基于單片機(jī)的自動(dòng)停車收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 學(xué)生姓名： 曹茜 學(xué) 號(hào)： 090804101 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 題 目： 自動(dòng)停車收費(fèi)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 趙哲 評(píng)閱教師： 2013年6月 河北科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 姓 名 曹茜 學(xué) 號(hào) 090804101 成 績(jī) 專 業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器 題 目 自動(dòng)停車收費(fèi)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 指導(dǎo)教師： 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 評(píng)閱教師： 年 月 日 答辯小組評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見(jiàn) 學(xué)院答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 注：該表一式兩份，一份歸檔，一份裝入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 文 摘 要 課題對(duì)自動(dòng)停車控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，介紹基于AT89C52單片機(jī)的一款停車場(chǎng)自動(dòng)停車收費(fèi)控制系統(tǒng)，該自動(dòng)停車收費(fèi)控制系統(tǒng)采用比傳統(tǒng)停車計(jì)費(fèi)方式更優(yōu)越的紅外線檢測(cè)計(jì)費(fèi)方式，采用紅外線檢測(cè)計(jì)費(fèi)方式，所需存儲(chǔ)容量小，具備了自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉大門功能、自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能、顯示功能(顯示停車場(chǎng)狀況)、查詢功能，而且收費(fèi)方式可以調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)更具靈活性，完成了硬件設(shè)計(jì)和選型以及軟件編程設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的實(shí)際開(kāi)發(fā)使用將大大節(jié)省臨時(shí)停車場(chǎng)的管理費(fèi)用及人手，提高臨時(shí)停車場(chǎng)的利用效率。此外，該自動(dòng)停車收費(fèi)控制系統(tǒng)還可以方便地實(shí)現(xiàn)信息加密和各種功能擴(kuò)展，通過(guò)改進(jìn)可成為通用型停車場(chǎng)收費(fèi)管理系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 單片機(jī) 停車場(chǎng) 自動(dòng)停車收費(fèi)系統(tǒng) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 摘 要 Title Design of Automatic Parking Control System Abstract Subject to automatic parking control system research.The management system introducing that one money parking lot automation motor stoppage of monolithic machine charges owing to AT89S52, is the system parking voluntarily chargings turn to adopt the plan parking ratio tradition to waste more advantageous way infrared ray detecting plan fee way , adopt infrared ray to check plan fee way, required memory capacity has been small , have had the function (situation demonstrating parking lot) , inquiry function opening automatically closing the entrance door function , the automation meter fee function , showing, and charge way is not bad adjust , make flexibility have more systematically,completed the hardware design and software programming design and selection. Originally systematic reality develops administration cost and hand being put into use will economize provisional parking lot greatly , improves provisional parking lot utilization ratio. Besides, be the management system parking voluntarily chargings turn to be able to realize encrypted and various information function expansion conveniently, charge for parking lot manages system by improving but becoming the type being applied or used universally. Key　Words Monolithic machine Parking lot Charge for automation motor stoppage is systematic 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 Ⅰ 頁(yè) 共 Ⅰ 頁(yè) 目 錄 1 引言.............................................................1 1.1 課題研究背景...................................................1 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀...............................................1 1.3 課題的意義和解決的問(wèn)題.........................................2 2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體的框架..............................................4 3 硬件設(shè)計(jì).........................................................6 