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自動(dòng)立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-閱讀頁

2024-08-02 15:15本頁面
  

【正文】 方式。若要各位LED能夠同時(shí)顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符,就必須采用動(dòng)態(tài)顯示方式,即在某一時(shí)刻,只讓某一位的位線處于選通狀態(tài),而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài),同時(shí),段碼線上輸出相應(yīng)位要顯示的字符的段碼。 LED不同位顯示的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。另外,顯示位數(shù)增多,也將占用大量的CPU時(shí)間,因此動(dòng)態(tài)顯示實(shí)質(zhì)是以犧牲CPU時(shí)間來換取器件的減少的。顯示原理圖如下圖所示 圖34 顯示電路(2)鍵盤電路的設(shè)計(jì)行列式鍵盤接口行列式(也稱矩陣式)鍵盤用于按鍵數(shù)目較多的場合,它由行線和列線組成,按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。同理1個(gè)44的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成1個(gè)16個(gè)按鍵的鍵盤等等。很明顯,在按鍵數(shù)目較多的場合,行列式鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比,要節(jié)省很多的I/O口線。行線通過上拉電阻接到+5V上。列線的電平如果為低,則行線電平為低;列線的電平如果為高,則行線電平亦為高。由于行列式鍵盤中行、列線為多鍵共用,各按鍵均影響該鍵所在的行和列的電平。掃描法下面以圖中3號(hào)鍵被按下為例,來說明此鍵是如何被識(shí)別出來的。如果讓所有的列線處于低電平,很明顯,按鍵所在的行電平將被接成低電平,根據(jù)此行電平的變化,便能判定此行一定有按鍵被按下。所以,行線處于低電平只能得出某行有按鍵被按下的結(jié)論。即在某一時(shí)刻只讓1條列線處于低電平,其余所有列線處于高電平。 根據(jù)上面的分析,很容易想到識(shí)別鍵盤有無鍵盤被按下的方法,此方法分2步進(jìn)行:第1步,識(shí)別鍵盤有無鍵被按下;第2步,如有鍵盤被按下,識(shí)別出具體的按鍵。上述識(shí)別具體按鍵的方法也稱為掃描法,即先把某一列置低電平,其余各列置為高電平,檢查各行線電平的變化,如果某行線為低電平,則可確定次行此列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。單片機(jī)在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí),如何兼顧鍵盤的輸入,取決于鍵盤的工作方式。其原則是既要保證能即使響應(yīng)按鍵操作,又不要過多的占用CPU的時(shí)間,通常,鍵盤工作方式有三種:即編程掃描、定時(shí)掃描、中斷掃描。圖為1個(gè)48矩陣鍵盤通過8255A擴(kuò)展I/O口與8031的借口電路原理圖,鍵盤采用編程掃描方式工作,8255A的PC口低4位輸出逐行掃描信號(hào),PA口輸入8位列信號(hào),均為低電有效。PC口低4位狀態(tài),若PC0~PC3全1,則說明鍵盤無鍵按下;若不完全為1,則說明鍵盤有可能有鍵按下。確實(shí)有按鍵按下時(shí),進(jìn)行下一步。其方法為PA口8位輸出全0,讀求按下鍵的鍵號(hào)。4) 等待按鍵釋放后,在進(jìn)行按鍵功能的處理操作。在這種掃描方式中,通常利用單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器,產(chǎn)生10ms的定時(shí)中斷,CPU響應(yīng)定時(shí)器溢出中斷請(qǐng)求,對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描,在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵,并執(zhí)行相應(yīng)鍵的處理功能程序。 鎖存器 74LS373的介紹與選擇本次設(shè)計(jì)選用的鎖存器為74LS373,它是一種帶有三態(tài)門的8D鎖存器,其引腳如圖所示 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖34所示其引腳說明如下:D7D0:8位數(shù)據(jù)輸入線。G:數(shù)據(jù)輸入鎖存選通引腳,高電平有效。OE為輸出允許端;當(dāng)OE為“0”時(shí),三態(tài)門打開;當(dāng)OE為“1”時(shí),三態(tài)門關(guān)閉,輸出呈高阻狀態(tài)。輸出允許端OE,接地,表示輸出三態(tài)門一直打開。圖36 74LS373的引腳圖 2732的芯片引腳功能如下:A0A15:地址線引腳。D7D0:數(shù)據(jù)線引腳。/PGM:編程時(shí),加編程脈沖的輸入端。Vcc+5V,芯片的工作電壓輸入端GND:數(shù)字地。 