小区车辆统计计数系统设计毕业论文

毕业设计报告（论文）(2013 届)题 目 ： 小区车辆统计计数系统设计 所 属 系： 自动化技术系 班 级： 电子1011 学 生 姓 名： 薛骏 学 号： 2010538154 同 组 成 员： 李菲 指 导 教 师： 姜淑华 2013 届毕业设计（论文）毕 业 设 计（论 文） 任 务 书系名称：自动化技术系注：1、本任务书一式三份，系、教师、学生各执一份；2、学生须将此任务书作为附件，装订在毕业设计报告（论文）中。姓 名 薛 骏 性别 男 专 业 应 用 电 子 班 级 电 子1011学 号 2010538154指 导 教 师 信 息 姓 名 姜 淑 华 联 系 电 话毕 业 设 计 （ 论文 ） 题 目 小区车辆统计计数系统设计毕 业 设 计 （ 论文 ） 主 要 内 容及 目 标 要 求1.8 位 数 码 管 显 示 。 显 示 小 区 现 有 车 辆 数 和 已 停 放 过 车 辆 数 。2.统 计 小 区 现 有 车 辆 数 ， 当 车 进 入 小 区 显 码 显 示 增 1， 驶 出 车 场 显 示减 1。3.统 计 小 区 当 天 已 停 放 车 辆 总 数 。4.当 小 区 车 位 车 辆 已 满 ， 报 警 指 示 灯 闪 烁 ， 提 示 禁 止 车 辆 入 内 。时间安排 预期完成内容及目标 检查方式2012.12.32012.12.07查阅文献，调查研究，了解该课题的目的、意义，确定任务完成开题报告2012.12.102011.12.28 各模块电路设计完成部分电路的方案论证及主要元器件的选择2012.12.312013.01.04 总体设计小区车辆统计计数系统整体电路设计。2013.01.072013.01.18 综合整理分析 综合整理，理顺论文支撑资料2013.01.212013.01.23 完成论文初稿 完成论文的初稿毕 业 设 计 （ 论文 ） 进 度 安 排2013.01.242013.06.10经过顶岗实习进一步充实结果，完善材料提交毕业设计论文及相关资料，返校答辩，综合评定成绩。指 导 教 师 签 字 ：年 月 日专 业 教 研 室 主 任 签 字 ：年 月 日系 主 任 签 字 ：年 月 日2013 届毕业设计（论文）摘要伴随着科技的飞速发展，交通工具的越来越普及。汽车作为人类社会中最主要的交通工具之一，起着重大作用。随着人们生活水平的提高，汽车的数量也与日俱增，于是停车正在成为世界性的问题。以前落后的人力停车管理即将被高科技化的自动停车管理系统所取代，高度自动化的停车场管理系统节省了大量时间和人力物资消耗，大大提高了效率。本论文介绍了利用单片机控制的一种停车场管理系统。它能在任意时间内，根据有效的停车空间，计算能够停泊的车辆数量，并且使用自动而可靠的完成车辆的进出。还能够显示是否有停放的场地以及是否有车辆进、出停车场。本设计具有结构简单，计数准确，经济效益高，造价低廉，可靠性高，维修方便，研制周期短，操作简单等优点。经实验证明，这套系统软硬件设计合理，各项性能良好，经过系统扩展与升级，可以有效的满足各种流量统计的需要。关键词：单片机 自动化 流量统计2013 届毕业设计（论文）AbstractAlong with the rapid development of science and technology, transport is increasingly popular. Cars as one of the main means of transport in the human community, plays an important role. With the improvement of peoples living standards, the number of cars is also increasing, so parking is becoming a global problem. Previously poor parking management of human resources is to be replaced by high-tech automated parking management system, highly automated parking management system saves a lot of time and material consumption of human resources, greatly improving efficiency.This paper describes the use of a parking management system controlled by single-chip microcomputer. It can at any time, based on a valid parking space, calculate the number of parked vehicles