【導(dǎo)讀】一層在地面，二層在。地下，用停10輛車的面積停放30輛車。車庫用戶憑各自的非接觸式IC卡實現(xiàn)車位。而且在設(shè)計中，采用全自動操作系統(tǒng)，實現(xiàn)車庫門的自動開啟和關(guān)閉。FM1702非接觸式IC卡的使用實現(xiàn)了用戶和系統(tǒng)的信息交換。課題主要內(nèi)容可分為六個部分，分別是主?？仉娐凡糠帧⒎墙佑|式IC卡部分，傳感器部分、傳動部分、機械部分以及軟件部分。分配和車輛入庫出庫的算法控制，是整個系統(tǒng)的重點、難點。成用戶信息的讀取并送入單片機進(jìn)行處理。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。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。非接觸式IC卡部分主要分兩塊，一塊分卡片，一塊為讀卡器。二者支持ISO1443typeA通信協(xié)議，多種加密算法和三重認(rèn)證。及安裝，減速方式，傳動材料等。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。得原本有限的職能小區(qū)公共面積被一排排的車占用，影響了人們的生活。硬件分析，程序流程圖及源程序。

　　

【正文】 D 7 D 0 D 6 D 1 D 5 D 2 D 4 G ND D 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 1小區(qū)自動化立體車 庫 32 OE：讀選通信號輸入線，低電平有效。 WE：寫允許信號輸入線，低電平有效。 表 1 6264 工作方式 2.6264RAM的擴展電路 擴展數(shù)據(jù)存儲器同外擴程序存儲器一樣，由 P2口提供高 8位地址， P0口為分時提供低 8 位地址和 8位雙向數(shù)據(jù)總線。片外 SRAM 的讀和寫由 8051 的 RD（ ）和 WR（ ）信號控制，片選端（ CE）由譯碼器 2控制。 CE OE WE CS 輸入 / 輸出 D0～ D7 6264 引腳號 （20） （22） （27） （26） （ 11～ 13， 15～19） 寫 VIL 任意 VIL VIH DIN 讀 VIL VIL VIH VIH DOUT 未選中 VIH 任意 任意 任意 高阻 未選中 任意 任意 任意 VIL 高阻 輸出禁止 VIL VIH VIH VIH 高阻 小區(qū)自動化立體車 庫 33 R DW RP2 . 4P2 . 3P2 . 2P2 . 1P2 . 0P0 . 7P0 . 6P0 . 5P0 . 4P0 . 3P0 . 2P0 . 1P0 . 0A L E8051E AD7D6D5D4D3D2D1D0G74LS373Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0O EO EW EC sA1 2A1 1A1 0A9A8A7A6A5A4A3A2A1A06264D7D6D5D4D3D2D1D02 53 11 71 62 52 42 32 22 13 23 33 43 53 63 73 83 93 01 81 71 41 38741 11 91 61 51 2965212 22 72 022 32 12 434567891 01 91 81 71 61 51 31 21 13 第 四 章 電源系統(tǒng)設(shè)計與監(jiān)控 本章主要介紹單片機系統(tǒng)的電源設(shè)計與實施系統(tǒng)監(jiān)控。在一個單片機實用系統(tǒng)設(shè)計中，電源設(shè)計是頭等重要的，此單元設(shè)計是否合理，直接決定系統(tǒng)能否穩(wěn)定的運行。在這個系統(tǒng)中，我們采用交流市網(wǎng) 50HZ,220V 供電，并利用 MAXIM 公司制造的MAX791 監(jiān)控芯片實施監(jiān)控管理，此芯片不僅可以實現(xiàn)對電源異常情況進(jìn)行監(jiān)控，而且具有看門狗功能，能夠很好的對單片機的運行進(jìn)行監(jiān)控。 MAX791 具有的監(jiān)視功能多，可靠性高，外圍器件少，監(jiān)控電路簡單，體積小。 這一章我們分為兩部分進(jìn)行介紹：第一部分， 電源設(shè)計；第二部分，單片機的監(jiān)控。 一 單片機的電源設(shè)計 長期以來，單片機系統(tǒng)使用的集成電路器件大多數(shù)都在 5V 電源工作。一般的，最為基本的方案采用單電源，多路供電。但在小區(qū)自動立體車庫設(shè)計中，由于系統(tǒng)既用 5V 電壓的器件又用到 15V 的器件，這就需要多電源供電。