基于单片机的电子遥控车位锁设计报告.doc

单片机原理及应用期末课程设计基于单片机的电子遥控车位锁 单片机原理及应用期末课程设计 题 目： 基于单片机的电子遥控车位锁 目 录 第1节 引言31.1 电子遥控车位锁概述31.2 本设计任务和功能3第2节 电子车位锁的主要硬件电路设计42.1 系统组成框图42.2 系统的硬件构成及功能42.2.1无线发射与接收4 2.2.2车位锁的控制62.3 led显示电路72.4 报警电路82.5 at89c51单片机及其引脚说明8第3节 电子车位锁的系统软件设计11 3.1 解锁程序设计123.2 报警程序设计133.3 led显示程序设计14第4节 结束语16参考文献17基于单片机的电子遥控车位锁第1节 引 言随着人们生活水平的提高和汽车工业的快速发展，汽车已经走进了千家万户。在当今汽车数量的日益增加，除了给我们的生活带来了意想不到的方便与快捷之外，同时也产生了令人头痛的问题停车难，乱停车，不仅给自己与他人带来麻烦，也在一定程度上扰乱社会秩序，成了一个普遍且急需解决的社会问题。特别是在某些城市中，车位价格不菲，使得如何合理的管理停车秩序，保护好自己的车位以免被他人占用，造成不必要的纠纷，设计了基于单片机的电子遥控锁。相较于传统的机械手动式车位锁，需要在汽车进出停车位时下车把锁的撑杆放下或撑起，遇到恶劣天气就更加费时费力。此电子遥控锁较好的解决了这一问题，通过红外技术与单片机的相结合，驾驶员可以在车能遥控车锁的升降，避免了上下车，具有隐蔽性强，保密性强，可靠度强的特点，使用简单方便，具有实际意义。 1.1 电子遥控车位锁概述在当今汽车的拥有率越来越高，快节奏的生活状态中，切实解决停车难的问题，合理使用有限空间，维护社会秩序，提高生活品质，用信息技术解决生活中的事不仅是可能的也是必须的。本电子遥控车位锁有快捷，方便，安全的特性，用户只需轻点遥控器，就可以控制车位器的开关，可代替机械手动车位锁，改善了原先需要车主上下车开关锁的不便，还可以防止车位被随意占用，误用，公共环境秩序被扰乱。在停车完毕后更可以用以防盗之用。智能电子车位锁是一台完整的的自动化机械设备，具备有：控制系统，驱动系统，led显示，电源等。在本次设计中首先要解决控制信号的准确无误的发送与接收及反应。还要重点考虑车位锁的体积问题和电源使用寿命问题，降低功耗，降低待机电流。1.2 本设计任务和功能本论文主要研究基于单片机的电子遥控车位锁，分别对电子锁各部分的关系，控制技术及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。主要内容如下： 根据at89c51单片机的特点，进行系统的整体研究与设计。 led显示控制信号是否成功发送。 当开锁动作超过低于设定的最低值时，系统可自动报警。第2节 电子车位锁的主要硬件设计2.1 系统组成框图电动机单片机滤波调解红外接收红外发射调制放大集成芯片按键继电接触器蜂鸣器led图2-1 电子车位锁的系统原理框图2.2 系统的硬件构成及功能本次设计的遥控车位锁主要由发射模块、接收模块和控制模块三部分构成。发射模块由按键、信号产生电路、调制、电路驱动电路及红外发射器组成，其功能是发射车辆身份信息；接收模块由红外接收器、放大电路、解调整形电路组成，它负责将红外信号转换成电信号送入单片机；控制电路主要由单片机、继电接触器、报警电路等组成；单片机负责对接收的键码进行识别，并控制车位锁的上升下降。2.2.1无线发射与接收pt2262/2272是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。其中发射芯片pt2262将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。pt2262的发射电路如图2-2所示，图中a0a7为地址端，可预设其状态，与单片机连接后由单片机y0口设置，a8a11为数据端，按下相应的按钮后，pt2262就在第 1 7脚输出一串行编码脉冲，pt2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。解码芯片pt2272接受到信号后，其地址码经过两次比较核对后, 脚才输出高电平。图2-3是以pt2272构成的接收电路，该电路包括了选频网络、放大、整形等电路。输入信号经天线接收后，经 q1、q2构成的放大电路对信号进行放大，后经 l2 、c7构成选频网络选出所需信号，经lm3 5 8进行放大后，把足够强的信号送到pt2272进行解码， 从lo13脚输出所需的电信号，再经一级放大后，控制继电器工作， 从而达到控制电机的目的。 图2-2 pt2262发射电路图2-3 pt2272接收电路2.2.2车位锁的控制车位锁控制模块主要由主控单元at89c51报警电路、继电器驱动部分组成。控部分采用的是单片机 at89c51,它在程序的控制下，接收用户通过遥控器输入的键值，并进行判断运算，然后根据判断结果发出控制指令，来控制继电接触器的动作，进而控制电动机的运行，使车位锁上升或下降。其控制电路总体框图如图2-4所示，图2-5是单片机控制继电器输出的电路。 电压检测电源at89c51电机控制解码电路上限位电流检测下限位led报警输出压力传感器图2-4 车位锁控制电路总体框图图2-5 单片机控制继电器输出电路2.3 led显示电路系统使用具有具有线路简单、耗电少、成本低、寿命长等优点的led灯来提示控制信号的发射。