3.1 主控芯片MCU的選型.............................................6 3.2 AT89C52的引腳及功能...........................................6 3.3 采樣部分介紹..................................................13 3.4 按鍵部分的設(shè)計(jì)................................................14 3.5 顯示部分的設(shè)計(jì)和芯片選型......................................15 3.6 打印部分的設(shè)計(jì)和芯片選型......................................18 3.7 大門控制部分的設(shè)計(jì)............................................22 3.8 硬件抗干擾....................................................23 4 程序設(shè)計(jì)........................................................24 4.1 程序設(shè)計(jì)介紹..................................................24 4.2 方案設(shè)計(jì)程序流程圖............................................24 結(jié) 論.............................................................29 致 謝.............................................................30 參 考 文 獻(xiàn)........................................................31 附錄A 部分設(shè)計(jì)程序清單...........................................32 附錄B 系統(tǒng)硬件總電路圖...........................................49 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 48頁(yè) 共 49 頁(yè) 1 引言 1.1 課題研究背景 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，擁有私人車輛已不再是高不可及的夢(mèng)想。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的權(quán)威數(shù)字，截至2005年底，中國(guó)民用汽車保有量為3160萬(wàn)輛，其中私人汽車保有量為1852萬(wàn)輛，占總量的58.6%。私人汽車中，載貨汽車452萬(wàn)輛，載客汽車1384萬(wàn)輛。2006年中國(guó)銷售了700多萬(wàn)輛各類汽車，粗略估計(jì)，超過(guò)60%為私人購(gòu)買。減去2006年報(bào)廢的100多萬(wàn)輛汽車，加上新增的400多萬(wàn)輛，專家估計(jì)截至2006年底，中國(guó)私人汽車保有量接近2200萬(wàn)輛[1]。2006年，中國(guó)成為僅次于美國(guó)的全球第二大新車市場(chǎng)。 隨著汽車大批量進(jìn)入個(gè)人家庭，停車難、行路難成為困擾城市交通的大難，現(xiàn)有的停車泊位越來(lái)越不能滿足停車需求，車輛的任意停放給交通的安全和暢通帶來(lái)了很大的影響，也給交通控制工作帶來(lái)了很多不便，尤其在商場(chǎng)超市等地下停車場(chǎng)收費(fèi)更加困難，經(jīng)常由于收費(fèi)系統(tǒng)不夠快捷、完善而造成入場(chǎng)緩慢，車輛滯留，從而形成堵車情況。而目前多數(shù)停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)都以非接觸式卡[2]作為車輛進(jìn)出的憑證，一車一卡，將射頻卡識(shí)別技術(shù)[3]和圖像處理技術(shù)[4]結(jié)合進(jìn)行管理。這樣做的問(wèn)題之一，一旦客戶丟失卡片，計(jì)費(fèi)信息便全部丟失，造成計(jì)費(fèi)失敗引起紛爭(zhēng)，因此，停車控制開(kāi)始受到人們的重視。為了解決非接觸式卡收費(fèi)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出了一種基于單片機(jī)的智能收費(fèi)系統(tǒng)，將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單處理。本系統(tǒng)采用紅外線檢測(cè)單片機(jī)計(jì)費(fèi)方式，所需存儲(chǔ)容量小，具備了自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉大門功能、自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能、顯示功能(顯示停車場(chǎng)狀況)、查詢功能和打印功能，而且收費(fèi)方式可以調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)更具靈活性。整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、安裝調(diào)試方便。能夠滿足管理臨時(shí)停車場(chǎng)的要求。此外，該系統(tǒng)還可以方便地實(shí)現(xiàn)信息加密和各種功能擴(kuò)展，通過(guò)改進(jìn)可成為通用型收費(fèi)管理系統(tǒng)。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)外大多是針對(duì)某一方面的研究，例如停車誘導(dǎo)系統(tǒng)[5]，停車收費(fèi)系統(tǒng)等，取得了良好的效果，為智能化停車場(chǎng)管理體系的研究提供了理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)。早在1971年，在德國(guó)的亞琛市就建立了停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。這也被認(rèn)為是世界上最早的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)的12處停車場(chǎng)在主要的交叉路口設(shè)置了光電顯示的停車場(chǎng)誘導(dǎo)系統(tǒng)，截至1980年控制對(duì)象增加到了40處，誘導(dǎo)標(biāo)志由遠(yuǎn)距離控制，促進(jìn)了現(xiàn)有停車場(chǎng)的有效利用。日本于1973年在柏市建立了日本最早的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)。所提供的信息以停車場(chǎng)的使用狀況、車位數(shù)以及停車場(chǎng)的位置等為主。日本的停車誘導(dǎo)信息發(fā)布系統(tǒng)集成在日本警察廳開(kāi)展的UTMS（Universal Traffic Management System）項(xiàng)目中，通過(guò)UTMS的交通管理集成系統(tǒng)發(fā)布停車誘導(dǎo)信息。采用區(qū)域、主要路口、停車場(chǎng)內(nèi)三級(jí)引導(dǎo)電子顯示牌，顯示停車場(chǎng)在區(qū)域中的位置，停車場(chǎng)的行車方向和是否有空車位的信息。