基于单片机的升降式立体车库系统的设计

基于单片机的升降式立体车库系统的设计 答 辩 人：安 英 指导老师：张翠英 立体车库的优化分析 棱柱式立体车库的工作原理 立体车库的硬件电路设计 立体车库的软件设计 立体车库的优化分析 总体来说，立体旋转式车库结构及控 制系统简单，车库只需驱动圆盘便可实现 车辆的升降动作，易于维护；而且可以起 到美化扮靓城市、广场、公园街道、小区 的作用。 棱柱式立体车库的工作原理 多边棱柱式转盘竖立于地面，分为地上 和地下两个部分。转盘上共吊有 18 只吊篮， 每只吊篮呈棱柱状，截面为五边形；棱柱上 安装铰链用于把吊篮横向悬挂在吊梁上，以 保证吊篮随转盘转动时处于垂吊状态。 棱柱式立体车库示意图 立体车库的硬件电路设计 多边棱柱式立体车库系统由钢管组成 的构架和电器与计算机组成的控制系统构 成。 监控台 信息存储 单片机 压力、角位 移采样电路 动力控制 电机 单片机的选择 具体型号选用单片机 AT89C51。 AT89 系列 单片机中的一种 8 位机，具有较高的性价比，并 与 MC5-51 系列的许多机种都具有兼容性，是一 种应用较多的机型。 地址锁存的选择 具体型号选用 74H573，选通 A/D转换器的各 路模拟信号。 A/D转换器的选择 本系统使用的 A/D 转换芯片为 ADC0809， ADC0809 芯片是一个逐次逼近型的 A/D 转换 器。 车辆信息储存的选择 本系统中所采用的 24C02 为常用的双列直插 式。 上位机的选择 本系统上位计算机选择 PC 机，利用 PC 机上的 com1 口进行上位机（ PC 机） 与下位机（单片机）之间的通信，通信协 议采用 RS-232C 串行通信协议。 控制电路示意图 X T A L 2 18 X T A L 1 19 A L E 30 EA 31 P S E N 29 RS T 9 P 0 .0 /A D 0 39 P 0 .1 /A D 1 38 P 0 .2 /A D 2 37 P 0 .3 /A D 3 36 P 0 .4 /A D 4 35 P 0 .5 /A D 5 34 P 0 .6 /A D 6 33 P 0 .7 /A D 7 32 P 1 . 0 1 P 1 . 1 2 P 1 . 2 3 P 1 . 3 4 P 1 . 4 5 P 1 . 5 6 P 1 . 6 7 P 1 . 7 8 P 3 .0 /R X D 10 P 3 .1 /T X D 11 P 3 .2 /I NT 0 12 P 3 .3 /I NT 1 13 P 3 .4 /T 0 14 P 3 .7 / R D 17 P 3 . 6 / W R 16 P 3 .5 /T 1 15 P 2 .7 /A 1 5 28 P 2 .0 / A 8 21 P 2 .1 / A 9 22 P 2 .2 /A 1 0 23 P 2 .3 /A 1 1 24 P 2 .4 /A 1 2 25 P 2 .5 /A 1 3 26 P 2 .6 /A 1 4 27 U1 A T 8 9 C5 1 D0 2 D1 3 D2 4 D3 5 D4 6 D5 7 D6 8 D7 9 Q0 19 Q1 18 Q2 17 Q3 16 Q4 15 Q5 14 Q6 13 Q7 12 LE 11 OE 1 U2 7 4 HC 5 7 3 2 - 1 M S B 21 A DD B 24 A DD A 25 A DD C 23 V RE F ( + ) 12 V RE F ( - ) 16 I N3 1 I N4 2 I N5 3 I N6 4 I N7 5 S T A RT 6 2 - 5 8 E O C 7 O UT P UT E NA B L E 9 CLO C K 10 V C C 11 2 - 2 20 G ND 13 2 - 7 14 2 - 6 15 2 - 8 L S B 17 2 - 4 18 2 - 3 19 I N2 28 I N1 27 I N0 26 A L E 22 U3 A DC 0 8 0 9 12 U 4 : A 7 4 0 5 C1 1 0 u F R1 1 0 k R2 1 0 k R3 1 0 k X1 CR Y S T A L C2 1 0 u F C3 1 0 u F S C K 6 S D A 5 WP 7 A0 1 A1 2 A2 3 U4 2 4 C02 C R4 1 0 k R5 1 0 k T 1 I N 11 R1O UT 12 T 2 I N 10 R2O UT 9 T 1 O UT 14 R1I N 13 T 2 O UT 7 R2I N 8 C2 + 4 C2- 5 C1 + 1 C1- 3 VS+ 2 V S - 6 U5 M A X 2 3 2 2 3 1 U 7 : A 7 4 3 3 5 6 4 U 7 : B 7 4 3 3 C4 1 0 u F C5 1 0 u F C6 1 0 u F V c c V c c V c c 地址锁存 车辆信息存储 单片机 模数转换 信号输入 接外部串口 P 2 . 7 RD WR I N T 0 P2.5P2.4 V c c 实现电机的驱动 保存各个存车信息 信号读取 信号传送 串行通信协议 车库的动力控制电路 Q1 2 N33 9 1 A Q2 2 N33 9 1 A R1 1 0 k R2 1 0 k R3 1 0 k R4 1 0 k K1 RL Y - DP CO K2 RL Y - DP CO D1 1 M 1 1 0 Z S 5 D2 1 M 1 1 0 Z S 5 + 8 8 . 