在此系統(tǒng)中，由于還有數(shù)字電源，故此我們采用三電源供電。 對于小的單片機系統(tǒng)而言，只要 5V 的直流電源，而對于實際的單片機系統(tǒng)來說，由于需要一定的外設(shè)，除 5V的直流外，還需要其他直流電源，如本次設(shè)計中固態(tài)繼小區(qū)自動化立體車 庫 34 電器所需的 15V 直流電源。 在此次 設(shè)計中，我們采用的電源通過市電電網(wǎng)的交流電經(jīng)變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓后得到系統(tǒng)所需的 5V,15V 直流電源。因此，此系統(tǒng)的電源包括變壓電路，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路。如圖 所示。 變 壓 電 路 穩(wěn) 壓 電 路濾 波 電 路整 流 電 路交 流供 電設(shè) 備直 流電 源圖 4. 1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)電源組成框圖 2變壓電路 此系統(tǒng)的電源是由市電提供 220V 交流 50HZ 的電壓，通過變壓器轉(zhuǎn)化，整流，濾波，穩(wěn)壓后得到，故在電源設(shè)計過程中，首先應(yīng)考慮變壓電路的選擇與設(shè)計。本系統(tǒng)應(yīng)用多電源供電方案。由于 8051， 8255 等芯片和發(fā)聲報警電路都用直 流模擬 5V電源， IC 卡芯片需要 5V的數(shù)字電源，而固態(tài)繼電器采用的是 15V 直流電源。故在變壓器選擇上，我們采用圖 所示的變壓器。 ~ 2 2 0 V5 0 H Z124356U 1U 2U 378U 4 圖 系統(tǒng)選用的變壓器 注： 1， 2端為初級繞組端，接交流 50HZ， 220V 市電 (U1)。 3， 4端為次級繞組 1 端，接給固態(tài)繼電器提供的變壓器二次電壓 (U2),。 小區(qū)自動化立體車 庫 35 5， 6端為次級繞組 2 端，接 8051 等 芯片所需的適當(dāng)?shù)淖儔浩鞫坞妷?(U3)。 7， 8端為次級繞組 3 端，接 IC 卡 芯片所需的適當(dāng)?shù)淖儔?器二次電壓 (U4)。 在此系統(tǒng)中，經(jīng)過估算，各參數(shù)如下： U2= 20V， U3=10V， U4= U3= 10V； I2= , I3=， I4= I3= ； n 1=U1/U2=220/20=11, n2=U1/U3=220/10=22， n3= n2=22； P2=U2I2=, P3=U3I3=。P4=P3= P1=(P2+P3+P4)/=. 3 整流電路 它是利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟ㄈ缇w二極管、真空二極管），將正弦 ,交流電壓 U，變?yōu)閱蜗蛑绷?(脈動 )電壓。為提高整流效率，我們采用單相全波橋式整流電路。使電網(wǎng)的電壓和電流得以很好的利用。單相全波電路如圖 。R Luou1 u2 圖 單相全波整流電路 上述電路連接方式實現(xiàn)了在 u2 的一個周期內(nèi)都有同一個方向的電流流過負(fù)載，達(dá)到了全波整流的目的。輸出電壓的波形如圖 示。 u1 u20w t0w t 圖 單相橋輸 出電壓波形 在這個系統(tǒng)中， U2側(cè)的整流電壓為 :UO1= U2 =18V,。URM1=21/2U2=。 小區(qū)自動化立體車 庫 36 負(fù)載電流可根據(jù)三端穩(wěn)壓器的電流計算出， IO1=500mA,ID=250mA。故選用型號為2CZ85E 的整流二極管，它的最大整流電流為 1A , 反向工作電壓 200V, U3 側(cè)整流電壓為： UO2= U3 =9V, URM2=,負(fù)載電流 IO2=100mA。 U4 側(cè)整流電壓為：UO3=UO2=9V, URM3=, IO3=100mA。 U3,U4 側(cè)我們選用 2CZ54C 二極 管，最大整流電流為 500mA,反向工作電壓 100V. 4 濾波電路 在電路中采用電源濾波為了抑制在電源線上的傳導(dǎo)高頻干擾。單片機應(yīng)用系統(tǒng)電源濾波不僅能有效防止外界環(huán)境的電磁干擾傳入系統(tǒng)，而且能有效抑制系統(tǒng)本身產(chǎn)生的干擾向外界傳遞；同時，還能較好地克服電源本身產(chǎn)生的干擾信號對系統(tǒng)工作的影響。因而，我們對單片機的交流端和直流端都進(jìn)行濾波。 