大約同一時(shí)期在法國(guó)、英國(guó)、瑞士等過(guò)也相繼建立了類似的系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)對(duì)智能停車場(chǎng)也進(jìn)行了大量的研究，大連理工大學(xué)的寧秋平對(duì)非接觸式 IC 卡[6]在停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了設(shè)計(jì)，改善了收費(fèi)系統(tǒng)，北京工業(yè)大學(xué)的王湘斌對(duì)智能停車場(chǎng)內(nèi)部控制系統(tǒng)的通信進(jìn)行了研究，提出了基于 Lon Works 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的智能化停車場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[7]，但我國(guó)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)大多還存在智能化、集成度低的缺點(diǎn)，注重收費(fèi)的自動(dòng)化，而忽視了停車過(guò)程的自動(dòng)化、安全監(jiān)控的自動(dòng)化。各個(gè)管理子系統(tǒng)沒(méi)有有效地綜合集成起來(lái)，這樣直接導(dǎo)致了停車場(chǎng)安全性、管理智能化水平和整體運(yùn)行效率的降低。 1.3 課題的意義和解決的問(wèn)題 對(duì)自動(dòng)停車收費(fèi)控制系統(tǒng)的研究無(wú)論在理論上還是方法上都具有重要意義。本系統(tǒng)采用紅外線檢測(cè)單片機(jī)計(jì)費(fèi)方式的全新自動(dòng)停車收費(fèi)管理系統(tǒng)，為臨時(shí)停車場(chǎng)提供了一個(gè)操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉，而且行之有效的管理辦法。本系統(tǒng)的實(shí)際開(kāi)發(fā)使用將大大節(jié)省臨時(shí)停車場(chǎng)的管理費(fèi)用及人手，提高臨時(shí)停車場(chǎng)的利用效率。 該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于根據(jù)需要可方便地設(shè)置停車管理設(shè)備, 并可實(shí)現(xiàn)入口處不停車駛?cè)?、出口處設(shè)有自動(dòng)收費(fèi)的收費(fèi)模式, 由此可大大提高了停車管理效率, 改善了臨時(shí)停車場(chǎng)因收費(fèi)效率低下而造成的附近道路嚴(yán)重?fù)矶碌痊F(xiàn)象。該系統(tǒng)的提出填補(bǔ)了我國(guó)在臨時(shí)停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)方面的空白, 將為我國(guó)面臨的停車難問(wèn)題提出一個(gè)具有廣泛市場(chǎng)前景的有效解決方式。 傳統(tǒng)的停車計(jì)費(fèi)方式存在著一些不足，針對(duì)這些不足，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于89C51單片機(jī)的一款臨時(shí)停車場(chǎng)自動(dòng)停車收費(fèi)管理系統(tǒng),該系統(tǒng)采用比傳統(tǒng)停車計(jì)費(fèi)方式更優(yōu)越的紅外線檢測(cè)計(jì)費(fèi)方式,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi),實(shí)時(shí)查詢、顯示停車場(chǎng)狀況,打印數(shù)據(jù),自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉停車場(chǎng)大門以及隨時(shí)更改收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等功能.該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,安裝調(diào)試方便,很好地解決了臨時(shí)停車場(chǎng)的管理收費(fèi)問(wèn)題。本系統(tǒng)的實(shí)際開(kāi)發(fā)使用將大大節(jié)省臨時(shí)停車場(chǎng)的管理費(fèi)用及人手，提高臨時(shí)停車場(chǎng)的利用效率。系統(tǒng)采用紅外線檢測(cè)計(jì)費(fèi)方式，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉大門功能、自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能、顯示功能(顯示停車場(chǎng)狀況)、查詢功能，而且收費(fèi)方式可以調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)更具靈活性。 2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體的框架 系統(tǒng)采用紅外對(duì)管檢測(cè)進(jìn)入的車輛，用此動(dòng)作傳給單片機(jī)來(lái)控制大門的開(kāi)啟，操作鍵盤用來(lái)修改要顯示的信息，系統(tǒng)采用液晶管來(lái)顯示停車場(chǎng)狀態(tài)、此時(shí)的北京時(shí)間、停車時(shí)間、費(fèi)用等一些信息，為了收費(fèi)的方便、智能，采用微型打印機(jī)來(lái)打印出收費(fèi)情況，系統(tǒng)總體的框架如圖2-1所示。 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 欄桿 控制 繼電器 單片機(jī)控制中心 紅外線檢測(cè)部分 比較放大器 顯示部分 操作鍵盤控制 微型打印 機(jī) 圖2-1 臨時(shí)停車場(chǎng)自動(dòng)停車收費(fèi)管理系框統(tǒng)圖 (1)紅外線檢測(cè)部分：安裝在停車場(chǎng)入口和出口，用于檢測(cè)汽車的駛?cè)胪＼噲?chǎng)大門和駛出停車場(chǎng)大門。送單片機(jī)作相應(yīng)處理。紅外線檢測(cè)模塊由紅外線發(fā)射電路和紅外線接收電路組成，使用的是2組紅外線發(fā)射對(duì)管。 (2)欄桿控制部分：在單片機(jī)的控制下與紅外線檢測(cè)模塊協(xié)同作業(yè)，即檢測(cè)部分檢測(cè)到的信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)控制繼電器中電機(jī)動(dòng)作，進(jìn)而控制欄桿的動(dòng)作，執(zhí)行停車場(chǎng)大門的開(kāi)啟和關(guān)閉功能。保證了停車場(chǎng)的安全，減少了因搶占停車位發(fā)生意外的可能性。 (3)單片機(jī)控制中心：采用AT89C52單片機(jī)系統(tǒng)，它是本系統(tǒng)的核心部分，主要功能是監(jiān)控鍵盤狀態(tài)。處理鍵盤輸入的操作信息；監(jiān)控停車場(chǎng)狀態(tài)，控制大門開(kāi)啟和關(guān)閉，有汽車駛?cè)胪＼囄缓筌囄粩?shù)減一，當(dāng)空車位數(shù)為零時(shí)，紅燈亮，不再讓汽車進(jìn)入停車場(chǎng)。汽車駛出停車位后停車位數(shù)加一，大門開(kāi)啟，讓其離開(kāi)。將停車的數(shù)量換算為停車場(chǎng)的費(fèi)用總費(fèi)用信息，控制顯示器按要求顯示各種信息。 (4)顯示部分：顯示停車場(chǎng)狀態(tài)信號(hào)其中不僅包括每停一輛車的價(jià)格還包括顯示今天一共停了多少輛車，現(xiàn)在停了幾輛車，還有幾個(gè)空車位可以使用。