毕业设计（论文）-自动寻位立体车库.doc

摘要近年来，随着我国经济的高速发展和城市化水平的不断提高，交通拥挤和停车困难已经成为城市发展的一个重要问题。机械式立体车库因其具有土地利用率和空间利用率高的优点而得到了快速的发展。 通过对各种立体车库的调查研究，分析了各种立体车库的特点，选择转盘式立体车库作为研究对象，并确定了车库的总体设计方案；以51单片机为控制核心，给出了立体车库的自动寻位控制方法；根据车库控制系统的控制原理，完成了控制系统的硬件设计和部分软件设计。系统在功能上实现了车位的自动检测、空车位编码的自动给定、空车位数量的告知和车辆的自动存取，具备了自动化立体车库的基本功能。本设计以单片机为控制器，取代了PLC，用以对小容量立体车库的控制，可以实现立体车库的自动化操作，不需人员参要与，使用方便。 关键词：转盘式立体车库；51单片机；硬件电路AbstractIn recent years, with the rapid development of Chinas economy and urbanization, traffic jam and parking problems have become an important issue for urban development. Because stereo garage has the advantage of high land and space utilization, it would have been prevailing . According to the research and analysis of the characteristics of various stereo garage, I select the rotary parking garage for the study and determine the overall design of the garage; System can detect parking position and give the empty spaces automatically in order to complete to deposit and withdraw the cars. The single-chip controller, which replaces the PLC, can achieve stereo garage automation without reference to personnel and be used easily for small-capacity parking garage control . Key words: ii 目录第一章 立体车库的概述11.1立体车库的研究背景11.2立体车库的现状及其发展前景11.2.1立体车库的国内外现状11.2.2立体车库的发展前景21.3立体车库的分类及特点4第二章 转盘机械式立体车库62.1转盘式立体车库结构及其工作原理62.1.1转盘式立体车库结构62.1.2转盘式立体车库工作原理82.2转盘式立体车库优缺点92.2.1优点92.2.2 缺点10第三章 控制系统硬件及部分软件设计113.1控制系统总体设计方案113.2 单片机最小系统控制电路123.2.1单片机的选择123.2.2单片机控制电路的连接133.3 控制系统检测部分设计133.3.1光电开关的原理133.3.2空车位的检测133.3.3车到位的检测143.4 LED显示电路的设计153.4.1 LED数码管简介153.4.2 LED驱动电路153.4.3 LED显示电路调试173.5 动力控制电路设计203.5.1电动机正反转控制硬件模块设计213.5.2 电动机控制方案流程图223.5.3 电动机控制电路233.5.4 电动机控制电路调试233.6 其他控制部分部分263.7 控制系统整体流程图27第四章 总结284.1 展望284.2体会心得28参考文献30致谢31 II 第一章 立体车库的概述1.1立体车库的研究背景 近年来，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，城镇化步伐不断加快，汽车工业和建筑业这两大支柱产业的快速发展,使城市空地和巷道越来越少,交通拥挤和停车困难的问题已成为各级政府和群众关心的社会问题。我国城市汽车拥有量在逐年急剧地增长。仅以北京为例，1995年底突破百万辆大关，1998年已经达到140余万辆，2002年底突破190万辆，截至2010年5月9日，北京全市机动车保有量427.2万辆。