单片机车库车辆管理器

1、17/20辽 宁 工 学 院单片机与接口技术 课程设计(论文)题目: 车库车辆管理器 院（系):信息科学与工程学院专业班级： 电气4班 学 号： 0230 学生姓名： 侯玉朋 指导教师： 任国臣 教师职称: 副教授 起止时间:0506-06至05-06课程设计(论文)任务及评语院（系）：信息科学与工程学院 教研室:电气学 号69学生姓名 侯玉朋专业班级 电气4班课程设计（论文）题目车库车辆管理器课程设计(论文）任务完成车库管理器的硬件和软件设计。任务包括：车库车辆统计。单通道车辆上下行声光报警3车辆上下行检测。4显示车库的当前状态。5设计电源电路，控制器电源采用A220写出程序流程图及汇编程序

2、。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字: 年 月 日目 录第1章课程设计目的与要求1。 课程设计目的11。2课程设计的实验环境11.3 课程设计的预备知识11.4 课程设计要求1第2章 课程设计内容2第3章 课程设计的考核2.1 课程设计的考核要求2 课程性质与学分2第4章 设计3参考文献19课程设计目的与要求1.1 课程设计目的“单片机与接口技术课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计与制造出具有较复杂功能的小型单片机系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。 能够较全面地巩固和应用“单片机”课程中所学的基本理论和基本方法，

3、并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。 培养独立思考、独立收集资料、独立设计规定功能的单片机系统的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力.1。 课程设计的实验环境利用wnos操作系统及应用软件进行绘图和编程.1。3课程设计的预备知识熟悉单片机与接口技术课程的相关知识及电子线路CAD工具软件。4 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，根据第二章给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容：1、对设计课题进行简要阐述，并说明设计任务及具体要求。 2、论述系统设计方案,并画出总体电路结构图及功能分割图。3、能够较熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务。4、各

4、功能模块设计说明、设计实现过程及源程序。 5、能够较熟练地应用一种编辑软件编写程序，掌握单片机系统软件设计的基本方法、课程设计报告应内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实.7、课程设计总结8、字数4000左右，有系统电气原理图。课程设计内容设计技术参数、2套车辆上下行检测。2、2套声光报警电路设计,置于单通道内外两侧3、车库车辆统计。4、显示车库的当前状态，出入车辆计数。、控制器电源采用AC220V工作量1、系统硬件框图设计说明2、车辆上下行检测电路设计3、按键及显示电路设计4、CP最小系统设计、写出程序流程图及汇编程序。工作计划第一天第二天第三天第四天第五天第二周2套车辆上下行检测 2套

5、声光报警电路设计按键、显示电路设计cpu最小系统及电源的设计主程序、流程定时输出程序设计画原理图、打印第3章 课程设计的考核3。1 课程设计的考核要求课程设计采用五级(优、良、中、及格、不及格)评分制。最后成绩依据课程设计论文及平时成绩决定,其中平时考核成绩占20%。3.2 课程性质与学分单片机与接口技术课程设计的课程性质：考查 学分：2第章 设计4.1设计方案论证：要实现管理器的设计，除了要达到精度方面的要求，还要兼顾功能方面的要求。所以我选择用光电传感器进行信号采集，再经过寄存器将选取的信号送给2位高速A/D转换器，将模拟信号转化为数字信号，送给81芯片进行程序控制，将输出的高低电平送给L

6、E显示器进行数字显示。本方案还具有键盘控制，单通道报警等功能，以达到对车辆智能化管理的目的。 .2 设计框图及原理图显示电 路传感器放大器8051芯片显示电 路传感器放大器8051芯片A/D转换器键盘电路报警电路键盘电路报警电路复位电路 图一设计方框图. 设计原理:本设计是通过单片机051进行主要控制的,其设计原理如：当光电传感器接受到外部采集的电压信号时，它会把采集来的电压信号经过放大器进行信号放大发送给模拟数字转换器。在转换器接受到传感器发来的模拟信号时,会自动的将模拟信号转化成数字信号,再经过051的程序控制，送给LED显示器来显示数字。当有车辆进车库时,传感器将得到一个正电压信号,传输

7、到805进行程序控制后，会将显示器E1(进入车库车辆数）自动加1，同时将显示器LED3(车库内总车辆数）也加1,当车库内有车辆驶出时，会在AD转换器输入端产生一个负电压信号，经过程序控制后，能使显示器LED2(驶出车库车辆数)自动加，同时显示器LED3将自动减.另外,用户在使用前需要自己设置起始数据,利用按钮的输入来完成。在车库内装有单通道双报警电路对车库以及车辆起到安全保护的作用。其原理图如图： 图设计电路原理图4。4设计各分电路分析：4。4。检测电路： 检测电路是由四个光电传感器构成的,其工作原理:光电传感器是将光信号转化为电信号的传感器件,当外部有光子照射时,光电传感器就会将吸收来的光信

