第2节 方案设计及选择
该系统用于检测是否有车辆进出,是否有空余车位,应用单片机来控制其他模块以实现对车辆的数目、状态等的加减计数和状态显示,并利用单片机中的定时系统对车辆进出的时间限制以及设定,键盘系统的输入可以人工控制总车位数以及剩余车位数数值的显示。
2.1电源模块的设计
整个系统中电源模块主要的是提供稳定的电压。
方案一:整个系统中电源模块主要的是提供稳定的电压。该电路输入单相220v交流电,经过变压器,全桥整流,稳压后输出稳定的5v直流电。
方案二: 该电路直接使用USB 5V供电,直接接入有USB接口的电源适配器即可! 可以具有外接元件少,使用方便,性能稳定,价格低廉等优点,因而得到广泛应用。因为此系统设计要输出5V的电压。
综上所述:为了简化电路,使用方便。我们采用现在非常成熟的电源适配器供电。直接接适配器电源5V电。
2.2传感器的选择
方案一:超声波传感器发送声波出去,当有汽车经常时通过反射回来的声波消耗的时间进行计算。这样通过不同的距离来判断是否有汽车经过。优点精度高,小巧方便。 缺点就是使用起来比较复杂,而且也不宜安装。
方案二:采用红外线光电传感器,只要在所测距离内,有障碍物经过时。则输出一个高电平。当没有障碍物时输出低电平。这样就很好判断是否有汽车经过。
综上所述:我们采用了方案二,直接使用光电传感器来判断是否有车驶入。
2.3主芯片的的选取
方案一:采用8位微控制器。8位微控制器的典型代表是8051微控制器。8051微控制器是一款入门级微控制器,它内核简易,应用广泛,资料齐全,非常适合入门学习。同时它的价格低廉,是一款适用于追求低成本,不追求实时性的电子产品。在我国很长一段时间内,8051微控制器占据了小型家电市场,其中的原因正是超低的成本.
方案二:采用16位微控制器。MSP430微控制器是一款以低功耗闻名的16位微控制器,有许多低功耗的工作模式,采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式,高效率的查表处理指令。这些特点都保证了用它可以编写出高效率的源程序。
方案三:采用32位微控制器。Cortex-M0+内核基于ARMv6架构,支持Thumb/Thumb-2子集ISA,单核心,采用低成本的90nmLP工艺制造,核心面积仅0.04mm2,每MHz单位频率消耗的电流、功耗分别有9μA、11μW,是现今其它8/16位微控制器的大约三分之一,而性能上又比它们高出很多。飞思卡尔的Kinetis L系列微控制器基于ARM Cortex-M0+内核,是目前市场上能效极高的32位微控制器,每微安数据吞吐量居业内领先水平;超低功耗模式多种灵活的功率模式,适合不同的应用情形,可最大限度延长电池寿命;多种技术优化功耗,包括90nm薄膜存储(TFS)技术、时钟和电源门控技术,以及带有位处理引擎、外围交叉桥和零等待闪存控制器的高效平台等;深度睡眠模式下,可在不唤醒内核的情况下进行智能决策并处理数据。
综合上述几种单片机优缺点并且根据实验要求,就地取材选择了由STC公司生产的一种价格便宜、低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
第3节 系统的硬件设计
3.1微处理器电路模块
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能: 8k字节Flash,512字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz,6T/12T可选。
STC89C52RC单片机参数
⑴8K字节程序存储空间;
⑵512字节数据存储空间;
⑶内带2K字节EEPROM存储空间;
⑷可直接使用串口下载;
3.2显示模块
显示部分是LCD1602液晶
一般1602字符型液晶显示器实物如下图所示:3.2.3显示电路原理图
3.3报警部分
当小车车库内停车位为0时,如果有小车继续驶入时。蜂鸣器就会发出报警声音来提醒驾驶员。此时驾驶员应该将车停在小区外的停车场。蜂鸣器通过一个PNP型的三极管驱动。三极管的基极接到单片机的P1.7口。
3.4停车位模拟停车模块
在此处用16盏LED灯4*4排列,用来模拟停车位。由于51单片机I/O口数量不足,所以使用了74HC595芯片对其进行了扩展。
74HC595是8位串行输入转并行输出移位寄存器。在正常使用时SCLR为高电平,G为低电平。从SER每输入一位数据,串行输595是串入并出带有锁存功能移位寄存器,它的使用方法很简单,如下面的真值表,在正常使用时SCLR为高电平, G为低电平。从SER每输入一位数据,串行输入时钟SCK上升沿有效一次,直到八位数据输入完毕,输出时钟上升沿有效一次,此时,输入的数据就被送到了输出端。入时钟SCK上升沿有效一次,直到八位数据输入完毕,输出时钟上升沿有效一次,此时,输入的数据就被送到了输出端。
第4节系统的软件设计
软件设计是设计中很重要的部分。它关系到一个系统能否实现其预定的要求。
4.1主程序设计
主程序是软件设计的总体框架,因此主程序的流程图的设计决定了程序编写的好坏,该主程序的功能是扫描键盘,作出逻辑判断,控制各种中断,数据送入显示模块。其流程图如图14所示。
在判断车辆是否进出中:本系统使用了两个传感器,一个用来检测出去的车,一个检测进来的车。当两个传感器同时检测到车的时候,说明进出的是车辆。当一个传感器检测到车辆时,开门。当两个传感器都检测到时,通过逻辑判断,剩余车位数进行加减。
第4节系统的软件设计
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