目前，每年仍以10%左右的速度逐年递增,2012年2月16日，北京市交管局宣布，机动车保有量已达到501.7万辆。同时预测说，到2016年北京机动车总量将达到600万辆。在这些增加的车辆中，绝大部分是公用和家庭私用的小轿车.由于我国人口基数很大，人们生活水平在改革开放后提高较快，所以这种增长的势头必将继续下去。 城市汽车拥有量的增加不仅给城市道路交通带来巨大压力，同时也出现了停车困难的问题。我国对汽车静态空间(停车泊位)的需求，直到近些年才引起重视.目前，由于停车泊位严重不足，致使车辆到处乱停乱放，影响城市道路交通和环境，也给车辆本身带来安全等问题。机械式立体车库具有较高的土地利用率和空间利用率，具有较强的适应性等优点，将成为解决停车困难的有效途径，与此同时立体车库的快速发展也将大大地降低停车的成本，因此机械式立体车库将是一个主要研究方向。1.2立体车库的现状及其发展前景1.2.1立体车库的国内外现状机械式立体车库发源于上世纪20年代的美国，起初是在繁华拥挤的都市里为解决停车难而采取的一种措施。50年代以后，伴随着私人小汽车的大量涌现，在西欧、东南亚、韩国、日本等国都得到了广泛的应用，形成了一个包括制造、安装、使用和维修的行业体系。其中，发展较早、较好的公司有日本的新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工，意大利的Sotefin.Interpark,德国的Palis。这些国家和公司从上世纪六十年代初就开发并使用可最大限度地利用空间的机械式停车设备，经过几十年的不断发展，机械停车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断地更新换代，已经日趋完美。 我国立体车库的发展，始于上世纪八十年代，河北承德的华一机械车库集团有限责任公司于1989年建造起国内第一台垂直循环类机械式停车车库，填补了国内机械式停车车库的空白。虽然从二十世纪八十年代就开始研制和使用机械式立体车库，但由于市场需求原因，十多年来发展缓慢。近年来，随着中国经济的腾飞和城市化进程的加快，汽车工业和汽车需求市场得到快速发展，汽车保有量的不断增加。然而，城市停车设施的增长却长期落后于车辆的增长。立体车库产业在上世纪九十年代迅速兴起，步入了引进、开发、制造和使用的快车道，国内立体停车库市场正以直线上升的态势飞速发展。我国立体停车设备的产品经引进技术和自主研究开发，生产技术水平有了很大的提高，许多设备采用了当前机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等领域的先进技术，如采用交流变频调速系统，使运行高速、平稳、省电、减少振动和噪声等。现有的控制设备有按钮式、IC卡式、触摸屏式、密码钥匙式、遥控式等，有些设备还采用了总线控制技术;传动装置采用内藏式，以增大停车空间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐用性;机械结构中采用了模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸，缩短了施工周期;还采用一些新材料、新工艺，如采用“H型钢做钢梁，组合的镀锌板或一体成型的镀锌板制作载车板;安全保护方面采用了声光引导及定位装置，自动消防火火系统等。目前，品种的满足率己达90%左右，有的品种甚至填补了国内外的空白，产品国产化程度达到50%以上。1.2.2立体车库的发展前景改革开放以来，城市化水平加快，随着城市建设的迅速发展，城市空地和巷道越来越少。虽然立体车库在我国的发展势头非常的迅猛，但是目前立体车库在住宅小区内的应用，却还是少的可怜。可以说，当前的技术已经完全可以满足小区内建造立体车库的主要要求，急需解决的是人们的思想问题。伴随着我国住房业的迅速发展，小区式居住方式已经成为市民住房方式的主流。并且，伴随我国经济的迅速发展，人们拥有自己的私家车也已经成为一种必然。所以，正是由于小区与私家车的数量越来越多，那么应用于小区内的立体车库必将会如同雨后春笋般迅速地生长起来。而且，立体车库的技术也必然在今后的若干年内有大幅度的发展。所以，无论是立体车库技术的研究，还是立体车库工程的建造，发展前景都是非常乐观的，都必将在不久的将来得到快速的发展。 图1.1汽车拥有量年增长图图1.2立体车库车位的年增长曲线图根据图1.1和图1.2可以明显的看出立体车库未来的发展趋势，表明立体车库是很有发展前景的。