can be, and is done using the automatic and reliable vehicle access.Can also display whether there is parking venues and vehicles into and out of the car park.This design has a simple structure, the count accurately, economically efficient, low cost, high reliability, and easy maintenance, short development cycle, the advantages of simple operation. Experiments show that the system software and hardware design, good performance, system expansion and upgrades, can effectively meet the needs of all kinds of traffic statistics.Keywords：Single-chip computer Automation Traffic statistics2013 届毕业设计（论文）目 录第一章 绪论 - 7 -1.1 研究背景及意义 .- 7 -1.2 系统概述 .- 7 -1.3 毕业设计技术指标 .- 8 -第二章 硬件电路设计 - 9 -2.1 电源模块的设计 .- 9 -2.1.1 LM7805 稳压器的介绍说明 .- 9 -2.1.2 电路工作原理 - 10 -2.2 传感器模块的设计 .- 10 -2.2.1 CD4069 的介绍 .- 10 -2.2.2 施密特触发器 - 11 -2.3 显示计数模块的设计 .- 12 -2.3.1 单片机 AT89S52.- 12 -2.3.2 显示驱动器 MAX7219.- 15 -2.3.2 4 位一体 8 位数码管 .- 17 -2.4 报警指示模块的设计 .- 18 -2.5 手动键盘输入模块的设计 .- 19 -第三章 软件设计 - 20 -3.1 主程序设计 .- 20 -3.2 倒计时中断程序设计 .- 20 -3.3 键盘中断程序设计 .- 21 -3.3.1 增加键 .- 21 -3.3.2 减少键 .- 22 -3.3.3 确定键 .- 22 -第四章 课题总结及展望 - 23 -4.1 课题总结 - 23 -4.2 展望 - 23 -致谢 - 24 -参考文献： - 25 -附录 1:系统程序清单 .- 26 -附录 2:系统电路原理图 .- 29 -2013 届毕业设计（论文）毕业设计（论文）开题报告一、基本信息学生姓名 薛骏 班级 电子 1011 学号 2010538154系名称 自动化技术系 专业 应用电子毕业设计（论文）题目小区车辆统计计数系统设计 指导教师 姜淑华二、开题意义课题的现状与发展趋势随着经济的增长及城市化进程的加快，小汽车进入家庭，私人拥有量越来越多。由调查研究发现许多的小区在停车管理上存在着一定的局限性，为了方便有效的实现小区车辆管理系统使小区停车场安全、快捷运转，必须配备一套综合小区车辆统计计数系统。近年来中国经济的飞速发展，信息化、数字化管理逐渐进入人们的生活，并逐步走向成熟，相应的，在市场需求的刺激下，小区物业车辆管理系统也一直迅速发展着，但其中仍存在很多问题。国外也有很多公司做过小区车辆的管理系统，开发技术也比国内的成熟，满足当前的业务需求。总体上看，小区车辆管理软件的开发已经日趋成熟，水平也处于一个较高的阶段，不过，人们的需求不是一成不变的，随着时间的推移，该行业的发展仍旧持续不断的进行着。2013 届毕业设计（论文）课题的背景、意义；课题欲解决哪些方面问题1.课题的背景、意义：随着时代的发展，私家车越来越多，小区里大多车辆随意停放，缺乏管理，并且缺乏安全性，造成小区交通不便，为了适应社会的发展，大量现代化的小区停车场被投入使用，但在统计管理方面又容易出现问题，因此小区车辆统计计数管理系统的开发和应用是十分必要的。2.课题欲解决哪些方面问题：1）用哪种芯片对车辆的进出进行统计计数；2）数码管如何显示进出车辆和当天车辆计数；3）小区车辆已满时如何显示报警指示灯闪烁。三、课题方案课题内容1.8 位数码管显示。显示小区现有车辆数和已停放过车辆数。2.统计小区现有车辆数，当车进入小区显码显示增 1，驶出车场显示减 1。3.统计小区当天已停放车辆总数。4.当小区车位车辆已满，报警指示灯闪烁，提示禁止车辆入内。2013 届毕业设计（论文）课题研究（设计）思路、方法论述1）电源模块：起供应稳定的电压、提高系统的技术指标和抗干扰性。2）传感器模块：采用的是红外线传感器，这部分的功能是感受到物体的运动并且传送信号到 AT89S52 芯片上。3）显示模块：从计数器输出的信号需经过译码显示电路才能显示出来。