基于单片机的停车场计数系统设计_毕业设计(论文)(编辑修改稿)

基于单片机的停车场计数系统设计_毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

M 3 93 A DV C CC80. 1u FV C CV C CO U T 图 26 红外 对射 电路 如图 26 所示，红外线发射电路以时钟定时集成芯片 LM393AD 为核心 ，可以将模拟量转化为数字量。 LM393 是由两个独立的、高精度电压比较器组成的集成电路，失调电压低，最大为。 它专为获得宽电压范围、单电源供电而设计，也可以以双电源供电；而且无论电源电压大小，电源消耗的电流都很 低。 它还有一个特性：即使是单电源供电，比较器的共模输入电压范围接近地电平。 主要应用于限幅器、简单的模 /数转换器、脉冲发生器、延时发生器、宽频压控振荡器、MOS 时钟计时器、多频振荡器和高电平数字逻辑门电路。 393 被设计成能直接连接 TTL和 CMOS；当用双电源供电时，它能兼容 MOS 逻辑电路 —— 这是低功耗的 393 相较于标准比较器的独特优势。 其 管脚图 ，如图 27 所 示： 管脚排列图解（顶视） 管脚排列图解（ 俯视 ） 图 27 LM393 管脚图 表 23 管脚功能表 苏州大学本科生毕业设计（论文） 第 13 页 引出端序号 符号 功能 1 OUT A 输出 A 2 IN A 反相输入 A 3 IN A+ 同相输入 A 4 GND 接地端 5 IN B+ 同相输入 B 6 IN B 反相输入 B 7 OUT B 输出 B 8 Vcc 电源电压 管脚功能，如表 23： 应用说 明： LM393 是高增益 ， 宽频带器件 ， 象大多数比较器一样 ， 如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合 ， 则很容易产生振荡。 这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时 ， 输出电压过渡的间隙。 电源加旁路滤波并不能解决这个问题 ， 标准 PC 板的设计 对减小输入 — 输出寄生 电容耦合 是有助的。 减小 输入电阻至小于 10K 将减小反馈信号 ， 而且增加甚至很小的正反馈量 (滞回 ~10mV)能导致快速转换 ， 使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡。 除非利用滞后 ， 否则直接插入 IC 并在引脚上加上电阻将引起输入 — 输出在很短的转换周期内振荡 ， 如果输入信号是脉冲波形 ， 并且上升和下降时间相当快 ,则滞回将不需要。 比较器的所有没有用的引脚必须接地。 LM393 偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围 ~30V 无关。 通常电源不需要加旁路电容。 差分输入电压可以大于 Vcc 并不损坏器件 .保护部分必须能阻止输入电压向负端超过。 LM393 的输出部分是集电极开路，发射极接地的 NPN 输出晶体管 ,可以用多集电极输出提供。 功能 ： 输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上，不受 Vcc端电压值的限制 .此输出能作为一个简单的对地 SPS 开路 (当不用负载电阻没被运用 ),输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的β值所限制，当达到极限电流 (16mA)时 ,输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升，输出饱和电压被输出晶体管大约 60ohm 的γ SAT 限制。 当负载电流很小时 ,输出晶体管的低失调电压 (约 )允许 输出箝位在零电平。 第 液晶 显示 电路设计 液晶显示屏的英文名称是 Liquid Crystal Display(Device)，简称 LCD。 根据 LCD 所采用的材料构造，可把液晶分为 TN、 STN、 TFT 等三大类，而据目前的技术原理又可以将它们再次分为 TN、 STN、 FSTN、 DSTN、 TFT 等诸多类别： 苏州大学本科生毕业设计（论文） 第 14 页 LCD 的特点是体积小、形状薄、重量轻、耗能少（ 1～ 10 微瓦 /平方厘米）、低发热、工作电压低（ ～ 6 伏）、无污染，无辐射、无静电感应，尤其是视域宽、显示信息量大、无闪烁，并能直接与 CMOS 集成电路相匹配，同时还是真正的“平板”式显示设备。 这些特点正在使显示领域从传统 CRT 走向 LCD。 本设计选择的是诺基亚 5110 液晶显示器，其原理图如图 28 所示， 各个引脚功能说明 如表 24 所示： 1234567891011121314 1516 17 1819J1诺基亚 51 10 L C DV D DC L KD I ND /CCSO C SG N DV O U TR S TL E D 1AL E D 1KL E D 2AL E D 2KF1X3F1X4NC1F1X1F1X2N C 2V C CCC A PC L D R S TC L KDID /CL C SV C CR11KR21K 图 28 诺基亚 5110 液晶显示器原理图 表 24 各个引脚功能说明 引脚号 引脚名 功能 备注 1 VDD 电源输入脚 (推荐使用 )，导电胶连接 2 CLK 同步时钟输入 最高可达 4Mbps 3 DIN 数据输入 时钟上升沿采样 4 D/C 数据 /命令切换 0：命令 1：数据 5 CS 片选信号 低电平有效 6 OSC 外部时钟输入 如果使用片内振荡器该脚接 VDD 7 GND 接地 8 VOUT LCD 供电电路使用 需外接电容，试验证明 均可，电容越大，掉电的时候屏幕上出现的黑线消失的就越慢。 9 RST LCD 复位信号输入 低电平有效 1013 LEDX 两个背光 LED 需要选用高亮侧面发光的 LED，同时如果对背光 要求较高可使用 4 个 LED，背光板上留有位置。 1417 FIXn 4 个金属框固定孔 推荐使用 1mm 厚的 PCB 1819 NCn 2 个定位孔 对应背光板上 2 个定位柱 该 液晶 具有以下特点： ● 84x48 的点阵 LCD，可以显示 4 行汉字， ● 采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有 9 条。 