现代大型建筑的主流是智能化大厦和小区，因此自动化立体停车设备或车库的自动控制系统将成为智能化大厦和小区的一个重要组成部分。操作简单、迅速，使用方便，安全可靠，维护量小，为用户提供一个安全、简易的使用环境，这是自动化立体停车设备的基本特点。停车设备的一切运行状况，车辆停放的时间，车辆存放交费情况，车库款容量，车辆存放高、低峰情况等信息均可通过网络传送到智能化控制中心，通过智能化控制中心运算处理，与广播系统和各分部管理办公室相连，达到提前发布相关控制、管理信息，从而全部实现智能化管理。通过大厦和小区的智能化控制中心还可与社会相关职能部门联网，将有关信息发布出去或收集进来，扩大车库的社会利用率和经济效益。这将是自动化车库的发展方向。1.3立体车库的分类及特点1（1）升降横移类机械式立体车库：采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备。优点：由于型式比较多，规模可大可小，对地的适应性较强，因此使用十分普遍。钢结构部分、载车板部分、链条传动系统、控制系统、安全防护措施等。在停车设备的市场份额约占72%。缺点：每组设备都必须至少留有一个空车位；链条传动运行过程不具有防止倾斜坠落功能。 （2）垂直循环类机械式立体车库：采用垂直方向做循环运动来存取车辆的机械式停车设备。特点：省地,在58m2的地方建起大型垂直循环类机械停车库，可容纳34辆轿车，可省去购置土地的大量费用。在停车设备的市场份额约占5-6%。不足点：设备结构复杂，没有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始拆除。 （3）水平循环类机械式立体车库：采用一个水平循环运动的车位系统来存取停放车辆的机械式停车设备。特点：可以省去进出车道，提建于狭长地形的地方，降低拉通风装置的费用，若多层重叠可为大型停车场。但因一般只有一个出入口，所以存取车时间较长。在停车设备的市场份额约占3-4%。不足点：但因一般只有一个出入口，所以存取车时间较长，最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。 （4）平面移动类机械式立体车库：在同一层上用搬运或起重机平面移动车辆或泊车板平面横移存取车辆，亦可搬运机和升降机配合实现多层平面移动存取车辆的机械式停车设备。特点：一般设置在地上或半地下，准无人方式，地平面层为自走式，不仅降低建立立体车库投资费用，而且地平面层可停放大尺寸车辆。在停车设备的市场份额约占2-3%。不足点：设备结构复杂，相对比较故障率高。 存车超过20辆时，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差。 （5）堆垛类机械式立体车库：以巷道堆垛机或桥式起重机将进到搬运器的车辆水平且垂直移动到存车位，并用存取机构存取车辆的机械式停车设备。特点：巷道堆垛类立体停车库设备是20世纪60年代后欧洲根据自动化立体仓库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的立体停车设备。是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体停车设备，它的出现解决了人们希望解决的大型自动化停车难题；全封闭车库，存车安全等特点。该类车库主要适用于大型密集式存车。在停车设备的市场份额约占3-5%。不足点：设备结构复杂，设有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。 （6）垂直升降类机械式停车设备：垂直升降类汽车停车设备亦可称为塔式立体停车设备，通过提升机的升降和装在提升机上的横移机构将车辆或载车板横移，实现存取车辆的机械式停车设备。特点：整个存车库可多达2025层，即可停放4050辆车，占地面积不到50m2 ，空间利用率最高。适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。在停车设备的市场份额约占3-4%。不足点：设备结构复杂，设有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。 6 第二章 转盘机械式式立体车库2.1转盘式立体车库结构及其工作原理2.1.1转盘式立体车库结构 （1）总体机构2 转盘式环形立体车库采用标准的工字钢、槽钢等型材制成构件，采用大部分螺栓连接和销连接，为了减轻总体的重量，车位底板采用高强度复合板组成，根据车库的载荷、强度、高度等要求建造成牢固的基础。