使用单片机单按键控制led发光的程序，就是用一个与p3_0引脚连接的按键控制p2_0相连led的亮和灭两种状态。按一次按键灯亮，再按一次按键灯灭。图2-6 led引脚图2.4 报警电路为了在某些紧急状态或反常状态下，能使使用者不致忽视，以便及时处理，往往需要有某种更能引起人们注意提起警觉的报警信号产生，这种报警信号通常有三种类型:闪光报警、鸣音报警、语音报警，本系统采用简单易行的声光报警电路。报警设备选用压电式蜂鸣器，它约需要10ma的驱动电流，只需在其两条引线上加3一15v的直流电压，即可产生3khz左右的蜂鸣声音，蜂鸣器的一端接在高电平+sv，另一端接pl.0，在初态pl.0始终输出高电平1，当需要报警时，程序对其端口清零即可，声音的长短可用延时程序控制实现。2.5 at89c51单片机及其引脚说明at89c51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低电压，高性能cmos8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用atmel高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的mcs-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位cpu和闪烁存储器组合在单个芯片中，atmel的at89c51是一种高效微控制器。主要特性： 与mcs-51 兼容 4k字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0hz-24mhz 三级程序存储器锁定 1288位内部ram 32可编程i/o线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路管脚说明： vcc：供电电压。 gnd：接地。 p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。当p1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在fiash编程时，p0 口作为原码输入口，当fiash进行校验时，p0输出原码，此时p0外部必须被拉高。 p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流。p1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，p1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在flash编程和校验时，p1口作为第八位地址接收。 p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。p2口在flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。 p3口也可作为at89c51的一些特殊功能口，如下表所示： p3.0 rxd（串行输入口） p3.1 txd（串行输出口） p3.2 /int0（外部中断0） p3.3 /int1（外部中断1） p3.4 t0（记时器0外部输入） p3.5 t1（记时器1外部输入） p3.6 /wr（外部数据存储器写选通） p3.7 /rd（外部数据存储器读选通） p3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 rst：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间。 ale/prog：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ale端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ale脉冲。如想禁止ale的输出可在sfr8eh地址上置0。此时， ale只有在执行movx，movc指令是ale才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ale禁止，置位无效。 /psen：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/psen有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/psen信号将不出现。 /ea/vpp：当/ea保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000h-ffffh），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/ea将内部锁定为reset；当/ea端保持高电平时，此间内部程序存储器。在flash编程期间，此引脚也用于施加12v编程电源（vpp）。 xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 xtal2：来自反向振荡器的输出。 图2-7 at89c51芯片图第3节 电子车位锁的系统软件设计系统平时处于待机状态，当车辆驶近车位时，车主按下遥控器的解锁按钮，接收电路立即对接收到的信号进行解码，并将解码结果送入单片机，单片机对接收到的解码信号进行分析比较。