8、号转化为电信号送到/D转换器，进而使电路动作。当有车辆进入车库时，会使光电传感器的光电器件动作,把接受到的电信号送给光电阻,光电阻是由半导体材料制成的，光敏电阻是没有极性的，使用时即可加直流电压,也可以加交流电压。在无光照时，它的阻值很小,电路的电流很大，希望它的暗电阻越大越好，它的亮电阻越小越好.接受到信号后,它会将电信号发送给A/转换器进行工作。光电传感器具有响应快，结构简单,使用方便，可以实现非接触测量,有很高的可靠性，因此，在设计中使用光电传感器对调试，测量都具有很大的方便。其电路如图所示： 图.检测电路44. A/转换电路AD转换器的技术指标及基本原理：A/转换的主要技术指标(1)分

9、辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需的输出模拟电压变化量。通常用数字量的位数变化表示，如8位、10位、1位、6位分辨率等.若分辨率为1位，表示它可以对全量程的的增益做出反应。分辨率越高，转换时对输出量的微小变 图3/D转换电路化反映越灵敏。（2)量程即所能转换的电压范围，D0809的转换电压范围为5 。（3）精度有绝对温度和相对温度两种表示方法，常用数字量的位数作为度量绝对精度的单位，如精度为/LSB，而百分比来表示满量程时的相对误差,如000。精度和分辨率是不同的概念,精度是指转换后所得的结果相对于实际值的准确度,而分辨率指的是能对转换结果发生影响的最小输入量。分辨率很高者可能由于温度漂移

10、，线性不良等原因而并不具有很高的精度.（4)转换时间对于计数或双积分型的转换器而言，不同输入幅度可能会引起转换时间的差异，在厂家给出的转换时间的长短相差太远,可为几微秒直至几百微秒。(5）转换速度 AD转每秒转换数据的次数。选择使用ADC集成电路芯片时，除考虑上述性能指标外，还应注意芯片的输入电压范围，输入阻抗、数字输入特性，以及供电电压，工作环境(周围温度、湿度等)和保存环境(保存温度、湿度等）等性能指标。逐次逼近式A/转换器的基本原理逐次逼近式D转换器是一种速度快、精度高的A/D转换器，其转换原理“逐位比较”，比较过程类似于用砝码在天平上称物体的质量。一个N位的逐次逼近式转换器的原理图,这

11、种A转换器是D/A转换为基础的，加上比较器、位的逐次逼近寄存器、置数控制逻辑电路以及时钟等组成。其转换原理如下：在启动信号控制下，置数控制逻辑电路置N位寄存器最高位（D）为1，其余位清零,N位寄存器的内容经/A转换后得到整个量程一半的模拟电压，与输出电压成比例。若时，则保留=1；若时,则D请零。然后，控制逻辑使寄存器下一位（D）置1,与上次的结果一起经D/转换后与比较,重复上述过程,直至判断出位取1还是取0为止，此时DONE信号有效。表示转换结束。这样，经过N次比较后，N为寄存器状态就是转换后数字量数据，经输出缓冲器读出。整个转换过程就是逐次比较逼近式的过程.其转化速度由始终频率决定，一般在几

12、微秒到上百微秒之间。例如ADC08,时钟频率是640Hz时，转换时间为100。AC0809芯片本设计采用逐次逼近式A/转换芯片AD809,下面介绍AD809：0809是一种路8位逐位逼近式A/D转换器。1.ADC809的主要特性(1）分辨率为8位;（2）转换电压为5V+V;（3)转换路数为8路模拟量;()转换时间为0；(5）转换绝对误差小于LSB；（6）功耗仅为W;(7）单一5V电源。2。AD809内部结构及外部引脚0809内部结构如图所示，它由片内带有锁存功能的通道模拟多路开关,一个高阻抗的斩波比较器,一个带有56个电阻分压器的树状开关网络，一个控制逻辑环节,位逐次逼近数码寄存器和8位三态输

13、出锁存器组成。8路模拟量开关8路模拟量开关地址锁存与译码器8路A/D转换器三态输出锁存器IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7VREF(+) VREF(-)OEEOCD0D1D2D3D4D5D6D7ST CLK个输入量受多路开关控制,当选中某路时,该路模拟量信号进入比较器与D/A输出的比较，直至与相等或达到允许误差为止，然后将对应的的数码寄存器值送入三态锁存器.当OE有效时，便可输出对应的的8为数码。要想实现电路的复位,必须保证，在RESET引脚上提供0MS以上稳定的高电平44。3显示电路： 图4显示电路电路原理如图所示,在这里是以八个按键,四个数码管显示为例来说明这种设计思想的，对