车库外部可根据居民的需要，或结合小区特点装饰成美丽的建筑，或利用起来做广青宣传，经济效益显著。以单环三层转盘式环形立体车库为例，其结构如图1所示。整个车库具有二对汽车出人口，每个入口处配有一条出人库传送带和一台刷卡机。车库中心设置一个载车升降梯，位于升降梯之上的是旋转台，旋转台上还装有一条传送带。外环为立体停车位，每个车位上均配有传送带。车库一楼可停放11辆车，二楼及以上车位可停放12辆车。在车库外环配有应急人行通道和应急电梯。 （2）旋转台结构2 为了最大限度的减小工作负载，旋转台的底盘采用的是回转支撑结构。如图2所示，为旋转台的剖面图。旋转台主要由外圈底座、回转支承、中心座、中心转盘、伺服电机和小齿轮六个部分组成。其中外圈底座是通过螺栓连接固定在升降梯的托盘上的，回转支承外圈与外圈底座，回转支承内圈与中心座的连接采用的均是标准的销连接，而中心座与中心转盘是焊接连接起来的。6 1一旋转台 2一转台传送带 3一升降梯 4车位间隙 5一立体车位 6应急电梯 7一车库出入口 8出入库传送带 9一应急人行道 10-刷卡机图21转盘式环形立体车库整体结构图2.1.2转盘式立体车库工作原理转盘式立体车库的工作过程3：(1)车库没有存取车辆请求时，转盘停留在初始位置。(2)如有存车请求： 申请存车，单片机接收到请求信号。根据最大限度地节省存取车过程所用时间原则来判断目标车位所在的位置；同时，库门前设置的光电传感器检测汽车是否到达库门指定位置，到位后，指示灯亮起，车库门自动打开，车主即可下车离开。随即，入库传送带和转台传送带一起动作，将车送入旋转载车台，由安装在旋转台上的一对光电传感器检测汽车所在位置。当指示灯亮起，说明汽车到位，传送带停止工作。若用户的目标车位在一楼，单片机控制中心将发出相应的指令，控制交流电机，使得转台旋转，调整汽车至目标车位方向，车位传送带与转台传送带一同工作，将车送到目标车位。若目标车位在一楼以上的车位，单片机控制中心将发出信号，控制升降梯的四台三相异步电动机同时开始工作，升降梯上行，将汽车送至指定楼层。若接近开关检测到升降梯升降到位，指示灯亮，同时将检测到的信号传递给单片机，再由单片机控制四台三相异步电动机停止工作。旋转台随之动作，旋转调整至指定的车位，车位传送带与转台传送带一起工作，将车送到目标车位。指示灯亮，表明汽车到位，所有传送带均停止工作，升降梯降至一楼待命。写卡机自动写出1张存车凭证卡，记载存车时间、存车位置和车库序列号等数据。 单片机与上位机通过-232口将信息记录在数据库中。存车成功，车库门关闭，司机带卡离开。(3) 如有取车请求：申请取车, 插入存车凭证卡。单片机控制中心读出卡中数据信息，根据目标车的位置，发出指令，按照就近原则，使旋转台按最小转向旋转到位，控制升降梯到达目标楼层，再控制车位传送带与转台传送带，将车从车位送到旋转台。随之，升降梯将车运到一楼，旋转台将车头调整到指定的出口，车库门自动打开，转台传送带与出库传送带同时动作将车运出车库，司机即可将车开离车库。 单片机与上位机通过-232口将信息记录在数据库中。取车成功, 车库门关闭, 写卡机自动将凭证卡复位, 司机还卡离开。2.2转盘式立体车库优缺点2.2.1优点：结构简单, 投资成本低； 由于该系统能够实现自动寻位， 并且将转盘转动最小角度使车入库，大大节约了存车时间和电力的使用，同时起到了节省能源与提高效率的双重作用， 由于该车库是转盘结构, 所以最多只需转动正反90就可寻找到合适的空车位和相应的车； 土地空间利用率高，在地平面上停放8辆10辆车的地方，修建本车库后可以至少停放30辆车，相当于地面利用率的3倍； 智能化控制水平高, 可实现自动管理, 运行费用小。安全可靠性高。因为该转盘式立体车库在出入库门口安装有出入库传送带，在存取车过程中，车主不用将车开入车库，只需将车开到预定传送带位置即可下车离开，由出入库传送带和转台传送带共同作用将车运送到旋转台。因此在此过程中车主始终在车库外，可减少意外事故的发生。2.2.2 缺点： 因为该车库形状结构形似圆盘，在同一平面上的停车位之间必定会有一定的车位间隙（见图21中的4），这样会造成一定的土地浪费，这一点 有待于优化。 该车库中应用传送带传送，长时间工作后可能会造成老化松动，疲劳磨损。9 第三章 控制系统硬件及部分软件设计3.1控制系统总体设计方案车库整体形似圆盘，而且旋转台转随电机旋转，当有车存放时，旋转台转动，将车旋转至车库的入口处，在旋转台传送带与车位传送带共同作用下将车运入车位后即完成存车动作。取车时，按存车逆过程，车即可取出。