《車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要：隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)大量的使用自動(dòng)化控制，不僅節(jié)約了人力資源，而且很大程度的提高了生產(chǎn)效率，又進(jìn)一步的促進(jìn)了生產(chǎn)力快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活。 早期的自動(dòng)控制系統(tǒng)是依靠繼電-接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)距離控制，但是其采用固定接線，通用性和靈活性差；又采用觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，工作頻率低，觸點(diǎn)易損壞，可靠性差。 本設(shè)計(jì)是基于PLC的車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)，采用兩位LED來(lái)顯示車(chē)庫(kù)內(nèi)車(chē)輛的實(shí)際數(shù)量。使用兩個(gè)超聲波傳感器來(lái)監(jiān)控車(chē)輛的進(jìn)出并完成計(jì)數(shù)工作，車(chē)輛進(jìn)入時(shí)經(jīng)過(guò)兩個(gè)傳感器使

2、顯示數(shù)字加一，車(chē)輛外出時(shí)經(jīng)過(guò)兩個(gè)傳感器使顯示數(shù)字減一，但當(dāng)車(chē)輛只經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器時(shí)不計(jì)數(shù)。 為了防止意外計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，本系統(tǒng)采用反復(fù)程序校驗(yàn)，來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。 首先，注意控制兩個(gè)傳感器之間的距離，用程序驗(yàn)證進(jìn)出車(chē)庫(kù)的是否是車(chē)輛，當(dāng)人通過(guò)傳感器時(shí)不計(jì)數(shù)；其次，采用邏輯互鎖方式，啟動(dòng)加計(jì)數(shù)則要鎖定減計(jì)數(shù)，產(chǎn)生加計(jì)數(shù)脈沖時(shí)則要鎖定減計(jì)數(shù)脈沖，如此以保證可靠性；最后，及時(shí)的進(jìn)行復(fù)位處理，以免車(chē)輛在傳感器附近作往返運(yùn)動(dòng)時(shí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。 隨著汽車(chē)特別是私有汽車(chē)的普及使用，公共場(chǎng)所和社區(qū)汽車(chē)流轉(zhuǎn)數(shù)量激增，這對(duì)車(chē)輛的安全停放和管理提出了更高的要求，引進(jìn)先進(jìn)的控制技術(shù)和管理方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的集中化和智

3、能化的安全性管理控制已經(jīng)成為大規(guī)模停車(chē)服務(wù)管理的必然趨勢(shì)。針對(duì)現(xiàn)有的停車(chē)系統(tǒng)管理中存在的缺陷及PLC技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展所帶來(lái)的新控制方式和管理方式的變革，采用先進(jìn)的、科學(xué)的、合理的設(shè)計(jì)方法，建立一套基于PLC的車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)最大限度地提高了停車(chē)場(chǎng)的使用率，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛出入庫(kù)控制、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、信息查詢(xún)過(guò)程的自動(dòng)化，就顯得十分必要。 關(guān)鍵詞： 智能化 高效性 可靠性 PLC Vehicles out of storage management system Abstracts:With productivity and the continuous development of

4、science and technology, people's daily lives and production activities of a large number of the use of automated control, not only saving human resources, but a large degree of improved production efficiency, further promote the rapid development of productive forces, and constant enrich people's li

5、ves. Early automatic control system relies on the relay - Contactor to achieve, and its features are: simple structure, low cost, anti-interference capability, can achieve centralized control and remote control, but the introduction of fixed wiring, versatile and flexible of the poor and by the swi

6、tch contacts, the low frequency contacts easily damaged, poor reliability. The design is based on the storage of vehicles PLC management systems, LED used two vehicles in the garage to show that the actual number. The use of two light sensor to monitor vehicle access and complete count, the two veh

7、icles entered the house through the sensor and a digital display, two vehicles going through the sensor by a digital display, but only after a sensor vehicles will not count. In order to prevent accidents counting error, the system used repeatedly checking procedures to enhance the reliability of

8、the system. First of all, pay attention to control the distance between the two sensors, access to the garage with the certification procedures for the vehicles, through the sensor when people do not count; Secondly, the introduction of the logical interlocked, and counting would start by counting

9、 lock, a Canadian Counting will have to lock pulse by pulse count, so in order to ensure reliability; Finally, a reduction of the processing time to avoid vehicles in the vicinity of sensors for counting from the wrong campaign. As the car, especially the increasing use of private cars, public pla

10、ces and community turnover surged car, which parked vehicle safety and management of a higher demand, the introduction of advanced control technologies and management practices to achieve the large parking system centralized security management and intelligent control of large-scale parking service

11、management has become a inevitable trend. Parking system for the management of the existing shortcomings and the PLC and sensor technology, brought about by the rapid development of new control and management of change, the use of advanced scientific and rational design methods, the establishment o

12、f a PLC-based vehicles out of storage management system to maximize the utilization of the parking lot, to achieve control of the vehicle out of storage, the number of statistics, information query process automation, it is very necessary. Key words:Intellectualized system high efficiency reliab