這時(shí)大門的綠燈表示有車正在進(jìn)入空車位，還可以停車；紅燈表示場(chǎng)內(nèi)車位全滿，不允許汽車進(jìn)入。不僅方便了駕駛?cè)?，還便于管理者查看停車場(chǎng)的各種情況，可以及時(shí)的調(diào)整收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)營(yíng)策略。 （5）采樣模塊：當(dāng)汽車進(jìn)入或駛出停車場(chǎng)時(shí)，2組紅外線檢測(cè)模塊將通知單片機(jī)有汽車駛?cè)牖蝰偝鐾＼噲?chǎng)，單片機(jī)再根據(jù)停車場(chǎng)的當(dāng)時(shí)的狀態(tài)控制停車場(chǎng)大門的開(kāi)啟或關(guān)閉，根據(jù)設(shè)置好的停車費(fèi)用，并送顯示器顯示，打印機(jī)打印，處理鍵盤的操作，進(jìn)行顯示、查詢、修改和切換。停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為20元／小時(shí)，超過(guò)30分鐘按一小時(shí)計(jì)，否則不計(jì)。該系統(tǒng)還可以充當(dāng)時(shí)鐘來(lái)使用。 用程序來(lái)說(shuō)就是檢測(cè)有沒(méi)有空車位，有空位則允許車進(jìn)入，沒(méi)則不打開(kāi)大門。如果有車進(jìn)來(lái)，等待汽車通過(guò)傳感器，打開(kāi)進(jìn)車大門，已停車位數(shù)加1，停車總量加1，延時(shí)一段時(shí)間，讓汽車通過(guò)進(jìn)車門，關(guān)閉進(jìn)車門；沒(méi)空位時(shí)，不打開(kāi)大門，即紅燈亮。檢測(cè)有沒(méi)車出去，有則等待汽車通過(guò)出車門傳感器，打開(kāi)出大門，已停車位數(shù)減1，延時(shí)一段時(shí)間，讓汽車通過(guò)出車門，關(guān)閉出車門。 其中，操作鍵盤模塊、數(shù)碼管顯示模塊、停車場(chǎng)狀態(tài)顯示模塊、微型打印機(jī)模塊和單片機(jī)控制中心合稱為中心控制電路。 3 硬件設(shè)計(jì) 3.1 主控芯片MCU的設(shè)計(jì) 單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片集成了微處理器(CPU),存儲(chǔ)器（RAM,ROM,EPROM）和各種輸入 、輸出接口（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，并行I/O口，A/D轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器PWM等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)[8]。 單片機(jī)是整個(gè)控制器系統(tǒng)的核心，故也可將其稱為MCU（微處理器）。單片機(jī)的可選范圍很大，對(duì)于PIC系列單片機(jī)，其內(nèi)部帶有集成的A/D轉(zhuǎn)換模塊，但其轉(zhuǎn)化精度無(wú)法滿足系統(tǒng)工作的要求，且其編程語(yǔ)言較為復(fù)雜；而對(duì)于51系列單片機(jī)，雖然成本很低，編程所用語(yǔ)言也比較熟悉簡(jiǎn)單，但絕大部分此系列單片機(jī)均無(wú)自帶的A/D轉(zhuǎn)換功能，運(yùn)行速度也比較慢，不能適應(yīng)設(shè)計(jì)要求。故而選用STC系列。其中，STC89C52單片機(jī)，其內(nèi)部存儲(chǔ)器空間為8K，成本價(jià)也不高，可以實(shí)現(xiàn)低成本、高性能的設(shè)計(jì)要求，是一款具有很強(qiáng)功能的微處理器, 是本設(shè)計(jì)主控芯片的優(yōu)良選擇。 該單片機(jī)采用上電與按鈕復(fù)位電路，內(nèi)部時(shí)鐘頻率為12MHz，通過(guò)軟件構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)鐘。定時(shí)器，I/O設(shè)置為最高中斷優(yōu)先級(jí)，保證系統(tǒng)時(shí)間的準(zhǔn)確性。在I／0口的設(shè)置上，單片機(jī)的P0口作為數(shù)據(jù)口．P0.0～P0．7分別液晶顯示LCD的DB0～DB7各端口相連，用來(lái)顯示相關(guān)信息。P1．0～P1．3分別與檢測(cè)部分各端口相連，用來(lái)檢測(cè)進(jìn)入的車輛。P2．0～P2．7微型打印機(jī)的DB0～DB7相連，可以打印收費(fèi)信息。 3.2 AT89C52的引腳及功能 AT89C52是一種帶8K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造,片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k 字節(jié)Flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 AT89C52的引腳圖如圖3.1所示。 圖3.1 AT89C52的引腳圖 3.2.1 管腳說(shuō)明 (1)主電源引腳Vcc和Vss Vcc（40腳）：接＋5V電壓；Vss（20腳）：接地。 (2)外接晶體引腳XTAL1和XTAL2 XTAL1接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，既把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2接外部晶體的另一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸浮不連接。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。選用12MHz頻率的晶體，允許輸入的脈沖頻率為500kHz。電容的大小范圍為20pF～40pF。 (1) I/O口介紹 P0 口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須接上拉電阻。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C52的一些特殊功能口，如下表所示： 管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（計(jì)時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（計(jì)時(shí)器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 (2) P3口的第二功能 RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。 PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 3.2.2 定時(shí)器2 定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它既可以做定時(shí)器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選擇。定時(shí)器2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。工作模式由T2CON中的相關(guān)位選擇。定時(shí)器2有2個(gè)8位寄存器：TH2和TL2。在定時(shí)工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期，TL2寄存器都會(huì)加1。由于一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。在計(jì)數(shù)工作方式下，寄存器在相關(guān)外部輸入角T2發(fā)生1至0下降沿時(shí)增加1。