8 M O T O R V c c V c c V c cV c c P 1. 0 P 1. 1 串口电平转换电路 T 1 I N 11 R 1 O U T 12 T 2 I N 10 R 2 O U T 9 T 1 O U T 14 R 1 I N 13 T 2 O U T 7 R 2 I N 8 C 2 + 4 C 2 - 5 C 1 + 1 C 1 - 3 VS+ 2 V S - 6 U5 M A X 2 3 2 C4 1 0 u F C5 1 0 u F C6 1 0 u F V c c 接外部串口 A/D 转换电路 X T A L 2 18 X T A L 1 19 A L E 30 EA 31 P S E N 29 R S T 9 P 0 .0 /A D 0 39 P 0 .1 /A D 1 38 P 0 .2 /A D 2 37 P 0 .3 /A D 3 36 P 0 .4 /A D 4 35 P 0 .5 /A D 5 34 P 0 .6 /A D 6 33 P 0 .7 /A D 7 32 P 1 . 0 1 P 1 . 1 2 P 1 . 2 3 P 1 . 3 4 P 1 . 4 5 P 1 . 5 6 P 1 . 6 7 P 1 . 7 8 P 3 .0 /R X D 10 P 3 .1 /T X D 11 P 3 .2 /I N T 0 12 P 3 .3 /I N T 1 13 P 3 .4 /T 0 14 P 3 .7 / R D 17 P 3 . 6 / W R 16 P 3 .5 /T 1 15 P 2 .7 /A 1 5 28 P 2 .0 / A 8 21 P 2 .1 / A 9 22 P 2 .2 /A 1 0 23 P 2 .3 /A 1 1 24 P 2 .4 /A 1 2 25 P 2 .5 /A 1 3 26 P 2 .6 /A 1 4 27 U1 A T 8 9 C 5 1 2 - 1 M S B 21 A D D B 24 A D D A 25 A D D C 23 V R E F ( + ) 12 V R E F ( - ) 16 I N 3 1 I N 4 2 I N 5 3 I N 6 4 I N 7 5 S T A R T 6 2 - 5 8 E O C 7 O U T P U T E N A B L E 9 C L O C K 10 V C C 11 2 - 2 20 G N D 13 2 - 7 14 2 - 6 15 2 - 8 L S B 17 2 - 4 18 2 - 3 19 I N 2 28 I N 1 27 I N 0 26 A L E 22 U3 A D C 0 8 0 9 12 U 4 : A 7 4 0 5 R5 1 0 k T 1 I N 11 R 1 O U T 12 T 2 I N 10 R 2 O U T 9 T 1 O U T 14 R 1 I N 13 T 2 O U T 7 R 2 I N 8 C 2 + 4 C 2 - 5 C 1 + 1 C 1 - 3 VS+ 2 V S - 6 U5 M A X 2 3 2 2 3 1 U 7 : A 7 4 3 3 5 6 4 U 7 : B 7 4 3 3 单片机 模数转换 信号输入 P 2 . 7 RD WR I N T 0 P2.5 立体车库的软件设计 IC卡读写模块 下位机通信模块 电机控制模块 数据采集模块 系 统 监 控 程 序 流 程 图 初始化 有存取车请 求吗？ 查询空车位 采样取车位角位移 采样空车位的角位移 控制转动方向及角度 存车 吗 ？ 去车 吗 ？ 打开车门 控制转动方向及角度 打开车门 开始 结束 24C02 的 写 子 程 序 流 程 图 写入芯片地址 A 0 H 等待芯片 A C K 信号 写入数据存放起始地址 1 0 0H 等待芯片 A C K 信号 写入第一个数据 等待芯片 A C K 信号 写入第七个数据 等待芯片 A C K 信号 启动操作 停止操作 下 位 机 串 行 通 信 程 序 流 程 图 C PU 入栈 接收数据 清接收中断标志 接收数据地址加 1 C PU 出栈 发送数据 清发送中断标志 发送数据地址加 1 T1= 1 ？ R 1 = ？ 数据个数减 1 电 机 主 程 序 流 程 图 设置标志位 设 T1 初值指针 阶梯计数器赋值 阶梯步长赋值 确 定变速运行方向 设定 T1 定时器 C PU 开中断 装入结束标志 设降速标志 C PU 关中断 恒速步长计数器赋值 确定恒速方向 主程序 结束 步长为 0 ？ 阶梯计数器为 0 ？ 是结束标志？ 数 据 采 集 程 序 流 程 图 设置计数器 选定 A D C 0809 的输入端 启动 A D C 转换 存放结果 延时 开始 结束 转换结束？ 转换结束？ 致谢 对张翠英老师表示深深的谢意！在老师的悉心指导 下，我的毕业论文如期完成了。 特别感谢太原科技大学老师们在我大学期间给予指 导和帮助！ 感谢同组所有的同学，感谢你们对我无私的帮助。 最后，感谢各位答辩委员会老师在百忙之中评阅我 的论文，感谢文中所引用文献的各位著、编、译者。 谢谢