13、ility PLC 目錄 引言1 第1章 緒論2 1.1 課題研究背景2 1.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容3 第2章 車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)4 2.1車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案4 2.2 功能需求分析4 2.3.入庫(kù)工作流程5 第3章各芯片介紹7 3.1 555芯片基礎(chǔ)及引腳介紹7 3.2 LM393芯片介紹8 3.3 LM2907 芯片介紹9 3.4 AT89C51介紹9 第4章 車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)相關(guān)電路設(shè)計(jì)15 4.1傳感器的設(shè)計(jì)15 4.2顯示電路設(shè)計(jì)17 4.3三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17 4.4報(bào)警電路設(shè)計(jì)18 4.5驅(qū)動(dòng)電路19 第5章

14、車(chē)輛出入庫(kù)安全管理設(shè)計(jì)20 5.1 車(chē)輛出入庫(kù)監(jiān)控管理20 5.3 車(chē)輛出入庫(kù)通風(fēng)、防水浸、照明的設(shè)施21 第6章 PLC軟硬件的設(shè)計(jì)22 6.1 硬件設(shè)計(jì)22 6.2 PLC的組成24 6.3 PLC的工作原理25 6.4 PLC型號(hào)的選擇27 6.5 軟件設(shè)計(jì)29 結(jié)論35 致謝36 參考文獻(xiàn)37 引言 隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)大量的使用自動(dòng)化控制，不僅節(jié)約了人力資源，而且很大程度的提高了生產(chǎn)效率，又進(jìn)一步的促進(jìn)了生產(chǎn)力快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活。 早期的自動(dòng)控制系統(tǒng)是依靠繼電-接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)

15、簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)距離控制，但是其采用固定接線，通用性和靈活性差；又采用觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，工作頻率低，觸點(diǎn)易損壞，可靠性差。 1969年，出現(xiàn)了可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特點(diǎn)是：具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，編程語(yǔ)言采用直觀的梯形圖語(yǔ)言，軟件更改方便，通用性和靈活性好。 目前，可編程控制器PLC主要是朝著小型化、廉價(jià)化、標(biāo)準(zhǔn)化、高速化、智能化、大容量化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)、現(xiàn)

16、場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS(Field bus Control System)，這將使PLC的功能更強(qiáng)，可靠性更高，使用更方便，適用范圍更廣。 我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，使得個(gè)人購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)日益增多。居住小區(qū)內(nèi)汽車(chē)數(shù)量的增加，以及外來(lái)車(chē)輛的進(jìn)出，小區(qū)內(nèi)車(chē)輛出入管理問(wèn)題也日益突顯。智能小區(qū)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，車(chē)輛的智能化出入管理是智能小區(qū)的最基本也是最重要的組成部分。車(chē)輛出入管理系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛在出入時(shí)是否需要停頓，可分為停車(chē)查驗(yàn)和不停車(chē)通過(guò)兩大類(lèi)。采用磁卡、智能卡的車(chē)輛管理系統(tǒng)屬于前者，而采用射頻無(wú)線卡或紅外無(wú)線卡的車(chē)輛管理系統(tǒng)則屬于后者。 隨著汽車(chē)特別是私有汽車(chē)的普及使用，公

17、共場(chǎng)所和社區(qū)汽車(chē)流轉(zhuǎn)數(shù)量激增，這對(duì)車(chē)輛的安全停放和管理提出了更高的要求，引進(jìn)先進(jìn)的控制技術(shù)和管理方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)的集中化和智能化的安全性管理控制已經(jīng)成為大規(guī)模停車(chē)服務(wù)管理的必然趨勢(shì)。針對(duì)現(xiàn)有的停車(chē)系統(tǒng)管理中存在的缺陷及PLC技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展所帶來(lái)的新控制方式和管理方式的變革，采用先進(jìn)的、科學(xué)的、合理的設(shè)計(jì)方法，建立一套基于PLC的車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)最大限度地提高了停車(chē)場(chǎng)的使用率，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛出入庫(kù)控制、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、信息查詢(xún)過(guò)程的自動(dòng)化，就顯得十分必要。 第1章 緒論 1.1 課題研究背景 近20年來(lái)，隨著我國(guó)城市建設(shè)速度的加快，城市交通需求量也日益增大。由于私家車(chē)、出租車(chē)比

18、重呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，因此車(chē)輛停放依舊是市民最為關(guān)注的問(wèn)題。 也許還有不少人對(duì)上世紀(jì)八、九十年代的“擠車(chē)難”記憶猶新，但現(xiàn)在“停車(chē)難”的問(wèn)題更讓不少人頭疼。車(chē)輛停放設(shè)施的落后確實(shí)是長(zhǎng)期困繞市民日常生活的一個(gè)老大難問(wèn)題。近年來(lái)各地政府部門(mén)投入了大量人力、物力用以改善城市停車(chē)設(shè)施，隨著基礎(chǔ)設(shè)施和重大工程的建設(shè)，以及車(chē)輛的淘汰、更新和擴(kuò)容，一定程度上提高了許多車(chē)輛出入庫(kù)的智能管理和安全化，并緩解了交通問(wèn)題。但是，簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和停車(chē)管理技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足社會(huì)日益增長(zhǎng)的車(chē)輛對(duì)停車(chē)服務(wù)的需求。 為了使交通更加便捷暢通，智能交通系統(tǒng)（ITS）的理念越來(lái)越受到人們的關(guān)注，該系統(tǒng)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、