在這種方式下，每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣外部輸入。一個(gè)機(jī)器周期采樣到高電平，而下一個(gè)周期采樣到低電平，計(jì)數(shù)器將加1。在檢測(cè)到跳變的這個(gè)周期的S3P1期間，新的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。因?yàn)樽R(shí)別1－0的跳變需要2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)晶振周期），所以，最大的計(jì)數(shù)頻率不高于晶振頻率的1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個(gè)完整的機(jī)器周期內(nèi)保持不變。 中斷：AT89C52有6個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（INT0和INT1），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器0、1、2）和一個(gè)串行中斷。這些中斷如圖3-2所示每個(gè)中斷源都可以通過(guò)置位或清除特殊寄存器IE中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無(wú)效。IE還包括一個(gè)中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。對(duì)于AT89S52，IE.5位也是不能用的。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫1。它們?yōu)锳T89系列新產(chǎn)品預(yù)留。定時(shí)器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是TF2或EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清0。定時(shí)器0和定時(shí)器1標(biāo)志位TF0和TF1在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的S5P2被置位。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。然而，定時(shí)器2的標(biāo)志位TF2在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的S2P2被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。 3.2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由時(shí)鐘振蕩電路與復(fù)位電路組成。時(shí)鐘振蕩電路能夠產(chǎn)生一定頻率的時(shí)鐘信號(hào)，它是整個(gè)單片機(jī)的心臟和中心。單片機(jī)各功能部件的正常運(yùn)行都是基于一定大小的時(shí)鐘振蕩頻率，使單片機(jī)能夠正常而有序地工作。復(fù)位電路的目的是為單片機(jī)生成一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使其能夠完成正常復(fù)位，而STC89C52單片機(jī)進(jìn)行的是高電平有效復(fù)位。 晶振特性：如圖3.2所示，AT89C51單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來(lái)一起構(gòu)成自激振蕩器。 外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容C1、C2雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，電容最好選擇30pf+10pf,如果使用陶瓷諧振器，電容最好使用40pf+10pf。 從外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件的話，如圖3.3所示。外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2端則懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)二分頻觸發(fā)后作為外部時(shí)鐘電路輸入的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有其它要求，最長(zhǎng)低電平持續(xù)時(shí)間和最少高電平持續(xù)時(shí)間等還是要符合要求的。 圖3.2 內(nèi)部振蕩電路連接圖 懸空 XTAL2 外部時(shí)鐘脈沖 XTAL1 GND 圖3.3 外部振蕩電路連接圖 由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 在空閑工作模式下，CPU處于睡眠狀態(tài)，而所有片上外部設(shè)備保持激活狀態(tài)。這種狀態(tài)可以通過(guò)軟件產(chǎn)生。在這種狀態(tài)下，片上RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可以被任一個(gè)中斷或硬件復(fù)位終止。由硬件復(fù)位終止空閑模式只需兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)，在這種情況下，片上硬件禁止訪問(wèn)內(nèi)部RAM，而可以訪問(wèn)端口引腳。空閑模式被硬件復(fù)位終止后，為了防止預(yù)想不到的寫端口，激活空閑模式的那一條指令的下一條指令不應(yīng)該是寫端口或外部存儲(chǔ)器。 在掉電模式下，晶振停止工作，激活掉電模式的指令是最后一條執(zhí)行指令。片上RAM和特殊功能寄存器保持原值，直到掉電模式終止。掉電模式可以通過(guò)硬件復(fù)位和外部中斷退出。復(fù)位重新定義了SFR 的值，但不改變片上RAM 的值。在VCC未恢復(fù)到正常工作電壓時(shí)，硬件復(fù)位不能無(wú)效，并且應(yīng)保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使晶振重新工作和初始化[9]。 對(duì)于時(shí)鐘電路，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，選用頻率為12M的晶振，其兩端分別接至單片機(jī)的18、19引腳，而其中電容C7、C8選用22pF，如此可使向單片機(jī)提供12M的時(shí)鐘信號(hào)。 而復(fù)位電路可以通過(guò)阻容電路或者另外加按鍵構(gòu)成，在本設(shè)計(jì)電路中，鑒于單片機(jī)內(nèi)部自帶復(fù)位功能，故而只需簡(jiǎn)單的阻容電路即可。由于振蕩電路中的時(shí)鐘頻率選用12MHz，故而在此選用10uF電容與10K電阻構(gòu)成復(fù)位電路。 此最小系統(tǒng)部分電路如圖3.4所示。 圖3.4 最小系統(tǒng)部分電路 3.3 采樣部分介紹 3.3.1 檢測(cè)部分的設(shè)計(jì) 檢測(cè)部分用于檢測(cè)車輛的出入，控制大門的開(kāi)閉，同時(shí)可以把檢測(cè)部分送單片機(jī)處理后修改顯示的內(nèi)容。檢測(cè)部分采用紅外收發(fā)對(duì)管檢測(cè)的紅外檢測(cè)電路。此電路簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，安裝方便。當(dāng)阻擋了接收管接收紅外線的強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)低電平的脈沖信號(hào)，由于對(duì)管的發(fā)射口徑較小，單光束發(fā)射，當(dāng)有車駛?cè)牖蝰偝鰰r(shí)，很容易檢測(cè)處理。