自动车库控制系统设计.docx

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自动车库控制系统设计

自动车库控制系统设计、组装与调试

1.设计要求

（1）用AT89C51单片机及外围电路组成自动车库控制系统。

车库为6车位，分为A、B两个区，每区3个车位，编号分别为A1、A2、A3和B1、B2、B3。

（2）根据控制台的指令，车库外的车送到指定车位，或从指定车位将车取出。

2.设计方案

整个系统由自动车库和控制系统两大部分组成。

车库部分（如图4-33所示）为A1-A3、B1-B3、C0-C3是送车平台的运送通道。

“驶入”和“驶离”为两个按键，触动“驶入”按键表示有车驶入在C0位置的送车平台。

触动“驶离”按键表示车辆从C0位置的送车平台上开走。

工作流程如下：

送车平台平时在车库外的C0位置，如果有车要存，首先将车开上在C0位置的平台（按“驶入“键），平台将车送到由控制台指定的车位。

例如要将C0处的车送到B2车位，送车平台载车从C0出发经过C1、C2到达B2，将车送入B2车位，然后送车平台原路返回，回到C0。

如果要取车，C0位置的平台先到达指定的车位取车。

然后再原路返回，回到C0，将车取出到C0位置。

在A1-A3、B1-B3、C0-C3的12个位置上各装一个指示灯，以便显示车位占用情况和送车平台运动的情况。

为了降低难度和成本，未使用行程开关作定位信号，采用延时的方法。

送取车的过程中每2s移动一个位置，比如C0指示灯亮到C1指示灯亮要经过2s时间，当然也可修改延时子程序改变动作速度。

图4-33车库示意图

图4-34车库控制台

控制台电路如图4-34所示

（1）车位占用显示

共显示6个车位，编号分别为A1、A2、A3、B1、B2、B3。

每个方格中包含1个按键和1个指示灯。

指示灯亮时表示相对应车位已被占用，即该车位中有车；指示灯灭时表示该车位空闲。

车位按键与控制台左边的存取选择按键配合决定“存”或“取”操作。

（2）存取选择按键

触动IN按键后，“存入”指示灯亮，再触动“车位占用显示”中的车位按键。

若欲存入的车位未被占用，则“选择正确”指示灯亮。

按Enter按键确认后，车库的送车平台开始动作，将车送入指定车位。

若选择存入车位已经被车辆占用，“选择正确”指示灯不亮，Enter按键操作无效。

触动OUT按键后，“取出”指示灯亮，再触动“车位占用显示”中的车位按键。

若欲取出的车位被车辆占用，则“选择正确”指示灯亮。

按Enter按键确认后，车库的送车平台开始动作，将指定车位的车取至C0位置。

若选择取出车位未被车辆占用，“选择正确”指示灯不亮，Enter按键操作无效。

3.电路硬件设计

原理电路如图4-35、图4-36、图4-37所示，电路板如图4-38、图4-39所示。

图4-35车库部分原理图

图4-36控制台部分原理图

图4-37单片机部分原理图

图4-38电路板PCB正面图4-39电路板PCB底面

（1）车库部分

由2个按键和10个发光二极管组成。

按键INTER和LEAVE用以模拟车库外的送车平台上（图4-33中的C0位置）是否有车。

当送车平台上无车时，按INTER键表示有车开上送车平台；当送车平台声有车时，按LEAVE键表示送车平台上的车离开送车平台。

两个按键分别于单片机的端口P3.2和P3.3连接，R30、R31是上拉电阻，其作用是保证按键未按下时，端口P3.2和P3.3为高电位。

当按键按下时，端口P3.2和P3.3通过按键接地，使得P3.2和P3.3变为低电平。

电容C10、C11的作用是消抖动和抗干扰。

每个发光二极管通过一只阻值为470Ω的限流电阻与电源VCC，这样流经发光二极管的电流约为7.5mA，有适当的亮度，同时单片机的端口在不加驱动情况下可以承受。

A1L、A2L、A3L、B1L、B2L、B3L这6只发光二极管分别对应A1～A3、B1～B3共6个车位，并与控制台的A1K、A2K、A3K、B1K、B2K、B3K这6只发光二极管两两并联，与单片机的P0口连接，即A1K和A1L、A2K和A2L、……、B3K和B3L同时动作。