自动寻位式立体车库的核心控制元件是单片机，自动管理控制系统由多个执行元件、动力源构成。控制系统包括微处理器、出卡机、读卡机、检测系统、停车单元控制器以及显示屏等。执行元件是电动机。单片机是车库控制系统的核心，当用户对操作平台进行动作时,单片机会接受并分析指挥用户操作,判断检测元件的状态,读取执行元件的信息,然后通过软件做出合理的控制安排,反馈信息到执行元件、操作平台,使旋转台旋转到相应的存取车位置,实现车存取过程。自动寻位立体车库的原理图如下图： 图31转盘式立体车库控制系统原理框图控制核心为单片机，检测装置将检测到的信号送入单片机。单片机处理检测信号，判断车库的空车位编码，并将空车位编码经LED驱动电路传送给LED显示车库的空车位。IC卡通过IC卡接口电路，和单片机进行通信，用于信息的存储与读取。单片机根据采得的各路数据，对车库进行控制，通过动力控制电路来控制电机的启动、停止、正转和反转，以达到对车库的自动运行。3.2 单片机最小系统控制电路3.2.1单片机的选择45该控制系统的控制核心为单片机，选择一个合适的单片机作为控制器对于立体车库控制系统来说十分重要。本设计采用的设计方案是小型的转盘式立体车库，设备的体积比较小。本车库系统属于单体控制系统，设备集中，使用一块单片机就能完成控制任务。所以选择目前常用的AT89S51单片机，其引脚结构图32。 图32AT89S51单片机引脚图 AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机， 兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用，其主要功能部件组成：（1）1个有由运算器和控制器组成的8位微处理器（2）4KB片内程序存储器（ROM）；（2）128B的随机存取数据存储器（RAM）；（3）4个8位并行I/O接口（P0、P1、P2、P3）；（4）2个中断优先级、2层中断嵌套中断；（5）5个中断源；（6）2个16位可编程定时器/计数器；（7）2个全双工串行通信口；（8）看门狗（WDT）电路（9）片内振荡器和时钟电路；（10）与MCS-51兼容；（11）全静态工作：0Hz-33MHz；（12)可编程串行通道；（14）低功耗的闲置和掉电模式。3.2.2单片机控制电路的连接控制系统各部分都与单片机直接相连，从而完成对系统的自动控制。12个空车位检测光电开关检测到的开关量发送到单片机的P0口和P2.0P2.3，单片机通过P1.0P1.6和P2.6、P2.7控制2个74HC573锁存器进而实现对LED显示电路的控制，以显示当前的空位编码，单片机根据空车位的编码确定电机转向及其旋转的角度。单片机的P3.0和P3.1和动力控制电路相接，用来控制电机的正反转。因为在Proteus中没有AT89S51单片机，所以在以下的仿真电路中用AT89C51单片机代替AT89S51单片机。3.3 控制系统检测部分设计检测部分主要包括空车位的检测、车被运送至旋转台规定位置的检测（简称传送到位检测）、旋转台传送带将车搬运至车位规定位置的检测（简称停车到位检测）三部分的检测，实现检测功能的主要元器件是光电传感器（光电开关）。3.3.1光电开关的原理67光电开关是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测遮挡物体的有无。所有能反射光线的物体均可被检测(物体不限于金属)。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行检测，其分类有漫反射式光电开关、镜反射式光电开关、对射式光电开关、槽式光电开关等。鉴于对射式光电开关的特点本系统选用对射式光电开关。 3.3.2空车位的检测在每个空车位对角线位置安装一个对射式光电开关，根据对射式光电开关是否动作向单片机输送高低电平来判断是否车位是否停有车辆。以检测某一车位是否有停车为例，其电路如图35所示。（声明：光电开关实际引脚6不存在，可能因为版本太低，proteus7.5中没找到该电子器件，为了方便介绍其工作过程，故用光电耦合器代替）显然，光电开关用一发光二极管作为发射器，光敏三极管作为接收器，发射器与接收器各自有独立的供电电源。当车位为空时，接收器能收到来自发光二极管的光，三极管导通，P0.0引脚为低电平；反之，车位上停有车辆，发射器的光将被遮挡致使三极管不能导通，P0.0引脚为高电平。单片机根据P0.0引脚高低电平进而可实现空车位的检测。 图33光电开关接线图3.3.3车到位的检测车到位的检测包括传送到位检测和停车到位检测，合称到位检测。