19、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能及電子技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于車(chē)輛出入庫(kù)智能管理體系中，建立一種在區(qū)域性?xún)?nèi)全方位發(fā)揮作用的準(zhǔn)時(shí)、快捷、高效的停車(chē)智能管理體系。 在車(chē)輛出入庫(kù)智能管理領(lǐng)域，相應(yīng)的也出現(xiàn)了PLC車(chē)輛出入庫(kù)智能管理的概念，即含有高科技的智能系統(tǒng)，與普通的停車(chē)系統(tǒng)不同的是，它能以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)來(lái)解決停車(chē)難的問(wèn)題，直接安全、迅速地到達(dá)目的地。因此，在大力加強(qiáng)車(chē)輛停放智能管理的建設(shè)方面，尤其在實(shí)現(xiàn)快捷、便利、安全這一點(diǎn)上擁有很大的發(fā)展空間和潛力。 為此，本文對(duì)車(chē)輛出入庫(kù)智能控制管理上引入了PLC技術(shù)，對(duì)車(chē)輛出入庫(kù)進(jìn)行了一個(gè)關(guān)于PLC為主的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 近幾年來(lái)我國(guó)不少

20、城市也提出了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化城市停車(chē)管理的設(shè)想；客觀地說(shuō)，目前我國(guó)的車(chē)輛停放管理還是面臨著不少有待解決的問(wèn)題。停車(chē)位的詳細(xì)數(shù)據(jù)采集、車(chē)輛收費(fèi)系統(tǒng)的管理、車(chē)輛出入庫(kù)安全布局等都有待通過(guò)提高信息化程度加以提高。因此，使用準(zhǔn)確而高效的智能車(chē)輛管理系統(tǒng)，為管理部門(mén)和政府決策機(jī)構(gòu)提供快捷的監(jiān)督管理工具和詳實(shí)完整的信息，將是車(chē)輛出入庫(kù)發(fā)展的關(guān)鍵。 智能交通系統(tǒng)ITS(Intelligent Transportation system)是目前世界交通運(yùn)輸領(lǐng)域研究的前沿課題，其核心是針對(duì)我國(guó)目前日益嚴(yán)重的停車(chē)需求、資源過(guò)度開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)的壓力，采用信息技術(shù)、數(shù)字通信傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子控制技術(shù)及系統(tǒng)

21、集成等高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)車(chē)輛出入庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行深入的改造，以提高整個(gè)車(chē)輛出入庫(kù)系統(tǒng)資源的使用效率、改善和提高車(chē)輛的安全性。智能車(chē)輛出入庫(kù)是智能交通系統(tǒng)ITS的重要組成部分。它采用先進(jìn)技術(shù)和高度自動(dòng)化的機(jī)電設(shè)備、PLC技術(shù)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備并結(jié)合用戶(hù)在車(chē)輛出入庫(kù)收費(fèi)管理方面的需求，以及車(chē)輛出入庫(kù)管理方面的經(jīng)驗(yàn)而開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。系統(tǒng)能提供一種高效率的管理方式，為用戶(hù)提供更方便、更有效的服務(wù)。車(chē)輛出入庫(kù)智能管理系統(tǒng)采用圖形人機(jī)界面操作方式，具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、功能先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，車(chē)場(chǎng)使用者可以在最短的時(shí)間進(jìn)入或離開(kāi)車(chē)輛出入庫(kù)，從而提高車(chē)輛出入庫(kù)的管理水平，取得更高的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。 近幾年，隨著停車(chē)需求

22、的不斷增長(zhǎng)，車(chē)輛出入庫(kù)的規(guī)模也越來(lái)越趨于大型化。因此車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)也向大型化、復(fù)雜化和高科技化方向發(fā)展。自動(dòng)化的車(chē)輛出入庫(kù)已經(jīng)成為智能交通和智能建筑的重要組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和停車(chē)需求的增長(zhǎng)，車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)的下一個(gè)技術(shù)發(fā)展方向?qū)⑹侵悄芑?、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、人性化。提高車(chē)輛出入庫(kù)的運(yùn)行效率、加強(qiáng)安全性以及與智能交通系統(tǒng)的信息互動(dòng)，把相關(guān)科學(xué)技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的最新成果合理有效的應(yīng)用到智能車(chē)輛出入庫(kù)的完善和發(fā)展中是當(dāng)前車(chē)輛出入庫(kù)研究領(lǐng)域的首要任務(wù)。 1.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容 (1)對(duì)目前車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)中普遍存在的安全性問(wèn)題，如車(chē)輛出入庫(kù)死角、火災(zāi)、水浸和通風(fēng)等問(wèn)題進(jìn)行了研究從而提高了