支持多种串行通信协议（如 AVR 单片机的ＳＰ I、 MCS51 的串口苏州大学本科生毕业设计（论文） 第 15 页 模式０等），传输速率高达 4Mbps，可全速写入显示数据，无等待时间。 ● 可通过导电胶连接模块与印制版，而 不用连接电缆，用模块上的金属钩可将模块固定到印制板上，因而非常便于安装和更换。 ● LCD 控制器／驱动器芯片已绑定到 LCD 晶片上，模块的体积很小。 ● 采用低电压供电，正常显示时的工作电流在 200μ A 以下，且具有掉电模式。 连线图如图 29 所示： LEDGND RESTSCE D/CDA CLK3.3V诺基亚 51 00V C C12345678 图 29 诺基亚 5110 液晶显示器 连线 图 第 继电器 开关电路与报警电路的设计 . 74LS245 芯片 介绍 74LS245 是我们常用的芯片， 本设计采 用来驱动 继电器和蜂鸣器 ，它是 8 路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。 74LS245 还具有双向三态功能，既可以输出，也 可以输入数据。 当 单片机 的 P0 口总线负载达到或超过 P0 最大负载能力时，必须接入 74LS245 等总线驱动器。 G19D I R1A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B811U7 4L S2 45 图 210 74LS245 引脚图 如图 210 所示， 当片选端 /CE 低电平有效时， DIR=“ 0” ，信号由 B 向 A 传输；（接收）。 DIR=“ 1” ，信号由 A 向 B 传输；（发送）当 /CE 为高电平时， A、 B 均为高阻态。 苏州大学本科生毕业设计（论文） 第 16 页 由于 P2 口始终输出地址的高 8 位，接口时 74LS245 的三态控制端 /1G 和 /2G 接地， P2 口与驱动器输入线对应相连。 P0 口与 74LS245 输入端相连 ,/E 端接地，保证数据现畅通。 8051 的 /RD 和 /PSEN 相与后接 DIR，使得 /RD 或 /PSEN 有效时， 74LS245 输入（ ← Di），其它时间处于输出（ → Di）。 . 继电器开关 电路 设计 为了驱动继电器导通时线圈有足够的磁力，在继电器之前加了 74LS245 驱动。 继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。 只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返 回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。 当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。 这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。 对于继电器的 “ 常开、常闭 ” 触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为 “ 常开触点 ” ；处于接通状态的静触点称为 “ 常闭触点 ”。 继电器一般有两股电路，为低 压控制电路和高压工作电路 ， 其 原理图如图 211 所示， 继电器 A1 恒为高电平，当 74LS245 的 relay 为 低电平时，继电器的 A2 为低电平，继电器处于通电状态，开关闭合， B0、 B1 处于导通状态，发光二级管点亮。 DL E DDL E DA1B0A2B1B2J继电器 1A1B0A2B1B2J继电器 2G19D I R1A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B811U17 4 L S 2 4 5R1KR1KV C C继电器 1继电器 2 图 211 继电器连线图 . 蜂鸣器报警电路 设计 为了保证蜂鸣器足够的响亮，在蜂鸣器之前也加了 74LS245 驱动。 本设计采 用 软件处理报警，利用有源蜂鸣器进行报警输出，采用直流供电。 蜂鸣器的 A0 也恒为高电平，当74LS245 的 buzzer 为低电平时，蜂鸣器的 A1 为低电平，此时蜂鸣器报警。 报警电路硬件连接见下图 212 所示 ： 苏州大学本科生毕业设计（论文） 第 17 页 G19D I R1A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B811U74 L S24 5UB U Z Z E RV C CA1A0B U Z Z E R 图 212 蜂鸣器电路连接图 第 按键电路设计 为了 使设计操作更加方便 ， 设计 了按键电路 ，这样就可以人为设定 车辆进出值。 图 213为设计 的按键电路图。 S S2 按键 按下，车辆加 、 减” 1”； S3 按键 按 一 次， S S2 按键按下，车辆数加 、 减“ 10”； S3 按键 按 二 次， S S2 按键 按下，车辆数加 、 减“ 100”； S3按键 按 三 次，系统复位。 S3 按键按四次，恢复 到 复位前的车辆数，开始接着计数。 图 213 按键电路 图 苏州大学本科生毕业设计（论文） 第 18 页 第 3章 系统 的 程序 设计 第 主程序设计 STC89C52RC 单片机可以用汇编语言和 C 语言进行编程。 汇编语言与机器指令一一对应，所以用汇编语言编写的程序在单片机里运行起来效率较高，而且对于对射式红外计数器数据的读写上，所用到的语句比较简单易懂。 而 C 语言程序可读性高，更便于理解。 本设计使用 C 语言编程。 第一次开机，系统进行初始化， LCD 显示初始数字，对停车场内的车辆数进行设定一个初值 N，并开始运行。 如果有物体通过进入对射式红外传感器时，继电器开关打开， LED灯点亮 ， LCD 的最后一位开始累加。 如果这个时候有物体通过驶出 红外 对射式传感器时，另一继电器开关打开， LED 点亮 ， LCD 的最后一位开始累 减。 如果这个时候有两个物体同时通过 驶出和驶入对射式红外传感器时，两个继电器开关同时打开 ，两个发光二极管 LED同时点亮， LCD 的最后一位开始累加。 当此 停车场车辆数大于 500 时 ， 蜂鸣器报警， 等待复位 命令重新进行计数。 苏州大学本科生毕业设计（论文） 第 19 页 图 31 主程序流程图 第 数据采集 模块程序设计 数据采集模块主要是指在系统开始运行时， 当 有车辆。