本模块共需二个 4 位一体个八段数码显示块。从显示的数字就可知道当前停车场中的车辆数目。4）手动键盘输入模块：可以改变显示模块的数码管状态，调节剩余车位和全部车位数。5）单片机：是一种低功耗、高性能的 MCS-51 系列的单片机，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器，是由 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52 委众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 6）报警指示模块：车位车辆满或者未满时指示灯指示。课题预期目标（成果）能够准确的显示小区车辆的进出统计计数，当小区车位车辆已满，报警指示灯亮能提示禁止车辆入内。能够完整的运用到小区的车辆管理中。时间安排 预期完成内容及目标 检查方式课题进度安排（时间阶段、阶段完成内容）2012.12.032012.12.07 查阅文献，调查研究，了解该课题的目的、意义，确定任务。完成开题报告。显示模块报警指示电源手动键盘输入单片机传感器2013 届毕业设计（论文）2012.12.102011.12.28 各模块电路设计。完成部分电路的方案论证及主要元器件的选择。2012.12.312013.01.04 总体设计。 小区车辆统计计数系 统整体电路设计。2013.01.072013.01.18 综合整理分析 。 综合整理，理顺论文 支撑资料。2013.01.212013.01.23 完成论文初稿。 完成论文的初稿。2013.01.242013.06.10 经过顶岗实习进一步充实结 果，完善材料。提交毕业设计论文及相关资料，返校答辩，综合评定成绩。四、审核指导教师意见签名：年 月 日系审核小组意见组长签名：年 月 日2013 届毕业设计（论文）- 8 -第一章 绪论1.1 研究背景及意义随着经济的增长及城市化进程的加快，小汽车进入家庭，私人拥有量越来越多。由调查研究发现许多的小区在停车管理上存在着一定的局限性，为了方便有效的实现小区车辆管理系统使小区停车场安全、快捷运转，必须配备一套综合小区车辆统计计数系统。单片微型计算机（简称单片机）也叫做微型控制器，自从 20 世纪 70 年代问世以来，得到了快速发展，从早期的 8 位机到现在的 32 位机，其硬件资源和软件资源在不断丰富与完善。单片机由于其集成度高、体积小、抗干扰能力强和价格低廉、具有独特的控制功能，它已经成为计算机世界中的重要成员。在一个应用系统中，只用一个单片机。但是单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的还在于,单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术必将随着单片机应用的推广普及而不断发展完善。随着社会的发展，数据统计的重要性也是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。是统计管理的关键步骤，它在现代信息领域发挥着重要作用，是信息产品不可或缺的重要组成部分。因此选择基于单片机数据流量统计系统设计是很有意义也是很有必要的。本设计就是利用“单片机”控制的车辆流量统计系统。随着国民经济的增长，人民生活质量的提高，私家车逐渐走进人们的生活，可是随之而来的问题也摆在了人们面前，那就是城市的空间越来越紧张，停车位难求，特别是到了法定假日出去自驾游，进入停车场却发现已满，只能去另寻车位。该设计就是针对此类问题而做，该设计不仅能直观的显示停车场的车流量，还能在车位满时发出报警。不但可方便车主了解停车场车位情况，做出适当的选择，又方便物业公司的管理。该设计价格低廉，计数准确，可广泛应用于停车场、商场、房地产公司以及物业管理部门等。由于该设计的价格优势、安全性以及大量应用后可导致管理成本的下降，中国人口众多，可想而知其可以为产品生产企业创造多少经济价值。1.2 系统概述本系统包括：电源模块、传感器模块、显示模块、手动键盘输入模块、车辆进出横杆电机控制模块等。它可以实现控制的开启、显示停车场现有车辆数和已停放过车辆数、人工的设置总车位数以及剩余车位数的数值显示等功能。系统的特点：（1）由于本系统采用电子元件无需人工管理。（2）自动显示停车场的车位状态，进出和停放车辆统计。（3）统计小区当天已停放车辆总数。（4）本系统适用于任意停车场。（5）检测小区车位车辆是否已满，报警指示灯闪烁。2013 届毕业设计（论文）- 9 -图 1 系统框图如图 1 所示，本设计是将单片机作为控制系统的核心部件，通过传感器模块检测到有车辆进出时，进行判断，控制自动门的开启，并通过对显示模块进行动态扫描，显示目前停车场内车辆的数目及状态。管理者还可以对停车场的最大容量等进行人工的限制。1.3 毕业设计技术指标 本设计所要求的技术指标有以下 4 个方面：1.8 位数码管显示。显示小区现有车辆数和已停放过车辆数。2.