紅外檢測(cè)部分安裝在停車場(chǎng)入口和出口，用于檢測(cè)汽車的駛?cè)胪＼噲?chǎng)大門和駛出停車場(chǎng)大門。當(dāng)有車駛?cè)牖蝰偝鰰r(shí)紅外對(duì)管感受到電壓變化，信號(hào)送比較放大器處理，處理結(jié)果送單片機(jī)進(jìn)行處理同時(shí)二極管狀態(tài)變化來(lái)檢測(cè)有無(wú)車輛駛?cè)牖蝰偝觥＜t外檢測(cè)部分與大門控制部分協(xié)同單片機(jī)一起工作，來(lái)控制大門的開(kāi)啟或關(guān)閉。 3.3.2 紅外收發(fā)對(duì)管介紹 紅外收發(fā)對(duì)管是一種利用紅外線的開(kāi)關(guān)管，接受管在接受和不接受紅外線時(shí)電阻發(fā)生明顯的變化，利用外圍電路可以時(shí)輸出產(chǎn)生明顯的高低電平的變化，高低電平的變化輸入單片機(jī)就可使之識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)智能控制[10]。我們使用的單片機(jī)是凌陽(yáng)61板，經(jīng)過(guò)我們?cè)囼?yàn)，在輸入電壓小于1.5伏時(shí)單片機(jī)識(shí)別為低電平，在輸入電壓大于1.85伏時(shí)單片機(jī)識(shí)別為高電平。 紅外發(fā)射電路由電阻、三極管、與紅外發(fā)射二極管構(gòu)成，接收電路由紅外接收管和放大電路組成，三極管接收到紅外信號(hào)后，經(jīng)過(guò)二級(jí)放大，通過(guò)滑動(dòng)變阻器就可以得到放大后的紅外接收信號(hào)。 紅外線接收管有兩種，一種是光電二極管，另一種是光電三極管。光電二極管就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，光電三極管在將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的同時(shí)，也把電流放大了,結(jié)合我們所設(shè)計(jì)電路圖的需要，我們選用NPN型光電三極管。 其紅外檢測(cè)模塊如圖3.5所示。 3.4 按鍵部分的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)涉及顯示模塊，需要通過(guò)按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)與復(fù)位。對(duì)于鍵盤電路，可選擇掃描式、矩陣式與行列式等幾類電路。對(duì)于掃描式鍵盤電路，其電路接法較為簡(jiǎn)單，但需要用到四個(gè)單片機(jī)的I/O口，且需要阻容并聯(lián)共同構(gòu)成；對(duì)于矩陣電路，電路復(fù)雜而嚴(yán)謹(jǐn)，一般適合于多按鍵電路，而此電路僅需四個(gè)按鍵，即復(fù)位鍵、調(diào)時(shí)鍵、加1按鍵、減1按鍵，故而不適用矩陣電路；而行列式型鍵盤電路，電路簡(jiǎn)單，控制容易，因而采用此接法。 其具體連接電路如圖3.6所示。 圖3.5 檢測(cè)部分電路圖 圖3.6 按鍵模塊電路圖 3.5 顯示部分的設(shè)計(jì)和芯片選型 顯示部分要求能夠顯示停車時(shí)間、空車位、車位數(shù)等一些必要信息。 此部分設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)對(duì)紅外、時(shí)鐘模塊等模塊參數(shù)設(shè)定，使其可以在LCD屏上進(jìn)行顯示，并能夠通過(guò)按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)和復(fù)位。 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片，HD44780是帶西文字庫(kù)的液晶顯示控制器，用戶只需要向HD44780送ASCII的字符碼，HD44780就按照內(nèi)置的ROM點(diǎn)陣發(fā)生器自動(dòng)在LCD液晶顯示器上顯示出來(lái)。所以，HD44780主要適用于顯示西文ASCII字符內(nèi)容的液晶顯示[11]。 在顯示屏的選擇上，鑒于該顯示設(shè)計(jì)字符的顯示，且數(shù)位較多，常規(guī)的LED數(shù)碼管無(wú)法滿足要求，而LCD1602只能顯示英文字符，不能顯示中文字符和數(shù)字。故而選擇使用12864液晶顯示屏。用LCD不需要進(jìn)行位選和段選，直接把數(shù)據(jù)端口直接與單片機(jī)的I/O口相連，要顯示的信息則用軟件編程進(jìn)行設(shè)置。 3.5.1 LCD12864簡(jiǎn)介 帶中文字庫(kù)的12864 是一種具有4 位/8 位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體 中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192 個(gè)16*16 點(diǎn)漢字，和128 個(gè)16*8 點(diǎn)ASCII 字符集[12]。利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84 行1616 點(diǎn) 陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。其芯片圖如圖3.7所示。 圖3.7 LCD12864芯片圖 LCD12864有20個(gè)引腳，各引腳功能如表3-1所示。 表3-1 LCD12864各引腳功能 管腳號(hào) 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC 3.0+5V 電源正 3 V0 - 對(duì)比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“H”,表示DB7——DB0為顯示數(shù)據(jù) RS=“L”,表示DB7——DB0為指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7——DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號(hào) 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H：8位或4位并口方式，L：串口方式（見(jiàn)注釋1） 16 NC - 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效（見(jiàn)注釋2） 18 VOUT - LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（+5V）（見(jiàn)注釋3） 20 K VSS 背光源負(fù)端（見(jiàn)注釋3） 基本特性： （1）低電源電壓（VDD:+3.0--+5.5V） （2）顯示分辨率:12864點(diǎn) （3）內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)1616點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選) （4）內(nèi)置 128個(gè)168點(diǎn)陣字符 （5）2MHZ時(shí)鐘頻率 （6）顯示方式：STN、半透、正顯 （7）驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8）視角方向：6點(diǎn) （9）背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10 （10）通訊方式：串行、并口可選 （11）內(nèi)置DC-DC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓 （12）無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì) （13）工作溫度: 0℃ - +55℃ ,存儲(chǔ)溫度: -20℃ - +60℃ 帶中文字庫(kù)的12864每屏可顯示4行8列共32個(gè)1616點(diǎn)陣的漢字，每個(gè)顯示RAM可顯示1個(gè)中文字符或2個(gè)168點(diǎn)陣全高ASCII碼字符，即每屏最多可實(shí)現(xiàn)32個(gè)中文字符或64個(gè)ASCII碼字符的顯示。