23、車(chē)輛出入庫(kù)的安全性。 (2)利用智能停車(chē)管理系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)，完成了車(chē)輛入庫(kù)時(shí)收費(fèi)系統(tǒng)與主電腦系統(tǒng)的控制，允許車(chē)輛入庫(kù)時(shí)監(jiān)攝系統(tǒng)、定位感測(cè)器與門(mén)欄之間控制。 1.3 擬定設(shè)計(jì)流程 (1)問(wèn)題的提出及確定研究目標(biāo)。對(duì)傳統(tǒng)車(chē)輛出入庫(kù)系統(tǒng)管理的不足進(jìn)行分析，確定研究的主要目標(biāo)。提出技術(shù)先進(jìn)、可靠性好、運(yùn)行效率高的新型車(chē)輛出入庫(kù)建設(shè)方案。 (2)文獻(xiàn)整理閱讀。回顧國(guó)內(nèi)外車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)的相關(guān)文獻(xiàn)，針對(duì)傳統(tǒng)車(chē)輛 出入庫(kù)所存在的問(wèn)題。主要對(duì)收費(fèi)系統(tǒng)技術(shù)、PLC技術(shù)的應(yīng)用等相關(guān)資料進(jìn)行收集和閱讀，作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和參考。 第2章 車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2.1車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)

24、的總體設(shè)計(jì)方案 2.2 功能需求分析 在智能交通系統(tǒng)中，對(duì)智能車(chē)輛出入庫(kù)的要求是既作為整個(gè)交通系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，又作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。前者指的是作為整個(gè)智能交通系統(tǒng)的一部分，要求它能與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行信息互動(dòng)，即車(chē)輛出入庫(kù)不但能實(shí)時(shí)提供停車(chē)位的狀態(tài)信息，為整個(gè)交通系統(tǒng)的疏導(dǎo)和指揮提供參考，又能接收來(lái)自交通指揮中心的指令信息，接受統(tǒng)一調(diào)整安排；后者指的是它能獨(dú)立運(yùn)行，具備諸如計(jì)費(fèi)收費(fèi)、控制車(chē)輛出入、滿(mǎn)足用戶(hù)停車(chē)需求等車(chē)輛出入庫(kù)的基本功能。 要建立智能車(chē)輛出入庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)確定系統(tǒng)的用戶(hù)服務(wù)要求，也就是明確車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能。對(duì)于車(chē)輛出入庫(kù)的功能需求分析本文從以下三

25、個(gè)方面進(jìn)行考慮：交通管理部門(mén)、車(chē)輛出入庫(kù)管理者和用戶(hù)。交通管理部門(mén)對(duì)車(chē)輛出入庫(kù)的功能需求是滿(mǎn)足停車(chē)需要、調(diào)節(jié)交通，能夠讓需要停車(chē)的車(chē)輛進(jìn)入車(chē)輛出入庫(kù)停車(chē)，避免車(chē)輛在道路上滯留，以此來(lái)緩解交通壓力，使整個(gè)交通有序運(yùn)行。車(chē)輛出入庫(kù)管理者對(duì)車(chē)輛出入庫(kù)的功能需求是保證車(chē)輛安全、計(jì)費(fèi)收費(fèi)、方便用戶(hù)停車(chē)等，這樣車(chē)輛出入庫(kù)應(yīng)該具有車(chē)輛出入控制、停車(chē)時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)、費(fèi)用計(jì)算、車(chē)輛識(shí)別的功能。從用戶(hù)這一方面來(lái)說(shuō)，車(chē)輛安全是第一位的，對(duì)于費(fèi)用收取的透明度和停車(chē)、取車(chē)的方便快捷也是一個(gè)重要考慮因素。因此，綜合以上三方面對(duì)車(chē)輛出入庫(kù)管理的功能需求，把智能車(chē)輛出入庫(kù)中的停車(chē)服務(wù)功能和交通導(dǎo)行服務(wù)功能歸納起來(lái)，智能車(chē)輛出入庫(kù)應(yīng)

26、至少具備以下幾個(gè)功能： (1)計(jì)費(fèi)、收費(fèi)功能； (2)智能出入系統(tǒng)功能； (3)安全監(jiān)控功能； (4)車(chē)輛出入庫(kù)狀態(tài)信息收集、處理功能。 2.3.入庫(kù)工作流程 第3章各芯片介紹 3.1 555芯片基礎(chǔ)及引腳介紹 555 芯片是定時(shí)器,是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱(chēng)為 555，用 CMOS 工藝制作的稱(chēng)為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電

27、路電平兼容。 ? ?555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3。 ? ?555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)

28、，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 <555引腳圖> 555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成23個(gè)晶體三極管.17個(gè)電阻.兩個(gè)二極管.組成了比較器.RS觸發(fā)器.等多組單元電路.特別是由三只精度較高5k電阻構(gòu)成了一個(gè)電阻分壓器.為上.下比較器提

29、供基準(zhǔn)電壓.所以稱(chēng)之為555. 555屬于cmos工藝制造. 555引腳圖介紹如下: 1 地 GND 2 觸發(fā) 3 輸出 4 復(fù)位 5 控制電壓 6 門(mén)限(閾值） 7 放電 8 電源 Vcc 3.2 LM393芯片介紹 LM393是高增益,寬頻帶器件，象大多數(shù)比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng)比較器改變狀態(tài)時(shí)，輸出電壓過(guò)渡的間隙，電源加旁路濾波并不能解決這個(gè)問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)PC板的設(shè)計(jì)對(duì)減小輸入—輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號(hào)，而且增加甚至很小的正反饋量(滯回1.0~10

