基于单片机的停车场计数系统设计_毕业设计(论文)
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对射式传感器计数是一种多功能的电子测量仪器。它利用对射式传感器发射红外线，当有车辆阻挡红外线，红外线中断并转换为电脉冲，并由放大电路进行放大，通过单片机分析，计算出进出车辆的次数，通过液晶显示方式显示进出车辆数从而进行计数。随着红外技术的提高，用于存在状态的传感，位置编码极限传感，运动检测和计数（如风速仪、数控机床等）。典型应用：光栅尺、编码器、邦定机、压焊机、火花机、医疗仪器、atm取款机、自动售货机、收款机、复印机、打印机、磁带驱动、转球式鼠标、工业设备、胶片感测、邮件存在/分拣、料位监控、输送带控制、过程控制、物料的到位监控等。随着传感器的不断改进，抗干扰能力增强，可以在许多恶劣的地方代替科研人员进行科学工作。
本设计主要任务是以STC89C52单片机为核心，利用红外对射式传感器电路作为信号的输入模块进行车辆计数。基于单片机构成的车辆计数研究的主要内容包括：如对射式传感器的应用以及发展、STC89C52单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LCD显示驱动模块的选择、STC89C52单片机的扩展、74LS245如何驱动继电器与蜂鸣器工作的。
综上所述，单片机正在向多功能、高性能、高速度（时钟达40MHz）、低电压（2.7V即可工作）、低功耗、低价格（几元钱）、外围电路内装化以及片内程序存储器和数据存储器容量不断增大的方向发展。
2.1.2.
本设计上网主控芯片由单片机STC89C52控制完成。基本原理为当对射式红外传感器检测部分检测到有车辆经过时，红外对射传感器被中断即产生一个低电平信号，这个信号将供给单片机进行计数控制。
毕业设计
基于单片机的停车场计数系统设计
基于单片机的停车场计数系统设计
【摘要】以STC89C52单片机为核心，利用红外对射式传感器电路作为信号的输入模块，设计了一个基于单片机的停车场计数系统。对射式光电传感器由发射器和接收器组成，当有物体经过发射器和接收器之间阻断光线时，形成电平信号，经过放大、整流并送入单片机控制模块进行控制计数。通过液晶显示电路、继电器电路和蜂鸣器电路构成系统的输出模块，实现了对停车场内汽车数量的计数、显示、停车场进出门以及报警的控制。
(1)片内的程序存储器现在普遍采用闪速(Flash)存储器。Flash存储器能在+5V下读／写，既有静态RAM的读／写操作简便，又有在掉电时数据不会丢失的优点。使用片内Flash存储器，单片机可不用片外扩展程序存储器，大大简化了其应用系统结构。
(2)加大存储容量。目前有的单片机片内程序存储器容量可达128 KB甚至更多。
外部方式的时钟电路如图2—2（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。
（a）内部方式时钟电路（b）外部方式时钟电路
图2—2时钟电路
2.复位及复位电路
特点，这类单片机普遍配置有等待状态、睡眠状态、关闭状态等工作方式。在这些状态下低电压工作作的单片机，其消耗的电流仅在μA或nA量级，非常适合于电池供电的便携式、手持式的仪器仪表以及其他消费类电子产品。
5．外围电路内装化
随着集成电路技术及工艺的不断发展，把所需的众多外围电路全部装入单片机内，即系统的单片化是目前单片机发展趋势之一。例如，美国Cygnal公司的C8051F020 8位单片机，内部采用流水线结构，大部分指令的完成时间为1或2个时钟周期，峰值处理能力为25MIPS。片上集成有8通道A/D、两路D/A、两路电压比较器，内置温度传感器、定时器、可编程数字交叉开关和64个通用I/O口、电源监测、看门狗、多种类型的串行接口（两个UART、SPI）等。一片芯片就是一个“测控”系统。
复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图2—4（a）所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。
方案一既可准确的实现车辆计数功能且能让系统处于异常状态和抗干扰时通过外围专用芯片得到非常好的解决。外围电路架设相对简单、在市场上属于高端计数产品，同时它也暴露出了一个重大问题：由于成本太贵的原因此类产品并没有得到普及，故虽然这个方案只有舍弃。
方案二是一个简易的产品自动计数器，价格低廉、计数精确。但在系统处于异常状态时工作十分不稳定、也是属于现在计数市场上的淘汰产品。仅用于在计数要求不高的场合中，这个方案太过于简单故不选用。
方案二：如图1-2所示：
图1-2红外线计数器硬件框图
原理阐述：通过红外发射与接收对信号采集，使用了四合一芯片CL102计数控制显示，它是集译码、驱动、锁存、显示一体。
方案三：如图1-3所示：
图1-3 对射式红外传感器计数硬件框图
原理阐述：当有通过发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之前阻断光线时，并将其放大、整流形成高电平信号送入控制单元。
计数控制部分是将计数脉冲送入单片机STC89C52两个中断入口的INT0入口，经过单片机内部对这个中断信号进行计数编程。
单片机的来自百度文库脚图如图2-1所示：
图2-1STC89C52RC引脚图
主要特性如下：
1.时钟电路
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图2—2(a)所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。
当今，单片微型计算机技术迅速发展，基于单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域，单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高，企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人才。单片机以体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点，已成为实现工业生产技术进步和开发机电一体化和智能化测控产品的重要手段。电子计数器是一种多功能的电子测量仪器，它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。而基于单片机的红外线计数器能够满足广大厂家的要求，它拥有实时，精确，可靠，稳定等特点。
