基于無(wú)線網(wǎng)的公共自行車管理設(shè)計(jì)硬件部分畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 20:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 原理圖如圖5所示。 圖 5 MFRC522硬件電路原理圖該控制器為32腳的貼片封裝，大小只有5x5mm，體積小、功耗低、性能強(qiáng)大。，而供電電路使用LC濾波輸入以減少噪聲的干擾。載波信號(hào)利用TX1和TX2引腳進(jìn)行發(fā)送，除此再加上若干無(wú)源器件用來(lái)進(jìn)行匹配和濾波，從而直接控制天線。在芯片內(nèi)部，通過(guò)副載波的雙邊帶對(duì)卡的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行譯碼。在VMID引腳和地極之間我們使用一只電容連接它們用于穩(wěn)定輸出。 單片機(jī)控制模塊 單片機(jī)是一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，它將CPU、RAM、ROM、定時(shí)計(jì)數(shù)器以及I/O接口等計(jì)算機(jī)的五大主要組成部分集成在一塊微小的電路芯片上。目前有很多家公司都在進(jìn)行單片機(jī)的生產(chǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的日益成熟和強(qiáng)勢(shì)發(fā)展，越來(lái)越多的單片機(jī)擁有了超大規(guī)模的集成電路，這使得單片機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大和豐富，運(yùn)算速度也是突飛猛進(jìn)，也隨之產(chǎn)生了32位單片機(jī)和64位單片機(jī)，但根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要和產(chǎn)品的性價(jià)比，本系統(tǒng)采用W78A054ADG單片機(jī)作為系統(tǒng)控制芯片。W78A054ADG是一種功耗低、性能高的CMOS8位CPU，擁有 8K 可編程系統(tǒng)Flash存儲(chǔ)器。W78A054ADG使用傳統(tǒng)的51系列內(nèi)核作為內(nèi)核，在此基礎(chǔ)之上又做了很多的改善讓芯片擁有的更多強(qiáng)大的功能這是傳統(tǒng)單片機(jī)所不具有的。在這個(gè)芯片上面，有著一個(gè)8位的CPU 以及一個(gè)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，這一點(diǎn)讓 W78A054ADG可以供應(yīng)很多靈活多用的方案給嵌入式系統(tǒng)使用。該芯片使用了密度高、不易失去存儲(chǔ)功能的技術(shù)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，并且與能夠兼容其他指令系統(tǒng)，在這個(gè)單片機(jī)上有一個(gè)通用的 8 位CPU和一個(gè) Flash 存儲(chǔ)單元。[8]主要特性如下：1. ～～2. 用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)3. 片上集成512字節(jié)RAM4. 32個(gè)通用可編程I/O口，P0加上拉電阻可做I/O口使用， 5. 具有看門狗功能 6. 具有EEPROM功能，可以直接下載程序8. 3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器9. 4路外部中斷10. 通用異步串行口（UART）單片機(jī)引腳如圖6所示。圖6 W78A054ADG引腳圖8A054引腳功能VCC：供電電壓。GND：接地。各個(gè)端口介紹如表一所示表2端口介紹 P3口主要使用第二功能，它的功能介紹如表3所示表3 P3口第二年功能 其次是各個(gè)引腳的介紹： 表4引腳介紹 3．3 晶振電路W78A054ADG單片機(jī)內(nèi)含有一個(gè)高增益的反向放大器，單片機(jī)想要正常工作，必須要外接一個(gè)晶振電路。晶振電路包括一個(gè)晶體振蕩器和兩個(gè)電容，組成一個(gè)自激振蕩器。單片機(jī)的時(shí)鐘具有兩種工作模式，分別是片內(nèi)時(shí)鐘模式和片外時(shí)鐘模式，本設(shè)計(jì)采用的是片外時(shí)鐘模式。振蕩器的頻率由晶體決定，兩外接電容對(duì)頻率也有微調(diào)作用，但由于是時(shí)鐘主振電路兩個(gè)并聯(lián)的電容可以省去所以此晶振電路沒(méi)有并聯(lián)的電容。[9] 圖 7 晶振電路圖3．4 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路是指單片機(jī)的初始化操作。當(dāng)單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，為了讓CPU以及該單片機(jī)中所有的其他部件處在一個(gè)初始化狀態(tài)，所以需要先對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作。