30、mV)能導(dǎo)致快速轉(zhuǎn)換,使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩，除非利用滯后，否則直接插入IC(集成電路板integrated circuit，縮寫(xiě)：IC) 并在引腳上加上電阻將引起輸入—輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩，如果輸入信號(hào)是脈沖波形，并且上升和下降時(shí)間相當(dāng)快，則滯回將不需要。 　　比較器的所有沒(méi)有用的引腳必須接地。 　　LM393偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 2.0~30V無(wú)關(guān)。 　　通常電源不需要加旁路電容。 　　差分輸入電壓可以大于Vcc并不損壞器件，保護(hù)部分必須能阻止輸入電壓向負(fù)端超過(guò)-0.3V。 　　LM393的輸出部分是集電極開(kāi)路，發(fā)射極接地的 NPN輸出晶體管，可以用多

31、集電極輸出提供 主要功能 輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受 Vcc端電壓值的限制.此輸出能作為一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)地SPS開(kāi)路(當(dāng)不用負(fù)載電阻沒(méi)被運(yùn)用)，輸出部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動(dòng)和器件的β值所限制.當(dāng)達(dá)到極限電流(16mA)時(shí)，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的γSAT限制。當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí),輸出晶體管的低失調(diào)電壓(約1.0mV)允許 輸出箝位在零電平。 3.3 LM2907 芯片介紹 LM393 為雙電壓比較器，LM393 系列由兩個(gè)偏移電壓指標(biāo)低達(dá) 2.0 的獨(dú)立精密電壓比較器構(gòu)成。 該產(chǎn)品采用單電源操

32、作設(shè)計(jì)，且適用電壓范圍廣。該產(chǎn)品也可采用分離式電源，低電耗不受電源電壓值影響。本品還有一個(gè)特點(diǎn)是，即使是在單電源操作時(shí)，其輸入共模電壓范圍也包括接地。LM393 系列可直接與 TTL 及 CMOS 邏輯電路接口。無(wú)論時(shí)正電源還是負(fù)電源操作，當(dāng)?shù)碗姾谋葮?biāo)準(zhǔn)比較器的優(yōu)勢(shì)明顯時(shí)，LM393 系列便與 MOS 邏輯電路直接接口。 各引腳功能： 8 腳電源＋，4 腳電源－，1 腳比較器 A 輸出，2腳比較器 A 反相輸入，3 腳比較器 A 同向輸入，5 腳比較器 B 同向輸入，6 腳比較器 B 反相輸入，7 腳比較器B輸出。 3.4 AT89C51介紹 AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLAS

33、H存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。

34、·與MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器 壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán) ·數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 ·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz ·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128×8位內(nèi)部RAM ·32可編程I/O線 ·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 ·5個(gè)中斷源 可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式 ·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說(shuō)明 VCC：供電電壓。 　　GND：接地。 　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，

35、當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地

36、址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 　　口管腳 備選功能 　　P3.0 RXD（串行輸入口） 　　P3.1 TXD（串行輸

37、出口） 　　P3.2 /INT0（外部中斷0） 　　P3.3 /INT1（外部中斷1） 　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） 　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入） 　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） 　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 　　ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的

38、1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。 　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式

39、1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 　　XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 　　振蕩器特性: 　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片可擦度 整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電

40、擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 　　串口通訊 　　單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫(xiě)軟件的關(guān)鍵。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是SCON，TCON，TMOD，SCON等，各代

41、表什么含義呢？ 　　SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)可以直接尋址的串行口專(zhuān)用寄存器。有朋友這樣問(wèn)起過(guò)“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器SBUF？而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器?！睂?shí)際上SBUF 包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址－99H。CPU 在讀SBUF 時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫(xiě)時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒(méi)有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒(méi)有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來(lái)，而造成的數(shù)據(jù)重疊問(wèn)題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們?cè)趯?xiě)發(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作SBUF寄存器的方

42、法則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè)99H 地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個(gè)變量就可以對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)操作了，如sfr SBUF = 0x99;當(dāng)然你也可以用其它的名稱(chēng)。通常在標(biāo)準(zhǔn)的reg51.h 或at89x51.h 等頭文件中已對(duì)其做了定義，只要用#include 引用就可以了。 　　SCON 串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會(huì)引用到接口控制寄存器。SCON 就是51 芯片的串行口控制寄存器。它的尋址地址是98H，是一個(gè)可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51 芯片串行口的工作狀態(tài)。51 芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用SCON 寄存器。它的各個(gè)位

43、的具體定義如下： 　　SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 　　SM0、SM1 為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對(duì)應(yīng)進(jìn)行四種模式的設(shè)置。串行口工作模式設(shè)置。 　　SM0 SM1 模式 功能 波特率 　　0 0 0 同步移位寄存器 fosc/12 　　0 1 1 8位UART 可變 　　1 0 2 9位UART fosc/32 或fosc/64 　　1 1 3 9位UART 可變 　　在這里只說(shuō)明最常用的模式1，其它的模式也就一一略過(guò)，有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。表中的fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。UART 為(Universal Asynch