（2）控制台部分

由9个按键和9只发光二极管组成。

A1A、A2A、A3A、B1A、B2A、B3A这6个按键表示要存取的车位号。

按下IN键表示要存车，按下OUT键表示要取车。

确认操作无误后，按下Enter键开始存取动作。

控制部分的上拉电阻、消抖动电容等与车库部分相同。

单片机采用AT89C51，片内Flash容量为4KB。

晶体振荡器频率选择6MHz，CS1、CS2为30pF瓷片电容，与晶体振荡器构成时钟电路。

电容CS3，电阻RS1、RS2以及按键Reset构成上电复位和手动复位电路。

4.程序设计

（1）程序框架

程序分成5大部分：

1初始化，设置定时器工作方式和初值；开放中断；设置堆栈。

2存车操作。

3取车操作。

4定时器中断服务程序，读取按键装填，控制指示灯状态。

5延时子程序。

在初始化程序中设置定时器T0为工作方式1，每10ms中断一次，并且开放T0中断。

设置堆栈底为70H。

在存车操作程序中，判断送车平台C0位置上是否有车，若无车不能执行存车操作。

判断选定的存车车位中是否有车，若有车不能执行存车操作，以免发生碰撞事故。

在取车操作程序中，判断送车平台C0位置上是否有车，若有车不能执行取车操作。

判断选定的取车车位中是否有车，若无车不能执行取车操作。

定时器中断服务每10ms检查一次按键情况，并控制相应的指示灯亮灭，指示灯的状态将作为其他操作的判断依据。

中断服务程序读取IN、OUT、INTER、LEAVE这4个按键的状态，并以INK、OUTK、C0L这3个指示灯来记录。

INTER键按下，C0L亮，表示有车驶入送车平台。

LEAVE键按下，C0L灭，表示送车平台上的驶离送车平台。

按下IN键，指示灯INK亮，OUTK灭，表示已选中存车操作。

按下OUT键，指示灯INK灭、OUTK亮，表示已选中取车操作。

（3）程序流程

程序流程图如图4-40所示

图4-40主程序流程图

图4-41中断程序流程图

（4）参考程序

ORG0000H

AJMPSTART

ORG000BH

AJMPKEY

START：

MOVTMOD，#01H

MOVIE，#82H

MOVTH0，#0ECH；定时10ms

MOVTL0，#78H

SETBTR0

MOVSP，#6FH；存车

IN0：

MOVP2，#0FFH

IN1：

JNBP2.1，IN2；存车灯亮，执行IN2

AJMPOUT1；存车灯不亮，转到取车操作

IN2：

JNBP2.4，IN3；C0位置有车，执行IN3

AJMPOUT1；C0位置无车，转到取车操作

IN3：

MOVP1，#0FFH

MOVA，P1；等待选择车位号

CPLA

ANLA，#3FH

JZIN1

MOVR2，A；核准选定的车位是否空闲

MOVA，P0

CPLA

ANLA，#3FH

ANLA，R2

JNZIN1；若已占用，则返回IN1，重新操作

CLRP2.2；“选择正确”指示灯亮

JBP3.0，$；等待确认执行

MOVA，R2

SETBP2.4；开始存入

ACALLDLY

CLRP2.5；到达C1位置

ACALLDLY

SETBP2.5

CJNEA，#01H，IN4

CLRP0.0；存入A1

ACALLDLY

AJMPIN11

IN4：

CJNEA，#08H，IN5

CLRP0.3：

存入B1

ACALLDLY

AJMPIN1

IN5：

CLRP2.6；到达C2位置

ACALLDLY

SETBP2.6

CJNEA，#02H，IN6

CLRP0.1；存入A2

ACALLDLY

AJMPIN10

IN6：

CJNEA，#10H，IN7

CLRP0.4；存入B2

ACALLDLY

AJMPIN10

IN7：

CLRP2.7；到达C3位置

ACALLDLY

SETBP2.7

CJNEA，#04H，IN8

CLRP0.2；存入A3