帶中文字庫(kù)的12864內(nèi)部提供1282字節(jié)的字符顯示RAM緩沖區(qū)（DDRAM）。字符顯示是通過(guò)將字符顯示編碼寫入該字符顯示RAM實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)寫入內(nèi)容的不同，可分別在液晶屏上顯示CGROM（中文字庫(kù)）、HCGROM（ASCII碼字庫(kù)）及CGRAM（自定義字形）的內(nèi)容。 3.5.2 顯示部分的電路圖 LCD顯示電路中，AT89C52的P0口接12864的8位數(shù)據(jù)線，通過(guò)輸出數(shù)據(jù)控制12864顯示不同的提示字符。12864本身內(nèi)置各種字符，還可以自定義顯示字符。 此部分具體電路圖如圖3.8所示。 圖3.8 顯示模塊電路圖 P1.5~1.7接12864控制端，其中P1.7接使能端E，寫操作時(shí)，使能端下降沿有效。P1.6接讀寫控制端R/W，R/W=0，讀操作；R/W=1，寫操作。P1.5接寄存器選擇端RS，RS=0，寫操作時(shí)指向指令寄存器，讀操作時(shí)指向地址寄存器；RS=1，無(wú)論讀操作還是寫操作都指向數(shù)據(jù)寄存器。 LCD12864的VSS為電源地，需接地；VDD為電源電壓；V0為L(zhǎng)CD驅(qū)動(dòng)電壓，接電位器，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器控制顯示的亮度，使LCD顯示清晰而無(wú)黑影。背光電源線LCD正負(fù)兩端分別接電源和地即可。 3.6 打印部分的設(shè)計(jì)和芯片選型 系統(tǒng)要求能顯示出收費(fèi)信息，突出自動(dòng)的功能，所以采用微型打印機(jī)來(lái)完成，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中多使用微型點(diǎn)陣式打印機(jī)，在微型打印機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)控制用單片機(jī)，固化有控打程序，智能化程度高。微型點(diǎn)陣式打印機(jī)有TpμP-40A和TpμP-16A兩種[13]，TpμP-40A與TpμP-16A的接口信號(hào)與時(shí)序完全相同，只是某些命令代碼不同。TpμP-40A每行打印40個(gè)字符，TpμP-16A每行打印16個(gè)字符，為了把信息可以全部打印出來(lái)，采用TpμP-40A微型打印機(jī)。 1) TpμP-40A微型打印機(jī) TpμP-40A是一種單片機(jī)控制的微型只能打印機(jī)。每行打印40個(gè)字符。 2) 主要性能、接口要求及時(shí)序 （1） TpμP-40A主要技術(shù)性能 ①采用單片機(jī)控制，具有2KB控打程序以及標(biāo)準(zhǔn)的Centronics并行接口[13]。 ②可打印全部標(biāo)準(zhǔn)的ASCII代碼字符，以及128個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)字符和圖符。有16個(gè)代碼字符（67點(diǎn)陣）可由用戶通過(guò)程序自行定義。并可通過(guò)命令用此16個(gè)代碼字符去更換任何駐留代碼字型，以便用于多種文字的打印。 ③可打印出8240點(diǎn)陣的圖樣（漢字或圖樣點(diǎn)陣）。代碼字符和點(diǎn)陣圖樣可在一行中混合打印。 ④字符、圖符和點(diǎn)陣圖可以在寬和高的方向放大為2、3、4倍。 ⑤每行字符的點(diǎn)行數(shù)（包括字符的行間距）可用命令更換。即字符行間距空點(diǎn)行在0~256間任選。 ⑥帶有水平和垂直制表命令，便于打印表格。 ⑦具有重復(fù)打印同一字符命令，以減少輸送代碼的數(shù)量。 ⑧帶有命令格式的檢錯(cuò)功能。當(dāng)輸入錯(cuò)誤命令時(shí)，打印機(jī)立即打印出錯(cuò)誤信息代碼。 （2） 接口信號(hào) TpμP-40A采用國(guó)際上流行的Centronics打印機(jī)[14]并行接口，與單片機(jī)間是通過(guò)1條20芯扁平電纜及接插件相連。打印機(jī)有1個(gè)20線扁平插座，信號(hào)引腳排列如圖3.9所示。 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 GND GND GND GND GND GND GND GND /ACK /ERR /STB DBO DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BUSY 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 圖3.9 信號(hào)引腳排列圖 其中： *DB0-DB7：數(shù)據(jù)線，單向傳輸，由單片機(jī)輸入給打印機(jī)。 */STB（STROBE）:數(shù)據(jù)選通信號(hào)。在該信號(hào)的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)線上的8位并行數(shù)據(jù)被打印機(jī)讀入機(jī)內(nèi)鎖存。 *BUSY:打印機(jī)忙狀態(tài)忙狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)該信號(hào)有效（高電平）時(shí)，表示打印機(jī)正忙于處理數(shù)據(jù)。此時(shí),單片機(jī)不得使/STB信號(hào)有效，向打印機(jī)送入新的數(shù)據(jù)。 */ACK:打印機(jī)的答應(yīng)信號(hào)。低電平有效，表明打印機(jī)已取走數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)。 */ERR:出錯(cuò)信號(hào)。當(dāng)送入打印機(jī)的命令格式有錯(cuò)誤時(shí)，打印機(jī)立即打印一行錯(cuò)誤信息，以提示操作者注意。在打印機(jī)打印出錯(cuò)誤信息之前，該信號(hào)線出現(xiàn)一個(gè)負(fù)脈沖，脈沖寬度為30μS。 （3） 接口信號(hào)時(shí)序 接口信號(hào)時(shí)序如圖3.10所示。 圖3.10 TpμP-40A接口信號(hào)時(shí)序 選通信號(hào)/STB寬度須大于0.5μS。/ACK應(yīng)答信號(hào)可與/STB信號(hào)作為一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)，也可使用/STB和BUSY作為一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)。 3.6.4 打印部分的電路圖 打印機(jī)通電后，由打印機(jī)內(nèi)部的單片機(jī)執(zhí)行固化程序，就可以接收和分析主控單片機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)和命令，然后通過(guò)控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)打印頭機(jī)械動(dòng)作的控制，進(jìn)行打印。此外，微型打印機(jī)還能接受人工干預(yù)，完成自檢、停機(jī)和走紙等操作。打印部分的電路圖如圖3.11所示。 