方案三便是这次毕业设计选用的方案。之所以选用主要是这个方案涉及面广、输出有效信号为低电平、可辨别不透明的反光物体、有效距离大、不易受干扰、高灵敏度、高解析、高亮度、低功耗、响应时间快、使用寿命长、无铅、应用广泛等特点。
第1.2节
以STC89C52单片机为核心，利用红外对射式传感器电路作为信号的输入模块。按照设计的基本要求，可分为三个模块，即数据采集模块、控制器模块、数据显示模块。其中数据采集模块由红外对射式传感器组成，光线中断后将信号送给控制模块，由单片机完成对该信号的处理，由数据显示模块完成信息交换。在扩展功能上，本设计增加了一个继电器电路、按键电路和过载报警电路。系统设计框图，如图1-4所示：
图1-4系统总体设计框图
第2章
第2.1节
2.1.1.
1．CPU的改进
(1)增加CPU的数据总线宽度。例如，各种16位单片机和32位单片机，其数据处理能力要优于8位单片机。另外，8位单片机内部采用16位数据总线，其数据处理能力明显优于一般8位单片机。
(2)采用双CPU结构，以提高数据处理能力。
2．存储器的发展
（1）复位操作
复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表2-1所示：
【关键词】：单片机；红外对射式传感器；继电器；液晶显示；
[Abstract]:In this paper,theSTC89C52microcontrolleras the core of the control circuit,thesignal outputmoduleisusedinfrared photoelectric couple,designed aparking lot counting systemthatbased onamicrocontroller.Infrared photoelectric coupleby the transmitter and the receiver is composed of two parts. When an object throughthe transmitter and the receiverwillbreak the light beams,andproducelevel signal,amplified,rectifiedand finallyput into microcontrollerto controlcounting.ViaLiquidCrystalDisplay circuit,relaycircuitand buzzercircuitform theoutput module.So this systemachievescounting of cars,display, alarm and the controller ofpullingor pushingthe doorin the parkinglot.
主要技术指标：
1.整个系统的抗干扰能力强
2.计数范围广：0000~9999
3.车辆计数值精确
第1章
第1.1节
三种不同设计方案：
方案一：如图1-1所示：
图1-1 红外线计数器硬件框图
原理阐述：专业检测芯片形成计数脉冲后送给控制单元AT89C2051单片机。
通过对它片内计数、显示编程。PS7219是专用LED显示驱动芯片可以同时驱动8个7段数码管。X2504P是一块有电源电压监控、EEPROM和看门狗定时器电路三种功能于一体的芯片，它保证了在电源接通、关断、瞬间电源电压不稳时，不会造成系统死机、数据误写或误动作，大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力.HT7044A能够保证系统突然掉电后保护数据。
00H
（2）复位信号及其产生
RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。
产生复位信号的电路逻辑如图2—3所示：
图2—3复位信号的电路逻辑图
整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。
[Key words]:microcontroller;infrared photoelectric couple;relay;LiquidCrystalDisplay;
前言
在当今社会经济飞速发展的格局下，越来越多的厂家采用流水线技术进行产品生产作业，而怎样对其线上的产品进行实时的、有效率的、精确的计数成为广大生产厂家十分关注的问题。而基于单片机为核心控制的计数器有着能够实时，精确，可靠，稳定等计数优点已成为广大厂家的首选自动计数的装置。
表2-1一些寄存器的复位状态
寄存器
复位状态
寄存器
复位状态
PC
0000H
TCON
00H
ACC
00H
TL0
00H
PSW
00H
TH0
00H
SP
07H
TL1
00H
DPTR
0000H
TH1
00H
P0-P3
FFH
SCON
00H
IP
XX000000B
SBUF
不定
IE
0X000000B
PCON
0XXX0000B
TMOD
3．片内I/O的改进
(1)增加并行口的驱动能力，以减少外部驱动芯片。有的单片机可以直接输出大电流和高电压，以便能直接驱动LED和VFD(荧光显示器)。
(2)有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能，为构成分布式、网络化系统提供了方便条件。
4．低功耗化
8位单片机产品已CMOS化，CMOS芯片的单片机具有功耗小的优点，而且为了充分发挥低功耗。
本设计主要任务是以STC89C52单片机为核心，利用红外对射式传感器电路作为信号的输入模块进行车辆计数。基于单片机构成的车辆计数研究的主要内容包括：如对射式传感器的应用以及发展、STC89C52单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计数显示控制、LCD显示驱动模块的选择、STC89C52单片机的扩展、74LS245如何驱动继电器与蜂鸣器工作的。
综上所述，单片机正在向多功能、高性能、高速度（时钟达40MHz）、低电压（2.7V即可工作）、低功耗、低价格（几元钱）、外围电路内装化以及片内程序存储器和数据存储器容量不断增大的方向发展。
2.1.2.