统计小区现有车辆数，当车进入小区显码显示增 1，驶出车场显示减 1。3.统计小区当天已停放车辆总数。4.当小区车位车辆已满，报警指示灯闪烁，提示禁止车辆入内。单片机AT89S52电源模块手动键盘输入模块传感器模块报警指示模块单片机显示模块报警指示模块电源模块手动键盘输入模块传感器模块单片机2013 届毕业设计（论文）- 10 -第二章 硬件电路设计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。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。三端稳压器是一种集成电路元件，内部由三极管和电阻等构成，在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件，当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小，而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大，这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。由于三端稳压器只有三个引出端子，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，所以选用稳压器LM7805。2.1.1 LM7805 稳压器的介绍说明X78XX 系列是三端正电源稳压电路，它的封装形式为 TO-220/D-PAK 封装。它有一些列固定的电压输出，应用非常广泛。每种类型由于内部电流的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使它们不会受到损坏。如果能够提供足够的散热片，它们就能够提供大于 1A 的输出电流。虽然是按照固定电压值来设计的，但是当接入适当的外部器件后，也能获得各种不同的电压和电流。（1）LM7805 引脚图如图 2 所示:图 2 LM7805 引脚图1输入，INPUT2地，GND3输出，OUTPUT（2）特点 最大输出电流 1A 输出电压为 5V，6V，8V，9V，10V，12V，15V，18V，24V 热过载保护 短路保护 输出晶体管安全工作区保护7805 是最常用到的稳压芯片，它的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源，它的输出电压恰好为 5V，刚好是 51 系列单片机运行所需的电压，它有很多系列，2013 届毕业设计（论文）- 11 -如 KA7805，ADS7805,CW7805 等，性能有微小的差别，用的最多的是 LM7805。2.1.2 电路工作原理 如图 3 所示：图 3 电源电路框图 从图 4 上看,用一个 220V 转 24V 变压器（变压比 K 约为 9）,输出较小的电压。变压器后面由 4 个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电源。变压器输出端的 24V 电压经桥式整流并电容滤波，在这里接一个 500uF/25V 的电解电容。在电容 C5 两端大约会有 29V 的电压，假如从电容两端直接接一个负载，当负载变化或交流电源有少许波动都会使 C5 两端的电压发生较大幅度的变化，因此要得到一个比较稳定的电压，在这里接一个三端稳压器的元件，选用 LM7805。LM7805 最大可以输出 1A 的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，例如几秒钟的时间，输出端对地（2 脚）短路并不会使LM7805 烧坏。三端稳压器后面接一个 1uF 的电容，这个电容有滤波和阻尼作用。虽然LM7805 最大电流是 1A，但实际使用一般不要超过 500mA,否则会发热很大，容易烧坏。一般负载电有 200mA 以上时需要散热片。图 4 电源模块原理图2.2 传感器模块的设计2.2.1 CD4069 的介绍CD4069 是由六个 COS/MOS 反相器电路组成，此器件主要用作通用反相器，即用于不需要 TTL 驱动和逻辑电平转换的电路中。CD4069 引脚图如图 5 所示。（1）推荐工作条件：电源电压范围：3V15V输入电压范围：0VVDD工作温度范围：M 类55125，E 类4085（2）极限值：220V 转 9V变压器 桥式整流 滤波 7805 稳压5V 直流电输出220V 交流电输入2013 届毕业设计（论文）- 12 -电源电压：0.5V18V输入电压：0.5VVDD+0.5V输入电流：10mA储存温度：65150图 5 CD4069 引脚图2.2.2 施密特触发器用 CD4069 与电阻组成施密特触发器，并且施密特触发器具有整形的功能，可以把不规则的脉冲信号转换成单片机需要的标准的矩形脉冲。该电路结构简单，如图 6 所示，用CD4069 与电阻组成的 2 个施密特触发器成两个双稳态电路做方向识别和互锁电路。