6264數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的介紹與選擇6264是8K8位的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片,采用CMOS工藝制作,單一+5V電源,額定功耗165mw,典型存取時(shí)間為200ns,24線雙列直插式封裝。A0~A12為片內(nèi)13位地址線,D0~D7為8位數(shù)據(jù)線CE為片選信號(hào),OE為讀允許信號(hào)線,WE為寫信號(hào)線。 6264引腳功能的介紹與選STAM的各引腳功能如下:A0A14:地址輸入線。/CE:片選信號(hào)輸入線,低電平有效。/OE:讀選通信號(hào)輸入線,低電平有效。Vcc:工作電源+5V。靜態(tài)SRAM存儲(chǔ)器有讀出,寫入,維持三中工作方式, 這些工作方式的操作控制如表1所示: 表31 操作控制表信號(hào)方式/CE/OE/WED0—D7讀VILVILVIH數(shù)據(jù)輸出寫VILVIHVIL數(shù)據(jù)輸入維持VIH任意任意高阻態(tài) 8255芯片介紹8255是Inter公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片,它具有3個(gè)8位的并行I/O口,3種工作方式,可以通過編程改變其功能,因而使用靈活方便,通用性強(qiáng),可作為單片機(jī)與多種外圍設(shè)備連接時(shí)的中間接口電路。8255A的引腳如圖所示。/CS:片選信號(hào)線,低電平有效,表示本芯片被選中。/WR:寫入信號(hào)線,低電平有效,控制向8255A數(shù)據(jù)的寫入。PA7~PA0:A口輸入/輸出線。PC7~PC0:C口輸入/輸出線。8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖,其中包括3個(gè)并行數(shù)據(jù)輸入/輸出端口,2個(gè)工作方式的控制電路,1個(gè)讀/寫控制邏輯電路和8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。都可以選擇作為輸入/輸出工作模式,但在功能上有點(diǎn)差異。CS:片選信號(hào)線,當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),表示芯片被選中,允許8255與CPU進(jìn)行通訊。 WR:寫入信號(hào),當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫8255。 PB口:1個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器;1個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。 通常PA口、PB口作為輸入/輸出口,PC可作為輸入/輸出口,也可在軟件的控制下,分為2個(gè)4位的端口,作為端口A、B選通方式操作時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)。A組控制PA口和PC口的上半部(PC7~PC4);B組控制PB口和PC口的下半部(PC3~PC0),本可根據(jù)命令字對(duì)端口的每一位實(shí)現(xiàn)按位置或復(fù)位。(3) 讀/寫控制邏輯電路 圖38 8255的引腳圖4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的主程序功能及流程圖主程序完成下述主要功能:1. 初始化程序的設(shè)置;2. 存取車狀態(tài)的讀入,及車牌號(hào)的讀入、顯示;3. 存取車子程序的調(diào)入;4. 給存取車控制系統(tǒng)的單片機(jī)信號(hào)的傳遞。開 始 初始化鍵盤掃描子程序存車鍵取車鍵NYY調(diào)取車子程序調(diào) 存 車 子 程 序給存取車控制系統(tǒng)發(fā)信號(hào)圖41 主程序流程圖 最優(yōu)車位的實(shí)現(xiàn)本文研究的自動(dòng)立體停車庫有40 個(gè)車位,共20 層,每層兩個(gè)車位,當(dāng)有車存入時(shí),微處理器需確定存入哪個(gè)車位,就出現(xiàn)了選取最優(yōu)化車位的問題。存車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。每個(gè)車位需兩個(gè)字節(jié),第一個(gè)字節(jié)表示是否有車存入,第二個(gè)字節(jié)表示此位置的車位號(hào)。時(shí)間和空間的矛盾是計(jì)算機(jī)世界許多相同的功能出現(xiàn)很多不同方法的根本原因,不同查找方法的同時(shí)存在就印證了這一點(diǎn),它們各有優(yōu)劣,各有所用。在范圍較小的時(shí)候,無論采取什么方法查找,所花費(fèi)的時(shí)間都相差無幾,在這種情況下,算法上簡單易行,且對(duì)存儲(chǔ)格式要求較低的線性查找無疑就可以滿足我們的要求。這種方法在查找時(shí)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。線性查找在思維上簡單易行,代碼容易實(shí)現(xiàn),是處理少量數(shù)據(jù)時(shí)很好的一種選擇,但是由于其平均狀況的時(shí)間復(fù)雜度為O(n),隨著數(shù)據(jù)量的增大其效率就明顯降低,這時(shí)我們就應(yīng)該選用其他的方法。