其原理和空车位的检测一样，都是利用光电开关进行检测。光电开关的位置布置示意图如下：图34光电开关布局图在上图中1、2位置分别安置一个光电传感器用来检测车头及车尾是否符合停车规定要求，其原理也是根据车头及车尾对光线是否遮挡向单片机控制器输送开关量0或1。单片机根据检测系统对空车位的检测可以确定空车位位置（车位是预先编好码的）、空车位的数量，进而控制电动机的启动、正反转、停止等运动，以实现车辆的存取过程。3.4 LED显示电路的设计3.4.1 LED数码管简介 （1）数码管按段数可分位七段数码管和八段数码管。 （2）根据LED数码管内各笔段LED发光二极管的连接方式，可以将LED数码管分为共阴极和共阳极两大类。图35为数码管封装图（a），共阴极（b），共阳极（c）： （a） （b） （c）图35数码管3.4.2 LED驱动电路 LED显示电路在本控制系统主要功能是显示空车位的编号（011号）位置，进而单片机通过算法程序控制旋转台按最小转角旋转至目标车位。因为车位编码都是整数，所以LED选用7段共阴极2位数码管。LED驱动电路如图36所示。图36LED驱动电路图中选用2个74HC573锁存器对LED灯具有驱动作用，利用U1实现对数码a、b、c、d、e、f、g的段选，利用U2实现对数码管的位选，其引脚图如下：其中D0D7为数据输入端；Q0Q7为数据输出端；LE为锁存允许端（控制端）；为三态允许控制端，又叫输出使能端，该引脚低电平有效，故一般在使用中将该引脚接地；若将该引脚接高电平，则74HC573呈现高阻态。表3.18为74HC573工作真值表： 表3.1INPUTSOUTPUT LE DQ 0 1 11 0 1 00 0 0 XQ0 1 X XZ在表3.1中 0低电平 1高电平 X任意电平 Z高阻态 Q0保持上次输出的的电平状态3.4.3 LED显示电路调试 图37LED显示效果图 以上两个图为电路调试效果图，在调试过程中用连个按钮使P0.3和P2.3接地来模拟光电开关的导通和断开来检测空车位的编码，其中P0.3引脚对应4号车位，P2.3对应11号车位，调试程序如下：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit duan=P26;/申明U1锁存端/sbit wei=P27;uchar code dispcode =0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /段码控制 /sbit P0_3=P03;sbit P2_3=P23;/*函数声明*/void delayms(uint k ); /延时子序void display4( );void display11( );/*延时子程序*/void delayms (uint k)uchar j;while(k-)!=0) for(j=0;j125;j+) ; /*显示子程序*/ /*主函数*/void main(void) if(P0_3=1)&(P2_3=1) P1=0X00; if(P0_3=0&P2_3=1) delayms(30); if(P0_3=0) display4(); if(P2_3=0) delayms(30); if(P2_3=0) display11(); 3.5 动力控制电路设计在系统中，电机的作用是带动传动装置，通过电动机的正反转实现车的出入库、出入车位等动作。因此，电机是系统中重要执行部件，所有控制的目的都是为了实现执行机构按照预定的程序完成自动寻位的目的，因此动力控制电路的设计尤为重要。在本设计中，电机按模型来进行设计，为了便于说明控制原理，采用的是小功率的直流电机，控制方法比较简单，可以控制电机的启动和停止，也可以控制电机的正转与反转。电机的额定电压根据电机而定，而不是固定的。虽然电机采用模型，但是可以实现实际工程中的主要功能，控制方法还是比较合理的。当然，在实际的工程项目中，由于立体车库系统庞大，电机采用20kw以上的大功率的交流电机，这样才能满足系统要求。3.5.1电动机正反转控制硬件模块设计 该设计分为控制模块和驱动模块，各功能模块介绍如下： （1）控制模块原理：用三个开关控制单片机的输入高低电平，通过单片机的接口功能，控制输出电平的高低，最后达到控制电动机正反转的功能。实际上，三个开关量的功能可以通过程序来实现，在这里为了便于模拟仿真，可以用P2.4、P2.5、P2.6通过按钮开关实现高低电平的转换。 （2）驱动模块：本系统采用G2R1EDC12 继电器直接控制高电压接入直流电机的正负极驱动电动机的正反转，继电器的驱动采用74ls14六路反相器和ULN2003A七路反相器来共同驱动。 （3）主要器件介绍8G2R1EDC12 是一个电磁继电器并且带供电作用。电路由电磁部分和开关部分组成，电磁部分有两个接口，其中一端接入受控制的高低点，另一端直接接入高电压或低电压。开关部分为一个单刀双置开关，开关所选择的两端分别接高电压与低电压，从而可以通过电磁部分对开关进行选择高电压或低电压，从而对负载部分进行供给。其引脚如图38 图38 图3974LS14是一个6路反向器的非门芯片，其主要作用是一个起到高低电平的转换作用，还有一个就是增加信号的驱动能力，信号一般都从MCU从发出，直接驱动其他器件的能力不够，中间加一个逻辑电路来增加驱动能力。ULN2003A是一个7路反向器，即当输入端为高电平时ULN2003A输出端为低电平，当输入端为低电平时ULN2003A输出端为高电平。其引脚如图39：共16个引脚，其中17为输入端，相对应1610为输出端。8和9号分别为地与COM端。3.5.2 电动机控制方案流程图如下图310电机正反转流程图3.5.3 电动机控制电路在电动机控制电路中，通过三个按钮控制P2.4、P2.5、P2.6引脚的高低电平来实现对电动机的正转(顺时针)、反转（逆时针）和停止动作的控制，其控制电路如图311。图311电动机控制电路图3.5.4 电动机控制电路调试 电动机正反转控制真值表如下:表3.2电动机正反转控制真值电机状态P2.4P2.5P2.6P3.1P3.0初试1111（0）1（0）正转01101反转10110停止1101（0）1（0）（a） 电机初始状态 （b）电机正转（c）电机反转 图312电机调试效果图在图312中图（a）、（b）、（c）分别是电动机初态（停止）、正转、反转的效果图。其调试程序如下:#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit P2_4=P24;sbit P2_5=P25;sbit P2_6=P26;/*sbit P3_0=P30;sbit P3_1=P31;*/void delayms(uint);/*延时子函数*/void delayms(uint k)uchar j;while(k-)!=0)for(j=0;j125;j+) ;/*主函数*/void main(void)P2=; while(P2=) P3=; break; while(1) while(P2_4=0) P3=; delayms(5000); P3=; delayms(2000); break;while(P2_5=0) P3=; delayms(5000); P3=; delayms(2000); break;while(P2_6=0)P3=;3.6 其他控制部分部分基于51单片机自动寻位立体车库控制系统还应包括IC卡接口电路的设计及IC卡读写程序的设计，实际上IC卡就是一个外部集成电路芯片，用于存储信息，但由于个人时间和精力有限，这里不再进行研究，但在以后的学习深造过程中我会加强这方面的学习。3.7 控制系统整体流程图图313整体控制流程图第四章 总结4.1 展望 随着社会的进步和人民生活水平的提高，我国汽车的拥有量逐年增加，停车难的问题不仅严重阻碍城市的发展，而且制约着我国城镇化建设的步伐。我国是一个人口大国，人均占有面积较小，使得土地资源变得尤为珍贵，智能化立体车库提高了土地资源利用率，使空间得到了充分地利用。本文对于基于51单片机自动寻位立体车库控制系统的设计研究具有安全性高、存取车效率高，灵活方便等特点，非常适用于住宅区及小型停车设备。在本设计中，采用AT89S51作为控制器取代了以往的PLC控制器，大大减少立体车库的控制成本，提高了智能化水平。当今社会是一个信息技术快速发展的社会，机电一体化产品在我们的生活中越来越普及，目前，随着新农村建设快速发展，新农村规划步伐不断加快，我相信不久将来我国的住宅小区将像雨后春笋一般发展起来，这样一来小型智能化立体车库必须得为我们所用，因此，小型智能化立体车库在我国有着广阔的应用前景。4.2体会心得就本文基于51单片机自动寻位立体车库控制系统的设计而言，通过对该题目的研究，真正感觉到了自己在学校平时学的东西太少了，参与实践太少了，尽管每次期末考试成绩都比较优秀，但那些东西太虚了，等到要用了有种力不从心的感觉。但通过近两个月的学习，阅读了大量的期刊杂志、书籍文献，加深了对单片机及一些电子元器件的了解，并学会用Proteus与Keil单片机联合仿真软件及Visio画算法流程图。学习这些软件刚开始有点困难，尤其在利用Keil进行