1 ）交流端濾波 任何電源線上的傳導(dǎo)干擾信號，都可以用共模和差模干擾信號來表示，單片機應(yīng)用系統(tǒng)電源交流端的應(yīng)簡單可靠并能同時抑制兩種干擾信號。我們采用電感電容組成低通濾波電路。由于通過電感線圈的電流發(fā)生變化的時候，線圈要產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流變化，因而使負(fù)載電流和負(fù)載電壓的脈動大大減小，頻率越高，電感越大，濾波效果越好。電容大體估算為 C1=C2=2uF,L1=L2=1mH。 .電路如圖 ～ 2 2 0 V5 0 H Z1 m H2 u F 2 u F1 m H 圖 交流端濾波 2）直流端濾波 直流端濾波主要為了抑制高頻干擾，通常采用電容濾波就足夠了。電容濾波電路一般用于要求輸出電壓較高，負(fù)載電流并且變化也較小的場合。濾波電容一般在幾十微法到幾千微法，其耐壓值大于輸 出電壓的最大值，一般取 倍，并且通常選用極性電容，我們采用極性鋁電解電容器。在此電路中，我們選擇 CD110X 型鋁電解小區(qū)自動化立體車 庫 37 電容器。電容取值 2200Uf。 直流端濾波電路如圖 u 1 u 2uo+R L 圖 直流端濾波電路 5穩(wěn)壓電路 在這個系統(tǒng)中，我們考慮到要給 8051， 8255，和 IC卡等供給 +5V 直流電壓，而要給固態(tài)繼電器提供 +15V 直流電壓，故我們選用 7805 和 7815 三端穩(wěn)壓器。 W78XXX系列集成穩(wěn)壓器應(yīng)用電路比較簡單，外圍器件很少。只有輸入，輸出， 和公共三個引出端。 由于 8051 等芯片最大的電源電流為 125mA，因此我們選擇 W78L05，它的輸出電流為 100mA,最大功耗為 500mW；而固態(tài)繼電器的負(fù)載電流大約在 100mA～ 300 mA，故我們選擇 W78M15 三端穩(wěn)壓器，它的輸出電流為 500mA,功耗為 1W，具體參數(shù)見表 2： 表 2 W78L05 ,W78M15 穩(wěn)壓器的電參數(shù) 型號 W78L05 W78M15 單位 典型輸入電壓 10 23 V 最小輸入電壓 V 輸出電壓 VOUT/V 最小 典型 最大 最小 典型 最大 V 5 15 Vin=8~20V Vin=18~30V 靜態(tài)電流Id 6 6 mA 最大輸出 100 500 mA 小區(qū)自動化立體車 庫 38 電流 IOUTMAX 最小輸入輸出壓差 V 輸出阻抗（ f=1KHZ） 15 MΩ 功耗 500 1000 mW 工作溫度 － 40～ 85℃ ℃ 在使用三端穩(wěn)壓器時應(yīng)注意防止產(chǎn)生自激振蕩。三端穩(wěn)壓器內(nèi)部電路放大級數(shù)多，開環(huán)增益高，工作于閉環(huán)深度負(fù)反饋狀態(tài)，需要采用適當(dāng) 的補償移相措施，防止產(chǎn)生高頻寄生振蕩。在圖 中的電容 C1,C2 就是為了防止自激振蕩而加的防振電容。 +0 . 33 uFW 78 XXXC 1 C 2V D 1I N 4 1 4 80 . 1 u F2 2 0 0 u FC 3 圖 三端穩(wěn)壓器應(yīng)用電路 為改善紋波電壓和抑制輸入瞬時過電壓，輸入端加入的 C1 一般取值 ,同時輸出端接 C2 用以改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，容量取 . 為了減小提高紋波電壓與提高輸出電壓的穩(wěn)定度，分別在輸入輸出端加大的電解電容。這樣一旦輸入端出現(xiàn)短路，集成穩(wěn)壓器內(nèi)部電路中的功率調(diào)整管可以及時泄放。另外，為了防止其損壞，在輸入與輸出間跨接一 只二極管，為輸出端電容提供一條放電通路，從而起到保護(hù)芯片內(nèi)部的調(diào)整功率管作用。 以上就是此次系統(tǒng)電源的各部分電路，總體電路圖如圖 所示。 圖中模擬 DC15V 給固態(tài)繼電器的功率放大電路提供電源，考慮到 W78M05 電流過大，加分流電阻以減小電流；模擬 DC5V 給 8051， 8255 等芯片提供電；數(shù)字 DC5V 給IC 電路采用的數(shù)字芯片提供數(shù)字電壓 。 小區(qū)自動化立體車 庫 39 ~ 220 V50 HZU 1U 2U 3U 4+0 . 33 uFW 78 L 05C 1 C 2VD 3IN 41480 . 1 uF2200 uFC 3++0 . 33 uFW 78 M 15C 1 C 2VD 1IN 41480 . 1 uF2200 uFC 3++R模 擬 D C 1 5 V+0 . 33 uFW 78 L 05C 1 C 2VD 1IN 41480 . 1 uF2200 uF