ACALLDLY

AJMPIN9

IN8：

CLRP0.5；存入B3

ACALLDLY

IN9：

CLRP2.7；退回C3位置

ACALLDLY

SETBP2.7

IN10：

CLRP2.6；退回C2位置

ACALLDLY

SETBP2.6

IN11：

CLRP2.5；退回C1位置

ACALLDLY

SETBP2.5

CLRP2.4；退回C0位置

ACALLDLY

MOVP2，#0FFH

AJMPIN1；存入完成，到开始位置重新运行取车

OUT0：

MOVP2，#0FFH

OUT1：

NBP2.0，OUT2；取车灯亮，执行OUT2

AJMPIN1；取车灯不亮，转到存车操作

OUT2：

JBP2.4，OUT3；C0位置无车，可以取车操作

AJMPIN1；C0位置有车，执行存车

OUT3：

MOVP1，#0FFH

MOVA，P1；等待选择车位号

CPLA

ANLA，#3FH

JZOUT1

CPLA

MOVR2，A；核准选定的车位是否有车

MOVA，P0

CPLA

ORLA，R2

CJNEA，#0FFH，OUT4

SJMPOUT5

OUT4：

AJMPIN1；空闲，返回IN1，重新操作

OUT5：

CLRP2.2；“选择正确”指示灯亮

JBP3.0，$；等待确认执行

MOVA，R2

CPLA

CLRP2.4；开始取车

ACALLDLY

SETBP2.4

CLRP2.5；到达C1位置

ACALLDLY

CJNEA，#01H，OUT6

SETBP2.5

ACALLDLY

SETBP0.0；取出A1

AJMPOUT13

OUT6：

CJNEA，#08H，OUT7

SETBP2.5

ACALLDLY

SETBP0.3；取出B1

AJMPOUT13

OUT7：

SETBP2.5

CLRP2.6；到达C2位置

ACALLDLY

SETBP2.6

CJNEA，#02H，OUT8

SETBP2.6

ACALLDLY

SETBP0.1；取出A2

AJMPOUT12

OUT8：

CJNEA，#10H，OUT9

SETBP2.6

ACALLDLY

SETBP0.4；取出B2

AJMPOUT12

OUT9：

SETBP2.6

CLRP2.7；到达C3位置

ACALLDLY

SETBP2.7

CJNEA，#04H，OUT10

SETBP2.7

ACALLDLY

SETBP0.2；取出A3

AJMOOUT11

OUT10：

SETBP2.7

ACALLDLY

SETBP0.5；取出B3

OUT11：

CLRP2.7；退回C3位置

ACALLDLY

SETBP2.7

OUT12：

CLRP2.6；退回C2位置

ACALLDLY

SETBP2.6

OUT13：

CLRP2.5；退回C1位置

ACALLDLY

SETBP2.5

CLRP2.4；取车到C0位置

MOVP2，#0EFH

AJMPIN1；存入完成，到开始位置重新运行；T0中断服务程序

KEY：

MOVTH0，#0ECH；每10ms读一次按键的状态

MOVTL0，#78H

JBP3.3，KEY1；驶入按键按下，C0位置有车指示灯亮

CLRP2.4

KEY1：

JBP3.2，KEY2；驶出按键按下，C0位置有车指示灯灭

SETBP2.4

KEY2：

JBP1.6，KEY3；存车键按下，存车指示灯亮，取车灯灭

SETBP2.0

CLRP2.1

KEY3：

JBP1.7，KEY4；存车键按下，取车指示灯亮，存车灯灭

SETBP2.1

CLRP2.0

KEY4：

RETI

；2s延时

DLY：

MOVR5，#20

DLYA：

MOVR6，#100

DLYB：

MOVR7，#250

DJNZR7,$

DJNZR6，DLYB

DJNZR5，DLYA

RET

END