14、于多个按键及显示，其思路是一样的.1. 显示部分电路:显示采用动态扫描方式,显示器件选用共阴极数码管，它们的段码端连在一起后通过电阻与单片机的P0 口相连，由0 口输出要显示的内容，其中电阻R18 起限制电流的保护作用. 0P2 通过三极管分别与数码管的公共端相连，用来决定当前哪一个数码管显示。三极管是用来增强单片机/O 口输出的驱动能力，以保证数码管能够正常发光。 2。按键部分电路：八个按键SW1SW8 的一端连在一起后接在单片机的外部中断口INT0 上，四个按键的另一端则分别通过一个二极管与数码管位选控制端相连.当有按键按下,且对应的数码管位选控制端为低电平时，就会引起单片机INT0中断。

15、 图5. 键盘输入电路3。 工作原理：显示部分和常规的动态显示完全相同，单片机的2. 02 3作为位选控制端,且低电平有效。这样,就会以某一时间间隔在。 02。 2 上循环输出,使某一位为低电平，其余为高电平,保证在P2 0P2. 3 口上，同时只有一位为电平。而按键是和它们分别相连的,当某一按键按下,和它相连的输出口又为低电平时,就会引起IN0 中断。当单片机进入INT 中断时，就说明有按键按下，再根据当时是控制哪一位数码管显示就可判断出是哪一个按键按下,然后就可进行相应的按键处理。其中,二极管DD3 也是必不可少的,它是为了防止按键影响码管的正常显示。假如电路中没有这些二极管,则当同时有两

16、个按键按下时,无论其中哪一个对应的数码管位选控制端为低电平,由于按键已经将它们直接相连,对应的两个数码管的位选端会同时有效。这样,这两位数码管就不能正常显示。而在电路中设计了二极管DD3后，一方面仍可保证有按键按下时，控制显示位的低电平能引起I0 中断，另一方面当有两个按键同时按下时,由于二极管的反向截止作用,即使它们所对应的控制显示位有一个为低电平,也不会对另一个造成影响,保证了数码管的正常显示。4。4.4报警电路：报警电路是利用光信号对车辆进行控制的，在没有信号输入时,报警器处于等待状态,一切工作均处于低功耗状态,而当有信号输入时，报警器启动，并由051芯片的程序控制而完成达到对车库车辆的

17、检测工作，本设计采用单通道两路声光报警器，安放在上下行通道的两侧，其电路原理图如图所示： 图.报警电路4.4. 电源电路： 电源电路主要是由变压器,整流电路，滤波电路，稳压电路等几部分组成,其工作原理:当交流加到变压器的高压侧时,其通过其内部的线圈将电压转换到需要的电压植,再由低压侧输出到桥式整流电路，把其变成脉动的直流电,再由电容滤波电路把其交流成分滤除,再经过稳压电路把其电压稳定输出，得到较好的直流电。其电源具有结构简单，使用方便,稳定性能好，电压质量高等优点,具有较高的实用功能. 图7。电源电路4。5.设计程序框图及其程序开 始始计数器清0开 始始计数器清0置数据指针是否有键按下调整指针

18、计数加1存 数结 束开始控制程序初始化外部中断初始化是否有键输入数据初始化键盘程序控制显示当前数据结 束 Y N Y开 始开 始开 始开 始保持现场定时赋初值刷新显示当前显示位置加1是否有铵键按下调用控制子程序显示数加1中断返回保护现场保护现场是否有信号是否有信号引发报警引发报警结 束结 束 图 键盘控制子程序框图 图 报警子程序框图主程序:ORG 00HDATAQUUFER E OR 000H LJMP IN ORG 003 MO A，#00 MO R0，10H MOV R，2H MO R2，#3H LPO: LLL CEAR CAL D ；调试显示子程序 LCALL CZ MOV A, 0

19、1H NC R0 IN R3 MOV A 0H EC R2 DE R3 JMNP SETB TO LJMP MLNXB0：CNE A #00 NETEXB1：LAL IP LAC KEY SM CNE A，01H，NEXTB2 LCAL SBUF SJMP NEXBN:CJNE A #01 CA SUBF NETCNEXTC: C #H MV A #AA MOV R0 DATA MV R2 1 JMP ML0NEXD： CJN A 01 ML0 CLR A CR T0 CLH A LJMP MP0 EN 。 显示子程序： DISP： V R ， BFR MOV R3,#0H MOV A ， 0

20、H I R3 LNC R2 P A DIS MV #H AD R0 0H ORG R3 MVX PR A MO R7 #01H MO DOTR FF MOV 0 MOV R3 #13 MV R 10H DJNZ R7 S R I 0LMP DISPEND3. 键盘输入子程序KYS:ORG 0000HCLL S1 JNZ LK0 AJMP KEY-R LK0： ALL DIS C KS1 JNZ S1 SMP KEM K： MOV DPTR #1FFH MOV A 0FH OVX DPT A MO R2 02H OV R3 0H LK2:MOV DPTR #0FF MO A R2 MX DOTR A IC DR OV A #00 AJMP LKPET:NC R3 MO A 2 MP LKEND4 。 报警子程:ORG 0000AJMP STRTOG 0022HTART： MOV TOMD #20H MOV 1 0F3 OV T F3H SE