44、ronous Receiver）的英文縮寫(xiě)。 　　SM2 在模式2、模式3 中為多處理機(jī)通信使能位。在模式0 中要求該位為0。 　　REM 為允許接收位，REM 置1 時(shí)串口允許接收，置0 時(shí)禁止接收。REM 是由軟件置位或清零。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳P3.0,P3.1 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來(lái)的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開(kāi)始處加入REM=0 來(lái)禁止接收，在子程序結(jié)束處加入REM=1 再次打開(kāi)串口接收。大家也可以用上面的實(shí)際源碼加入REM=0 來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 　　TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)位8，在模式2 和3 是要發(fā)送的

45、第9 位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機(jī)通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。 　　RB8 接收數(shù)據(jù)位8，在模式2 和3 是已接收數(shù)據(jù)的第9 位。該位可能是奇偶位，地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。在模式0 中，RB8 為保留位沒(méi)有被使用。在模式1 中，當(dāng)SM2=0，RB8 是已接收數(shù)據(jù)的停止位。 TI 發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式0，發(fā)送完第8 位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI 置位后，申請(qǐng)中斷，CPU 響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何模式下，TI 都必須由軟件來(lái)清除，也就是說(shuō)在數(shù)據(jù)寫(xiě)入到SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（

46、如中斷打開(kāi)），這時(shí)TI=1，表明發(fā)送已完成，TI 不會(huì)由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對(duì)其清零。 　　RI 接收中斷標(biāo)識(shí)位。在模式0，接收第8 位結(jié)束時(shí)，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請(qǐng)中斷，要求CPU 取走數(shù)據(jù)。但在模式1 中，SM2=1時(shí)，當(dāng)未收到有效的停止位，則不會(huì)對(duì)RI 置位。同樣RI 也必須要靠軟件清除。常用的串口模式1 是傳輸10 個(gè)位的，1 位起始位為0,8 位數(shù)據(jù)位，低位在先，1 位停止位為1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時(shí)器1 或定時(shí)器2 的定時(shí)值（溢出速率）。AT89C51 和AT89C2051 等51 系列芯片只有兩個(gè)定時(shí)器

47、，定時(shí)器0 和定時(shí)器1，而定時(shí)器2是89C52 系列芯片才有的。 　　波特率在使用串口做通訊時(shí)，一個(gè)很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機(jī)的波特率一樣時(shí)才可以進(jìn)行正常通訊。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)9600 會(huì)被誤認(rèn)為每秒種可以傳送9600個(gè)字節(jié)，而實(shí)際上它是指每秒可以傳送9600 個(gè)二進(jìn)位，而一個(gè)字節(jié)要8 個(gè)二進(jìn)位，如用串口模式1 來(lái)傳輸那么加上起始位和停止位，每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10 個(gè)二進(jìn)位，9600 波特率用模式1 傳輸時(shí)，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600÷10＝960 字節(jié)。51 芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，為

48、fosc/12，以一個(gè)12M 的晶振來(lái)計(jì)算，那么它的波特率可以達(dá)到1M。模式2 的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32，具體用那一種就取決于PCON 寄存器中的SMOD位，如SMOD 為0，波特率為focs/64,SMOD 為1，波特率為focs/32。模式1 和模式3 的波特率是可變的，取決于定時(shí)器1 或2（52 芯片）的溢出速率。那么我們?cè)趺慈ビ?jì)算這兩個(gè)模 　　式的波特率設(shè)置時(shí)相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計(jì)算。 　　波特率＝（2SMOD÷32）×定時(shí)器1 溢出速率 　　上式中如設(shè)置了PCON 寄存器中的SMOD 位為1 時(shí)就可以把波特率提升2 倍。通常會(huì)使用定時(shí)器1 工

49、作在定時(shí)器工作模式2 下，這時(shí)定時(shí)值中的TL1 做為計(jì)數(shù)，TH1 做為自動(dòng)重裝值 ，這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后，TH1 的值會(huì)自動(dòng)裝載到TL1，再次開(kāi)始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。在這個(gè)定時(shí)模式2 下定時(shí)器1 溢出速率的計(jì)算公式如下： 　　溢出速率＝（計(jì)數(shù)速率）/(256－TH1) 　　上式中的“計(jì)數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在51 芯片中定時(shí)器啟動(dòng)后會(huì)在每一個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)寄存器TH 的值增加一，一個(gè)機(jī)器周期等于十二個(gè)振蕩周期，所以可以得知51 芯片的計(jì)數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12，一個(gè)12M 的晶振用在51 芯片上，那么51 的計(jì)數(shù)速率就為1M。通常用11

50、.0592M 晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)誤差的波特率，那么為何呢？計(jì)算一下就知道了。如我們要得到9600 的波特率，晶振為11.0592M 和12M，定時(shí)器1 為模式2，SMOD 設(shè)為1，分別看看那所要求的TH1 為何值。代入公式： 　　11.0592M 　　9600＝(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1)) 　　TH1＝250 　　12M 　　9600＝(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1)) 　　TH1≈249.49 　　上面的計(jì)算可以看出使用12M 晶體的時(shí)候計(jì)算出來(lái)的TH1 不為整數(shù)，而TH1 的值只能取整數(shù)，這樣它就會(huì)有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9