通过判断 VT1 和 VT2 是否接受红外光线照射来判定车辆是进还是出，从而给单片机传送信号。进行流量采集的器件有很多种：红外对管，光电断续器，红外反射管，霍尔器件，激光管，超声波等等。目前，单车道采用红外热释电传感器的车辆计数器，计数器用中规模 IC构成，具有结构简单等特点，但仅仅适用于单车道且计数的数据不能长期保存，也无法与大型机之间实现通信。为此设计了一种基于单片机的红外传感的单车道车辆计数系统。红外对管具有以下优点：质量轻,灵敏度高,线性好,接口电路比较简单,安装方便,对于本系统中近距离的检测,用它作为传感器将是最理想的。基本设计思路是通过低通滤波，加倍压整流等措施，将发射的红外线信号转变成用于控制的直流控制电压，可以理解为，当有红外线信号收到时，输出一个高电平信号，如果有车阻断了红外线信号，输出一个低电平信号，后续电路通过这个低电平信号完成后续工作。电路中的 D1 和 D2 为红外线发射管，R7、R9、R12、R14 均是限流电阻，VT1 与 VT2 为光电三极管，光 电 三 极 管 在 偏 置 电 压 为 零 时 ， 无 论 光 照 度 有 多 强 ， 集 电 极 电 流 都 为 零 。 偏 置电 压 要 保 证 光 电 三 极 管 的 发 射 结 处 于 正 向 偏 置 ， 而 集 电 结 处 于 反 向 偏 置 。 随 着 偏 置 电压的增高伏安特性曲线趋于平坦。2013 届毕业设计（论文）- 13 -图 6 传感器模块电路图 2.3 显示计数模块的设计2.3.1 单片机 AT89S52本系统采用的是一种低功耗、高性能的 MCS-51 系列的单片机，AT89S52 是一种 COMS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器，是由 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得AT89S52 委众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。（1）AT89S52 的主要性能: 与 MCS-51 单片机产品兼容； 8K 字节在系统可编程 Flash 存储器； 1000 次擦写周期； 全静态操作； 三级加密程序存储器； 32 个可编程 I/O 口线； 三个 16 位定时器/计数器； 8 个中断源； 全双工 UART 串行通道； 低功耗空闲和掉电模式； 掉电后中断可唤醒； 看门狗定时器；2013 届毕业设计（论文）- 14 - 双数据指针； 掉电标识符；（2）AT89S52 引脚功能AT89S52 的引脚如图 7 所示：图 7 AT89S52 引脚图 P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外接上拉电阻。 P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。作为第二功能时，作用如表1所示：表 1 P1 口的第二功能P1 口 第二功能P1.0 T2（定时器/计数器 T2 的外部计数输入） ，时钟输出P1.1 T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5 MOSI（在系统编程用）P1.6 MISO（在系统编程用）2013 届毕业设计（论文）- 15 -P1.7 SCK（在系统编程用） P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。作为第二功能时，作用如表2所示：表 2 P3 口的第二功能P3 口 第二功能 信号名称P3.0 RXD 串行数据接收口P3.1 TXD 串行数据发送口P3.2 INT0 外部中断 0 请求输入P3.3 INT1 外部中断 1 请求输入P3.4 T0 定时器/计数器 0 的外部输入口P3.5 T1 定时器/计数器 1 的外部输入口P3.6 WR 外部 RAM 写选通信号P3.7 RD 外部 RAM 读选通信号 RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当 AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存2013 届毕业设计（论文）- 16 -储器时，PSEN将不被激活。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。（3）AT89S52 单片机内部结构如图 8 所示：P0 驱动器 P2 驱动器P0 锁存器RAM 地址寄存器 P2 锁存器RAMACCB 寄存器 暂存器 2 暂存器 1SPALUPSWEPROM 或ROM中断系统串行口定时器/计时器指令寄存器定时及控制16 位地址寄存器缓冲器PC+1PCDPTRP1 锁存器P1 驱动器P3 锁存器P3 驱动器振荡器VCCALEEARSTPSENXTAL1 XTAL2P1.0-P1.7 P3.0-P3.7P0.0-P0.7 P2.0-P2.7图 8 AT89S52 单片机内部结构图2.3.2 显示驱动器 MAX7219MAX7219 是一种高集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,可实现微处理器与 7 段码的接口,可以显示 8 位或 64 位单一 LED。