圖3.11 打印部分電路圖 3.7 大門控制部分的設(shè)計(jì) 為了保證停車場(chǎng)的安全，減少因搶占停車位發(fā)生意外的可能性，需要設(shè)計(jì)大門來(lái)控制車輛的進(jìn)出，大門控制部分采用基于固態(tài)繼電器控制的欄桿，需要與檢測(cè)部分和單片機(jī)協(xié)同工作，當(dāng)檢測(cè)有車出入時(shí)，把燈的狀態(tài)變化信號(hào)作為控制繼電器工作的控制信號(hào)，即把此信號(hào)送入單片機(jī)，用軟件編程控制繼電器工作狀態(tài)進(jìn)而控制大門的開(kāi)閉和車輛的進(jìn)入。 3.7.1 固態(tài)繼電器介紹 固態(tài)繼電器(簡(jiǎn)稱SSR）[15],是一種全電子電路組合的元件，它依靠半導(dǎo)體電子器件的電 磁和光學(xué)特性來(lái)完成其隔離和繼電切換功能的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件 固態(tài)繼電器與電磁繼電器相比，是一種沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不含運(yùn)動(dòng)零件的繼電器，但它具有與電磁繼電器本質(zhì)上相同的功能 利用大功率三極管，功率場(chǎng)效應(yīng)管，單向可控硅和雙向可控硅等器件的開(kāi)關(guān)特性，來(lái)達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)無(wú)火花地接通和斷開(kāi)被控電路。 圖3.12說(shuō)明了電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制原理，當(dāng)D0接5~12V或12~24V直流電，D1、D2為控制端，當(dāng)D1接通電源時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)D2接通電源時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)D1、D2均未接通時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)。 圖3.12 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 3.7.2 欄桿機(jī)控制原理 欄桿機(jī)控制采用2個(gè)按鈕T1、T2 ，T為公共端。當(dāng)T按下時(shí)，T1和T接通，經(jīng)信號(hào)處理電路處理，輸出低電平0，此低電平送至固態(tài)繼電器的D1控制端，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)T2按下時(shí)，T和T2接通，經(jīng)信號(hào)處理電路處理，輸出低電平0，此低電平送至固態(tài)繼電器的D2控制端，此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)按鈕T1、T2均未按下時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)。欄桿的升降依靠三相異步電機(jī)[16]的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，由于三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)較快，必須經(jīng)過(guò)變速箱減小速度 ，變速箱的絲杠經(jīng)齒輪驅(qū)動(dòng)欄桿 這樣按鈕固態(tài)繼電器變速箱及電機(jī)便構(gòu)成一閉環(huán)控制系統(tǒng)，見(jiàn)圖3.13所示 。 3.13 欄桿機(jī)控制原理圖 3.8 硬件抗干擾 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境往往不是固定的，在一些復(fù)雜的工作環(huán)境中，單片機(jī)往往受到干擾的影響而導(dǎo)致其不能工作或控制功能喪失，因而其工作的可靠性至關(guān)重要。 在直流電源電路中由于單片機(jī)及一些存儲(chǔ)器、接口電路等都是數(shù)字電路，所以在電源電路會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰電流，直接干擾單片機(jī)正常工作，利用電感電容等原件可以消除此類噪聲，這種方法稱為濾波技術(shù)，常用RC低通濾波器接在輸入電路中，可以大大消弱各類高頻干擾信號(hào)，對(duì)于火花放電及高頻振蕩所產(chǎn)生的干擾，可在回路中接入由LC與電容組成的濾波器。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近，用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái)，晶振外殼接地并固定。在單片機(jī)I/O口，電源線，電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器，屏蔽罩，可顯著提高電路的抗干擾性能。對(duì)于單片機(jī)閑置的I/O口，不要懸空，要接地或接電源，也可設(shè)成輸出邏輯1或邏輯0。 4 程序設(shè)計(jì) 4.1 程序設(shè)計(jì)介紹 程序設(shè)計(jì)就是用計(jì)算機(jī)所能接受的語(yǔ)言把所需解決問(wèn)題的步驟逐一描述出來(lái)，也就是編制計(jì)算機(jī)的程序，在設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，軟件的編制是重要環(huán)節(jié)。軟件的質(zhì)量直接影響整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)因系統(tǒng)而異，但程序設(shè)計(jì)總是有共同特點(diǎn)及其規(guī)律的。在編寫程序時(shí)，采取如下幾個(gè)步驟： (1)分析問(wèn)題，明確所要解決問(wèn)題的要求，將軟件分成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分。根據(jù)功能關(guān)系和時(shí)序關(guān)系，設(shè)計(jì)出合理的軟件總體結(jié)構(gòu)。 (2)定程序框圖，即根據(jù)所選擇的計(jì)算方法制定框圖，這不僅是程序設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成，而且是決定成敗的關(guān)鍵部分。 (3)合理分配系統(tǒng)資源，包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、堆棧等。分配好單元后，進(jìn)一步將程序框圖畫(huà)成詳細(xì)的操作流程。 (4)根據(jù)程序的流程圖和指令系統(tǒng)編寫出程序。注意在程序的有關(guān)位置處寫上功能注釋，提高程序的可讀性。 (5)程序調(diào)試。通過(guò)編輯軟件編輯出的源程序，必須用編譯程序匯編后生成目標(biāo)代碼。如果源程序有語(yǔ)法錯(cuò)誤，需修改源文件后繼續(xù)編譯，直到無(wú)語(yǔ)法錯(cuò)誤為止，然后利用目標(biāo)代碼通過(guò)仿真器進(jìn)行程序調(diào)試，排除設(shè)計(jì)和編程中的錯(cuò)誤直到成功。 (6)程序優(yōu)化。使各功能程序模塊化，子程序化，縮短程序的長(zhǎng)度，加快運(yùn)算速度和節(jié)省數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，減少程序執(zhí)行的時(shí)間。 4.2 方案設(shè)計(jì)程序流程圖 單片機(jī)控制中心的程序采用C語(yǔ)言編寫，運(yùn)行效率較高。其主要程序有: ①