如果该信号与存储器中已经保存的身份码相符，则说明是合法车辆，单片机则控制电动机将车位锁降下，待下降到位后，发出声音信号，车主听到声音后，将车辆驶入车位，并在离开时升起车位锁，起到防盗作用。在电机工作的过程中，程序不断的对电机电流进行监测，如果电流过大，则对电机进行过流保护。如果车主在停车完毕离开车位后，忘记升起车位锁，则车位锁在十五分钟后自动升起。在停车位上装有压力传感器，如果汽车离开停车位时未降下车位锁，则车位锁发出声音报警，该报警信号如果在一分钟内没有得到响应，则会延伸到停车场管理处。主程序流程图如3-1所示。开始初始化 解锁子程序上锁子程序结束 图3-1 车位锁控制电路总体框图3.1 解锁程序设计unsigned long decode(void) /无线解码 unsigned long data; / 记录数据 unsigned char count,i; / 暂时计数 data=0; for(count=0;count24;count+) /开始收集 i=0;/宽度计数 while(pinc&(1192)goto end;/限时解码data*=2;/数据左移if(ii)&(i24)goto end;/电平合法data+=0; /记低电平elseif(!(168i)&(i72)goto end;/电平合法data+=1;/记高点平开始初始化有压力信号？是否有解锁信号？ n n解锁信号合法？ n y y 启动定时发出警报 y电机启动车位锁开一分钟是否响应?下限制？ y一分钟？n n y n报警电机停检故障报警返回y 图3-2 解锁程序流程图3.2 报警程序设计flag bit 00h org 00h start: jb p1.7,start jnb flag,next mov r2,#200 dv: cpl p1.0 lcall dely500 lcall dely500 djnz r2,dv cpl flag next: mov r2,#200 dv1: cpl p1.0 lcall dely500 djnz r2,dv1 cpl flag sjmp start dely500: mov r7,#250 loop: nop djnz r7,loop ret end 3.3 led显示程序设计#include at89c51 void main(void) / 主程序 bit mark; /定义位变量unsigned int n; /定义循环变量while(1) /无限循环 if (p3_0=0) /如果按键按下 for(n=0;n1000;n+); /延时一段时间，等待按键完全按下mark=mark; /翻转标记while(!p3_0) /等待按键弹起for(n=0;n1000;n+); /等待按键完全弹起 p2_0=mark; /点亮或是关灭led灯 while(1) /无限循环 if(ldelay=1 ) /若是时间溢出标记为1，处理如下语句 ldelay=0; /清除时间溢出标记p2=ledpledi; /读出一个表格值送到p2口ledi+; /指向下一个表格值if(ledi=4) ledi=0; /到了最后一个灯就换到第一个sp-; /速度级别减1if (sp=3) /如果速度级别减到3sp=23; / 恢复速度最慢的级别23 timer0() interrupt 1 /定时器0中断服务程序 static unsigned int kk; /定义静态局部变量kk+; /每次中断服务，kk加1if(kk=(100*sp) /最少次数为100*sp=300，时间为300次*0.25ms /最多次数为2300次，时间为2300次*0.25ms /如果kk=(100*sp)，执行如下语句 kk=0;ldelay=1; /当kk值与100*sp值相等，将ldelay标记置 1，则处理灯亮与显示速度 结 束 语我是在本学期第一次接触到单片机这一内容的，老师也在课堂上常常给我们举一些单片机实际应用的例子和补充最新的知识，可是由于因为没有亲自动手过，对单片机还是感觉有些陌生。所以在刚开始做期末课程设计时，感觉到非常迷茫，无从下手，花费了大量的时间在选题上。但是也就是在这个过程中，我深切的体会到了单片机的神通广大。发现它真的与我们的日常生活紧密的联系在了一起。它真正的在农业，工业，商业等各个方面改变并方便着我们的生活。然后，我根据目前社会上越来越多的车辆所造成的“停车难”问题，结合参考了世面上已有的电子车位锁，利用单片机at89c51，pt2262/2272为核心部件，设计出了基于单片机的电子遥控车位锁。该系统完成了对信号的发射、接收、控制、显示等功能;利用c语言和汇编语言编制,该系统的主要特点是它不仅保留了已有车位锁的优点，还拥有了新的实用性功能。具体有如下功能：适用性强，用户只需简单的按动按键就可运行车锁，完成一系列的操作，省时省力，方便快捷；运用了红外线技术，操作控制更加精准安全；具有报警功能，提醒用户安全使用，方便工作人员管理；系统成本低廉，可扩展性强，只需稍加改变，即可增加其他使用功能。由于是第一次做单片机设计，在实际过程中难免会遇到各种各样的问题。如对以前所学过的知识理解得不够深刻，导致在选用什么芯片实现功能时就困在那里。当然在完成这次任务后，我也得出了自己的经验，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