51、600 波特率。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M 的晶體振蕩器也會(huì)因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差，但晶體本身的誤差對(duì)波特率的影響是十分之小的，可以忽略不計(jì)。 第4章 車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)相關(guān)電路設(shè)計(jì) 4.1傳感器的設(shè)計(jì) 超聲波物體探測(cè)電路設(shè)計(jì) 超聲波是指頻率高于20khz的機(jī)械波[1]。為了以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超生波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱(chēng)為超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)[1]的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化

52、，即在發(fā)射超聲波的時(shí)候，將電能轉(zhuǎn)換，發(fā)射超聲波；而在收到回波的時(shí)候，則將超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 超聲波傳感器是應(yīng)用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動(dòng)，產(chǎn)生高頻(人耳聽(tīng)不見(jiàn))聲波來(lái)停止感應(yīng)的，假如這聲波碰到了某個(gè)物體反射回來(lái)，傳感器就能接納到回波。傳感器依據(jù)聲波波長(zhǎng)和發(fā)射及接納回波的時(shí)間差就能肯定傳感器探頭與物體之間的間隔。典型應(yīng)用，一個(gè)傳感器能夠經(jīng)過(guò)按鈕的設(shè)定來(lái)具有近間隔和遠(yuǎn)間隔兩種設(shè)定，無(wú)論物體在那一種界線里，傳感器都能夠檢測(cè)到。例如：超聲波傳感器能夠裝置在一個(gè)裝液體的池子上，或者是一個(gè)裝小球的箱子上，向這個(gè)容器發(fā)出聲波，經(jīng)過(guò)接納到返回波的時(shí)間長(zhǎng)短就能肯定這個(gè)容器是滿(mǎn)的、空的或者是局部滿(mǎn)的

53、。 超聲波傳感器還能夠是對(duì)射式的，即獨(dú)立的發(fā)射器和接納器。當(dāng)檢測(cè)遲緩挪動(dòng)的物體，或者需求快速響應(yīng)或者在濕潤(rùn)環(huán)境中應(yīng)用時(shí)，這種對(duì)射式或者叫分體式的超聲波傳感器十分適用。在檢測(cè)透明或有色物體、液體，檢測(cè)潤(rùn)滑、粗糙、有光澤、半透明等資料的物體外表，和檢測(cè)不規(guī)則物體時(shí)，超聲波傳感器都是首選。 超聲波傳感器電路設(shè)計(jì)圖 4.2顯示電路設(shè)計(jì) 4.3三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)

54、電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)。目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，但具有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開(kāi)發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒(méi)有。僅僅處于一種盲目的仿制階段。這就給戶(hù)在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。簽于上述情況，我們決定以廣泛的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)為例。敘述其基本工作原理。望能對(duì)廣

55、大用戶(hù)在選型、使用、及整機(jī)改進(jìn)時(shí)有所幫助。 電路圖如下圖所示： 4.4報(bào)警電路設(shè)計(jì) 4.5驅(qū)動(dòng)電路 第5章 車(chē)輛出入庫(kù)安全管理設(shè)計(jì) “交納了停車(chē)費(fèi)之后，價(jià)值十多萬(wàn)的轎車(chē)不翼而飛，車(chē)輛出入庫(kù)該不該賠償？”這是近幾年很多新聞媒體報(bào)道的焦點(diǎn)之一。 隨著私人轎車(chē)的普及，在車(chē)輛出入庫(kù)里發(fā)生的犯罪案件逐漸增多。由于駕駛者的經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)較高，不僅駕駛的車(chē)輛不便宜，而且還經(jīng)常攜帶一些貴重的物品，這類(lèi)群體對(duì)于不法份子有著非常大的誘惑力；另外，車(chē)輛出入庫(kù)是駕駛者經(jīng)常去的地方之一，通常車(chē)輛出入庫(kù)內(nèi)空間大、光線不好，人員稀少，安全死角多，很容易被不法分子選作作案地點(diǎn)。 從目前已經(jīng)發(fā)生的案例來(lái)看，財(cái)產(chǎn)

56、安全和人身安全是車(chē)輛出入庫(kù)目前面臨的兩個(gè)最重要的問(wèn)題。財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題通常包括車(chē)輛被撞、刮擦，車(chē)輛被盜，以及車(chē)上重要物品被盜，除此之外，還有極易發(fā)生的消防和水浸事故。 5.1 車(chē)輛出入庫(kù)監(jiān)控管理 在車(chē)輛出入庫(kù)出現(xiàn)的盜竊事件，最容易的地方也就是車(chē)輛出入庫(kù)中的死角，這些死角往往是監(jiān)控器所不能顧及的地方，以往車(chē)輛及車(chē)上重要物品的丟失往往就是在這些死角。為此，本文在這里引用入了WV-CF224彩色半球攝像機(jī)，該攝像機(jī)具有2倍可變焦距鏡頭的高性能彩色半球攝像機(jī)，可完善地應(yīng)用于各種領(lǐng)域 結(jié)構(gòu)緊湊直徑為135毫米的彩色半球攝像機(jī)適于室內(nèi)應(yīng)用 水平分辨率為480線 具有先進(jìn)的數(shù)字調(diào)節(jié)背光補(bǔ)償（BLC）