復(fù)位電路接+5V直流電壓時(shí)，C3電容就會(huì)充電，從而在電阻上出現(xiàn)一定電壓，單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，幾毫秒以后，電容電量達(dá)到最大，而電阻上的電流則降至0A，電壓降至0V，單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。復(fù)位電路RESET端產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，通過(guò)連接單片機(jī)引腳4給單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，電路圖如圖7所示。 圖 8 復(fù)位電路圖 繼電器模塊 本系統(tǒng)決定采用TQ25v 10個(gè)引腳的電磁繼電器。TQ25V電磁繼電器是Panasonic公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，它的體積小屬于超薄型，靈敏度高并且功耗低。電磁繼電器是通過(guò)電磁線圈通電，繼而產(chǎn)生磁力，這種磁力使得接點(diǎn)吸合或者釋放。在該產(chǎn)品其他型號(hào)中還擁有一種能夠進(jìn)行磁保持的繼電器，這種磁保持繼電器的內(nèi)部擁有一個(gè)磁力離合裝置，啟動(dòng)時(shí)送一個(gè)脈沖電壓（達(dá)到所需的脈沖寬度）就能夠讓它產(chǎn)生吸合，而不需要像普通的電磁繼電器那樣，要通過(guò)維持穩(wěn)定的電壓才能產(chǎn)生吸合。特點(diǎn)：( 1 ) 高、長(zhǎng)和寬分別為5mm、14mm、9mm，屬于超薄型。( 2 ) 額定消耗功率低，整體靈敏度非常高。( 3 ) 等夠自動(dòng)安裝SDM。( 4 ) 可進(jìn)行高密度安裝。( 5 ) 擁有包金的雙叉橫桿觸點(diǎn)，可靠性非常高。( 6 ) 可使用IC插座。( 7 ) 低熱電動(dòng)勢(shì)。ATQ206引腳圖如下所示： 圖 9 TQ25v繼電器引腳圖 穩(wěn)壓電路 本系統(tǒng)采用的是12v直流電源，而單片機(jī)需要一個(gè)5v的直流電源，因此我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓電路，以此得到一個(gè)5v的電源。7805系列穩(wěn)壓器是大家在日常生活中經(jīng)常用到的穩(wěn)壓器件，用它來(lái)進(jìn)行穩(wěn)壓十分的方便，一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電路就可以讓我們得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓,并且我們得到的電壓剛剛好就是5v，這正是維持8A054單片機(jī)在正常運(yùn)行情況下所要的電壓，7805有很多的衍生產(chǎn)品如KA系列，ADS系列，CW系列等，在它們之間的功能和參數(shù)上有一些小的不同。我們選用的是KA7805,下圖是KA7805的 幾個(gè)引腳介紹以及用這個(gè)穩(wěn)壓器來(lái)組成的穩(wěn)壓電路。 7805 1 2 3 圖 10 7805引腳圖其中1接的是輸入的+電壓，2接地，3則輸出我們所要用的+5V電壓。 圖 11 穩(wěn)壓引腳圖 無(wú)線通信技術(shù) 無(wú)線傳輸模塊選型 無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)得到了全面普及像藍(lán)牙、3G/4G、WIFI等都是無(wú)線通訊技術(shù)在人們?nèi)丈仙钪薪?jīng)常用到的應(yīng)用。由于本設(shè)計(jì)面向的對(duì)象為停車場(chǎng)區(qū)域的車輛，自然就不需要太遠(yuǎn)的距離，選取中短距離。而且這是ISM國(guó)際免費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)頻段。，它是通過(guò)全雙工模式傳輸來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作的，在抗干擾性能上要比其他任何無(wú)線技術(shù)來(lái)的優(yōu)秀的多。這一極其強(qiáng)大的抗干擾性使得它的理論上的最大傳輸距離可以達(dá)到10米之多，如果芯片外設(shè)可以增加一些功率放大器件的話，將會(huì)到達(dá)更加遠(yuǎn)的地方。除此之外它的理論上的數(shù)據(jù)傳輸速度是2M/s，這一速度兩倍于藍(lán)牙的理論數(shù)據(jù)傳輸速度。結(jié)合前面的幾點(diǎn)在這三種常見(jiàn)的無(wú)線通信技術(shù)中。它比藍(lán)牙的生產(chǎn)成本低、數(shù)據(jù)傳輸速度快，比27MHz抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低。 同步串行口通信同步通訊是指在既定的通訊速度下，數(shù)據(jù)在接發(fā)兩端得到的時(shí)鐘信號(hào)頻率能夠保持相同，這樣就使得通信雙方在接發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)能夠擁有一模一樣的時(shí)間關(guān)系。串行通信是通
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