芯片上包括 BCD 码译码器、多位扫描电路、段驱动器、位驱动器、内含 88 位静态 RAM ,用于存放显示数据。只需外接一个电阻就可为所有的 LED 提供段电流。MAX7219 的三线串行接口适用于所有微处理器,单一位数据可被寻址和修正,无需重写整个显示器。MAX7219 具有软件译码和硬件译码两种功能,软件译码是根据各段笔划与数据位的对应关系进行编码,硬件译码采用 BCD 码(简称 B 码)译码。MAX7219 工作2013 届毕业设计（论文）- 17 -模式包括 150A 低压电源关闭模式、模拟数字亮度控制、限扫寄存器(允许用户从第 1 位数字显示到第 8 位)及测试模式(点亮所有 LED)。MAX1279 引脚图如图 9 所示,引脚功能如表 3 所列。串行输入数据在时钟上升沿时移入内部的 16 位移位寄存器在装载的上升沿时数据被锁存在每一位或寄存器中。装载信号必须在第 16 个时钟上升沿发生时或之后达到高电平,但要在下一个时钟的上升沿和数据丢失之前到达。串行输入数据通过移位寄存器传输, 在以后数据输出的 16.5 个时钟循环出现,数据在时钟的下降沿记录下来。数据各位记录为 D0D15(如表 2 所列) , D8D11 为移位寄存器地址, D0D7 为数据, D12D15 是无关位。第一位接收到的位是最高位 D15。D7 为数据最高有效位,D0 为数据最低有效位。图 9 MAX7291 引脚图MAX7219 的功能特点 10MHz连续串行口 独立的LED段控制 数字的译码与非译码选择 150A的低功耗关闭模式 亮度的数字和模拟控制 高电压中断显示 共阴极LED显示驱动 限制回转电流的段驱动来减少EMI（MAX7221） SPI, QSPI, MICROWIRE串行接口（MAX7221） 24脚的 DIP和 SO 封装表 3 MAX7219 的引脚功能 引脚 名称 功能1 DIN 串行数据输入端,时钟上升沿时,数据存入内部的 16 位移位寄存器 2 ,32013 届毕业设计（论文）- 18 -2、3、5、6、7、8、10、11 DIG07 数码管位驱动线(8 位)4、9 GND 地线(两脚必须相连)12 LOAD 输入数据装载端。在装载的上升沿,串行输入的最后 一个 16 位数据被锁存13 CLK 时钟输入端。最大频率 10MHz ,时钟上升沿时数据移入,时钟下降沿时数据从串行数据输出口输出1417,223 AG,DP 数码管段驱动线(8 段)18 Iset 段电流输入端。通过连接在 V + 端与 Iset 端之间的电阻 Rset 设置段电流的大小19 V+ 电源20 DOUT 串行数据输出端。从 DIN 端输入的数据经过 16. 5 个时钟周期后输出到 DOUT 端2.3.2 4 位一体 8 位数码管显示用七段八位数码管显示。七段数码管在工业控制中有着很广泛的应用,例如用来显示温度、数量、重量、日期、时间，还可以用来显示比赛的比分等。这里用的是普通的发红光的 4 位一体 7 段数码管。其引脚图如图 10 所示：图 10 七段数码管引脚图显示板使用 MAX7219 驱动两个共阴四位七段红色数码管显示数字。使 MAX7219 的 SEG 端口加电阻与阴极的数码管连接，来控制数码管的显示数据。因为使用 MAX7219 驱动数码管显示，亮度稳定，不闪烁，传统数码管显示驱动电路占用的系统资源较多。若为动态显示，则8 位数码管显示驱动电路一般由 1 片 8255 和 4 片 5407 构成，不仅占用硬件资源多，而且需要通过软件定时刷新，故占用软件资源也不少；若为静态显示，则 8 位数码管显示驱动电路一般由 8 片 54LS164 构成，所占用硬件资源太多。MAX7219 以其串行接口的传输速率可达 10 MHz，独立的发光二极管段控制，译码与非译码两种显示方式可选，数字、模拟两种2013 届毕业设计（论文）- 19 -亮度控制方式，可以级联使用,显示接口简单等特点，而采用 1 片 MAX7219 便可完成 8 位数码管的显示驱动任务。如图 11 所示：图 11 显示计数模块总图2.4 报警指示模块的设计将单片机芯片的 P0.0 和 P0.1 来作为显示车位状况的输出端。将 P0.0 接红色二极管，当其发红光报警指示时表示停车场已满即无停车位。将 P0.1 接绿色二极管，当其发绿光指示时表示停车场未满即还有停车位。但由于 P0 口的输出电路是漏极开路，换言之，当 P0 作为输出时，上拉场效晶体管截止 。所以，必须外接上拉电阻才能有高电平。如图 12 所示：2013 届毕业设计（论文）- 20 -图 12 报警指示电路2.5 手动键盘输入模块的设计键盘工作方式有 3 种，即程序控制扫描、定时扫描和中断扫描。