH 74HC595外形及引腳 列驅(qū)動電路c. 行驅(qū)動器單 片 機 P 1 口 低 4 位 輸 出 的 行 號 經(jīng) 4 / 1 6 線 譯 碼 器 7 4 L S 1 5 4 譯 碼 后 生 成 1 6 條 行 選 通 信 號 線 ， 再 經(jīng) 過 驅(qū) 動 器 驅(qū) 動 對 應(yīng) 的 行 線 。 一 條 行 線 上 要 帶 動 1 6 列 的 L E D 進(jìn) 行 顯 示 ， 按 每 一 L E D 器 件 2 0 M A 電 流 計 算 ， 1 6 個 L E D 同 時 發(fā) 光 時 ， 需 要 3 2 0 M A 電 流 ， 選 通 三 極 管 8 5 5 0 作 為 驅(qū) 動 管 可 滿 足 要 求 。 圖： 無線串行模塊電路設(shè)計 無線串行模塊分為兩部分：單片機無線模塊和上位機無線模塊。（RXD）（TXD）傳發(fā)數(shù)據(jù)，無線模塊同樣以這兩個口收發(fā)。在無線模塊和上位機相連的電路中，因為無線模塊電壓標(biāo)準(zhǔn)與上位機不同。，可以與單片機的I/O口直連，但是上位機電壓標(biāo)準(zhǔn)為RS232標(biāo)準(zhǔn)（邏輯“1”為5V～15V,邏輯“0”為+5V～+15V），所以需要接MAX232芯片進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。具體電路圖如下：：單片機無線模塊電路：上位機無線模塊電路 系統(tǒng)其它硬件介 節(jié)點控制器是超聲波車位探測系統(tǒng)的中間層，用于對超聲波探測器進(jìn)行分組管理，循環(huán)檢測所轄探測器的信息，并將有關(guān)信息傳到中央控制器。一個節(jié)點控制器可以控制4064個車位探測器。 安 裝 在 每 個 車 位 的 前 方 ， 用 于 顯 示 當(dāng) 前 車 位 狀 態(tài) 。 當(dāng)