本设计上网主控芯片由单片机STC89C52控制完成。基本原理为当对射式红外传感器检测部分检测到有车辆经过时，红外对射传感器被中断即产生一个低电平信号，这个信号将供给单片机进行计数控制。
毕业设计
基于单片机的停车场计数系统设计
基于单片机的停车场计数系统设计
【摘要】以STC89C52单片机为核心，利用红外对射式传感器电路作为信号的输入模块，设计了一个基于单片机的停车场计数系统。对射式光电传感器由发射器和接收器组成，当有物体经过发射器和接收器之间阻断光线时，形成电平信号，经过放大、整流并送入单片机控制模块进行控制计数。通过液晶显示电路、继电器电路和蜂鸣器电路构成系统的输出模块，实现了对停车场内汽车数量的计数、显示、停车场进出门以及报警的控制。
(1)片内的程序存储器现在普遍采用闪速(Flash)存储器。Flash存储器能在+5V下读／写，既有静态RAM的读／写操作简便，又有在掉电时数据不会丢失的优点。使用片内Flash存储器，单片机可不用片外扩展程序存储器，大大简化了其应用系统结构。
(2)加大存储容量。目前有的单片机片内程序存储器容量可达128 KB甚至更多。
外部方式的时钟电路如图2—2（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。
（a）内部方式时钟电路（b）外部方式时钟电路
图2—2时钟电路
2.复位及复位电路
特点，这类单片机普遍配置有等待状态、睡眠状态、关闭状态等工作方式。在这些状态下低电压工作作的单片机，其消耗的电流仅在μA或nA量级，非常适合于电池供电的便携式、手持式的仪器仪表以及其他消费类电子产品。
5．外围电路内装化
随着集成电路技术及工艺的不断发展，把所需的众多外围电路全部装入单片机内，即系统的单片化是目前单片机发展趋势之一。例如，美国Cygnal公司的C8051F020 8位单片机，内部采用流水线结构，大部分指令的完成时间为1或2个时钟周期，峰值处理能力为25MIPS。片上集成有8通道A/D、两路D/A、两路电压比较器，内置温度传感器、定时器、可编程数字交叉开关和64个通用I/O口、电源监测、看门狗、多种类型的串行接口（两个UART、SPI）等。一片芯片就是一个“测控”系统。
复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图2—4（a）所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。
方案一既可准确的实现车辆计数功能且能让系统处于异常状态和抗干扰时通过外围专用芯片得到非常好的解决。外围电路架设相对简单、在市场上属于高端计数产品，同时它也暴露出了一个重大问题：由于成本太贵的原因此类产品并没有得到普及，故虽然这个方案只有舍弃。
方案二是一个简易的产品自动计数器，价格低廉、计数精确。但在系统处于异常状态时工作十分不稳定、也是属于现在计数市场上的淘汰产品。仅用于在计数要求不高的场合中，这个方案太过于简单故不选用。
方案二：如图1-2所示：
图1-2红外线计数器硬件框图
原理阐述：通过红外发射与接收对信号采集，使用了四合一芯片CL102计数控制显示，它是集译码、驱动、锁存、显示一体。
方案三：如图1-3所示：
图1-3 对射式红外传感器计数硬件框图
原理阐述：当有通过发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之前阻断光线时，并将其放大、整流形成高电平信号送入控制单元。
计数控制部分是将计数脉冲送入单片机STC89C52两个中断入口的INT0入口，经过单片机内部对这个中断信号进行计数编程。
单片机的来自百度文库脚图如图2-1所示：
图2-1STC89C52RC引脚图
主要特性如下：
1.时钟电路
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图2—2(a)所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。
当今，单片微型计算机技术迅速发展，基于单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域，单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高，企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人才。单片机以体积小、功能强、可靠性高、性能价格比高等特点，已成为实现工业生产技术进步和开发机电一体化和智能化测控产品的重要手段。电子计数器是一种多功能的电子测量仪器，它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。而基于单片机的红外线计数器能够满足广大厂家的要求，它拥有实时，精确，可靠，稳定等特点。
方案三便是这次毕业设计选用的方案。之所以选用主要是这个方案涉及面广、输出有效信号为低电平、可辨别不透明的反光物体、有效距离大、不易受干扰、高灵敏度、高解析、高亮度、低功耗、响应时间快、使用寿命长、无铅、应用广泛等特点。
第1.2节
以STC89C52单片机为核心，利用红外对射式传感器电路作为信号的输入模块。按照设计的基本要求，可分为三个模块，即数据采集模块、控制器模块、数据显示模块。其中数据采集模块由红外对射式传感器组成，光线中断后将信号送给控制模块，由单片机完成对该信号的处理，由数据显示模块完成信息交换。在扩展功能上，本设计增加了一个继电器电路、按键电路和过载报警电路。系统设计框图，如图1-4所示：
图1-4系统总体设计框图
第2章
第2.1节
2.1.1.