程序控制扫描方式是指单片机在空闲时，才调用键盘扫描子程序，并反复地扫描键盘，直到用户从键盘上输入命令或数据，而在执行键入命令或处理键入数据过程中，CPU 将不再响应键入要求，直到 CPU 重新扫描键盘为止；定时扫描方式就是每隔一定时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定的时间的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断，CPU 响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键执行响应的键功能程序；键盘工作在程序控制扫描方式时，当无键按下时 CPU 要不间断的扫描键盘，直到有键按下为止。如果 CPU 要处理很多事情，这种方式将不能适应。定时扫描方式只要时间一到，CPU 就去扫描键盘，工作效率有了进一步的提高。但这两种方式常使 CPU 处于空扫状态，而中断方式下，CPU 可以一直处理自己的工作，直到有键闭合时发出中断申请，CPU 响应中断，执行相应的中断服务程序，才对键盘进行扫描，从而提高了 CPU 的工作效率。本系统用的是程序控制扫描和中断扫描两种方式相结合的方式。如图 13 所示。SW1 是编程扫描方式，此开关用于改变显示模块的数码管状态，该开关断开时，P0.3 为低电平，数码管显示停车场剩余车位量。P0.3 闭合时，为高电平，数码管显示停车场全部车位量。 SW2、SW3、SW4 用于手动调节剩余车位和全部车位数。SW2 为确定键，利用定时器 1（T1）进行中断扫描；SW3 为数字加，利用外部中断 1（INT1）进行中断扫描；SW4 为数字减，利用外部中断 0（INT0）进行中断扫描。当 SW1 断开时，其它三个开关调节的是剩余车位的数量，使计数出错时不至于重启系统或系统初始化时使用。当 SW1 闭合时，则是调节全部车位总数的数量。2013 届毕业设计（论文）- 21 -图 13 键盘输入模块总图第三章 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。3.1 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。2013 届毕业设计（论文）- 22 -开始显示最大车位 判断是否显示剩余车位显示剩余车位分两次读取传感器状态比较两次状态是否一样判断是否有车进出开门开启倒计时剩余车位数增减YYYNNN图 14 系统主程序流程图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。3.2 倒计时中断程序设计这个子程序用来计算开门的时间。当时间到时，根据传感器状态判断自动门是否可以关闭。若可以，则关闭，然后退出；若不可以，则再次设定自动门开启剩余时间，重新进入倒计时。程序流程图如图 15 所示：2013 届毕业设计（论文）- 23 -断电保护初始化 TH0，TL0判断开门时间是否结束两传感器是否同时检测到有车关闭自动门中断返回设置倒计时时间YYNN图 15 倒计时中断程序流程图3.3 键盘中断程序设计这一部分包括加、减、确定三个键，分别由外部中断 1（INT1）外部中断 0（INT0）和定时器 1（T1） 。3.3.1 增加键在此程序中，剩余车位不超过最大车位数.流程图如图 16 如下：2013 届毕业设计（论文）- 24 -图 16 按键流程图3.3.2 减少键减少键的程序段和 3.3.1 相似。3.3.3 确定键确定键实现了用定时器 1 中断，其作用是判断手动设置以后的剩余车位是否大于最大车位数，防止系统紊乱。断点保护延时后判断 P3.3 是否为低电平当前是否正在设置剩余车位最大车位数加一 剩余车位数加一中断返回YN2013 届毕业设计（论文）- 25 -第四章 课题总结及展望4.1 课题总结本课题所研究的是通过单片机来实现对停车场的管理，这里用的是 AT89S52 芯片。本设计利用 4 位一体 8 位数码管显示，显示范围为 000.000.00999.999.99 前三位为当天进入停车场的车辆，中间三位为驶出停车场车辆，后两位显示停车场现有车辆数，数码管显示 00位停车场无车辆，最大值 99 辆，上限可程序设定，当停车场车辆与设定值相同报警灯亮，车辆不要进入停车场。系统中当红光报警指示时表示停车场已满即无停车位，当其发绿光指示时表示停车场未满即还有停车位。4.2 展望由于本系统的实现技术要求比较高，而且课题研究的时间仓促，以及本人能力有限，因此还有很多地方存在着不足之处：（1）本系统中的硬件部分不能实现集中控制，这样就增加了程序的编写难度，也相应的增加了系统的成本。（2）系统稳定性需要加强，尽管这种情况不常发生，但是一旦发生就影响系统的运行。（3）在功能上需要更加完善，本系统没有设置报警装置，如果系统发生故障，系统不能做出报警动作，这样也会影响系统的跟踪质量。由