它是從頭開始,依次將表中的各個(gè)元素與指定的條件進(jìn)行比較,直至在線性表中找到符合條件的元素,輸出相應(yīng)的信息,或者查遍整個(gè)線性表,查詢地址已大于線性表的末地址,仍然未找到宣告失敗,輸出失敗信息,顯示00。開 始最優(yōu)車位首選址讀取數(shù)據(jù)N是否1N地址碼加1Y地址碼加2地址碼是否是末地址讀取數(shù)據(jù)Y顯示00輸出顯示存入最優(yōu)車位緩沖圖42 選取最優(yōu)車位程序流程圖 鍵盤掃描子程序鍵盤掃描子程序主要進(jìn)行鍵盤掃描延時(shí)消抖后進(jìn)行按鍵分析,再判斷按鍵是否釋放,如沒有釋放,調(diào)用顯示子程序等待,如釋放則判斷按下的鍵是數(shù)據(jù)鍵還是功能鍵,若是數(shù)據(jù)鍵,則將與鍵號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)送往顯示緩沖區(qū),并在顯示器的第三位到第八位上顯示;若是功能鍵,保存相應(yīng)地址后返回主程序。LED 采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)掃描顯示工作方式。顯示子程序的流程圖如圖44所示。圖45存車子程序的流程圖。以下圖46 取車信號(hào)處理子程序的流程圖。車位控制系統(tǒng)需處理許多數(shù)據(jù),本論文從分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā),分析了數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),并根據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)選定相應(yīng)的算法進(jìn)行處理,使得各種數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則組織和存放,并有效的加以處理。對(duì)于車牌號(hào)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)處理,本文采用建立一維數(shù)組,即在RAM中建立一個(gè)車牌號(hào)庫,根據(jù)選定的最優(yōu)車位號(hào)確定其在車牌號(hào)庫中的位置,由一維數(shù)組的定位算法來計(jì)算存放地址Xi。需查找的車牌號(hào)是模式串,車號(hào)庫中的數(shù)據(jù)是主串,把模式串當(dāng)作一個(gè)模板,與主串前端對(duì)齊,然后進(jìn)行比較,如匹配成功,則查找成功。同時(shí)立體停車行業(yè)將成為最有前途的新興行業(yè),對(duì)設(shè)備提出更高的要求,要求設(shè)備具有高安全性,高可靠性,高效率性。 參考文獻(xiàn)[1] 李克春:《IBM PC 系列微機(jī)接口與通訊原理及實(shí)例》大連理工大學(xué)出版社,1998年。[3] 沈德金等:《接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?,北京航空航天大學(xué)出版社2000年4 月。2006 年[5] 顧繩谷:《電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社。[6] 陳伯時(shí):《自動(dòng)控制系統(tǒng)》機(jī)械工業(yè)出版社。[7] 陳奧初等:《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》北京航空航天大學(xué)出版社2002 年10 月。[9] 劉華東:《單片機(jī)原理與應(yīng)用》,北京電子工業(yè)出版社2002 年4 月。[11] 楊光友:《單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》,北京中國水利水電出版社2002 年。[13] 陳章龍:《實(shí)用微機(jī)大全》,黑龍江科技出版社,2004 年。[15] 陳建鐸:《Intel 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》,陜西電子編輯部,2000 年8 月。[17] 鄭紅琴:《微機(jī)控制論文選》天津大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文集,1999年。本篇論文雖然凝聚著自己的汗水,但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品,沒有導(dǎo)師的指引,沒有父母和朋友的幫助和支持,我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定大打折扣。首先要感謝的是此次設(shè)計(jì)的導(dǎo)師老師,不論是在初稿的擬定,還是論文內(nèi)容的撰寫過程中,老師都給予了細(xì)心的指導(dǎo)和排憂解難,老師在工作上作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn),一絲不茍,此次設(shè)計(jì)中更是扮演了指揮官的角色,自動(dòng)化教研室的其他老師也給予了不少幫助。A,b,c,d,E86HDB 8EH,0BFH,8CH,0FFH
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