1．CPU的改进
(1)增加CPU的数据总线宽度。例如，各种16位单片机和32位单片机，其数据处理能力要优于8位单片机。另外，8位单片机内部采用16位数据总线，其数据处理能力明显优于一般8位单片机。
(2)采用双CPU结构，以提高数据处理能力。
2．存储器的发展
（1）复位操作
复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表2-1所示：
【关键词】：单片机；红外对射式传感器；继电器；液晶显示；
[Abstract]:In this paper,theSTC89C52microcontrolleras the core of the control circuit,thesignal outputmoduleisusedinfrared photoelectric couple,designed aparking lot counting systemthatbased onamicrocontroller.Infrared photoelectric coupleby the transmitter and the receiver is composed of two parts. When an object throughthe transmitter and the receiverwillbreak the light beams,andproducelevel signal,amplified,rectifiedand finallyput into microcontrollerto controlcounting.ViaLiquidCrystalDisplay circuit,relaycircuitand buzzercircuitform theoutput module.So this systemachievescounting of cars,display, alarm and the controller ofpullingor pushingthe doorin the parkinglot.
主要技术指标：
1.整个系统的抗干扰能力强
2.计数范围广：0000~9999
3.车辆计数值精确
第1章
第1.1节
三种不同设计方案：
方案一：如图1-1所示：
图1-1 红外线计数器硬件框图
原理阐述：专业检测芯片形成计数脉冲后送给控制单元AT89C2051单片机。
通过对它片内计数、显示编程。PS7219是专用LED显示驱动芯片可以同时驱动8个7段数码管。X2504P是一块有电源电压监控、EEPROM和看门狗定时器电路三种功能于一体的芯片，它保证了在电源接通、关断、瞬间电源电压不稳时，不会造成系统死机、数据误写或误动作，大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力.HT7044A能够保证系统突然掉电后保护数据。
00H
（2）复位信号及其产生
RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。
产生复位信号的电路逻辑如图2—3所示：
图2—3复位信号的电路逻辑图
整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。
[Key words]:microcontroller;infrared photoelectric couple;relay;LiquidCrystalDisplay;
前言
在当今社会经济飞速发展的格局下，越来越多的厂家采用流水线技术进行产品生产作业，而怎样对其线上的产品进行实时的、有效率的、精确的计数成为广大生产厂家十分关注的问题。而基于单片机为核心控制的计数器有着能够实时，精确，可靠，稳定等计数优点已成为广大厂家的首选自动计数的装置。
表2-1一些寄存器的复位状态
寄存器
复位状态
寄存器
复位状态
PC
0000H
TCON
00H
ACC
00H
TL0
00H
PSW
00H
TH0
00H
SP
07H
TL1
00H
DPTR
0000H
TH1
00H
P0-P3
FFH
SCON
00H
IP
XX000000B
SBUF
不定
IE
0X000000B
PCON
0XXX0000B
TMOD
3．片内I/O的改进
(1)增加并行口的驱动能力，以减少外部驱动芯片。有的单片机可以直接输出大电流和高电压，以便能直接驱动LED和VFD(荧光显示器)。
(2)有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能，为构成分布式、网络化系统提供了方便条件。
4．低功耗化
8位单片机产品已CMOS化，CMOS芯片的单片机具有功耗小的优点，而且为了充分发挥低功耗。