57、功能 具有與松下電器系統(tǒng)產(chǎn)品配合使用的垂直驅(qū)動(dòng)（VD2）同步功能 內(nèi)同步/電源同步/VD2同步（電源同步：僅在24V AC電源下） 信噪比為50dB 內(nèi)置光圈水平（銳利/柔和）校正 內(nèi)置2倍變焦鏡頭（2.8~6.0mm） 3－D鉸鏈（旋轉(zhuǎn)，傾斜和方位角）支持?jǐn)z像機(jī)旋轉(zhuǎn)和水平、垂直移動(dòng)。您可以根據(jù)需要通過(guò)電腦自動(dòng)選擇攝像機(jī)角度，沒(méi)有攝像機(jī)可以如此輕松地做到。 最低照度為2Lux 可安裝在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電子接線盒中 配有電視監(jiān)視器輸出接口，用于鏡頭角度設(shè)定的抽樣檢查 兼容24V AC/12V DC電源，可適應(yīng)各種領(lǐng)域的應(yīng)用。該攝像機(jī)比起以前的攝像機(jī)有了質(zhì)的突破，讓車(chē)輛出入庫(kù)不必花費(fèi)大量的資金去夠買(mǎi)監(jiān)控

58、大量監(jiān)控設(shè)備，而且還能夠達(dá)到無(wú)死角的程度。以此同時(shí)，在每個(gè)停車(chē)位前我們會(huì)設(shè)計(jì)響應(yīng)的標(biāo)語(yǔ)，讓車(chē)主提高防盜竊的意識(shí)。 5.2 車(chē)輛出入庫(kù)消防管理 在車(chē)輛出入庫(kù)中火災(zāi)、爆炸等消防現(xiàn)象都是屢屢發(fā)生。所以，為了預(yù)防或者阻 止事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的災(zāi)情擴(kuò)散，我們必需做好預(yù)防措施。在此，我們?cè)趥€(gè)停車(chē)位旁邊都放 置一個(gè)滅火器，在每一小塊停車(chē)區(qū)域內(nèi)都預(yù)備消防水龍頭接相應(yīng)的消防設(shè)備。 5.3 車(chē)輛出入庫(kù)通風(fēng)、防水浸、照明的設(shè)施 車(chē)輛出入庫(kù)里通風(fēng)、防水浸、照明也是車(chē)輛出入庫(kù)安全管理設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。車(chē)輛出入庫(kù)內(nèi)往往是沒(méi)有工作人員巡邏的地帶，光線昏暗，不僅會(huì)讓駕駛者為停放車(chē)輛感到擔(dān)憂(yōu)，同時(shí)也會(huì)為監(jiān)控設(shè)備帶來(lái)不好的影

59、響，監(jiān)控效果極力下降。 到了夏季特別是南方，都是雨水季節(jié)。車(chē)輛出入庫(kù)的地下都必需設(shè)計(jì)好排水道，同時(shí)在每一小塊停車(chē)區(qū)都有兩個(gè)排水口。車(chē)輛出入庫(kù)對(duì)通風(fēng)的要求也很高，一個(gè)車(chē)輛出入庫(kù)通風(fēng)設(shè)計(jì)不僅有利于監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控，同時(shí)對(duì)車(chē)輛的保養(yǎng)有很大的好處。為此，在停車(chē)的每一小塊停車(chē)區(qū)我們都設(shè)計(jì)響應(yīng)的通風(fēng)扇，借以幫助車(chē)輛出入庫(kù)內(nèi)空氣流通。 第6章 PLC軟硬件的設(shè)計(jì) 6.1 硬件設(shè)計(jì) 表5-1 I/O口分配表 當(dāng)給系統(tǒng)送電之后讀卡器的顯示屏?xí)@示當(dāng)前剩余多少停車(chē)位(本設(shè)計(jì)為99臺(tái)) ，這一個(gè)控制過(guò)程是由七段譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)。車(chē)位數(shù)量電路圖如圖5-3所示： 圖5-3 車(chē)位數(shù)量顯示器 6.2 PLC的

60、組成 常見(jiàn)的PLC有整體式和模塊式兩類(lèi)。不論哪種結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部組成是相似的，硬件結(jié)構(gòu)框圖如下： 圖5-4 PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖 1） 中央處理器 CPU是PLC的“大腦”，它控制所有其它部件的操作，一般由控制電路、運(yùn) 算器、寄存器等組成，通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲(chǔ)器、I/O接口 電路連接。 2）存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序是控制和完成PLC各種功能的程序。擁護(hù)程序是由使用者通過(guò)編程器輸入到PLC的讀寫(xiě)存儲(chǔ)器中，允許修改，由用戶(hù)啟動(dòng)運(yùn)行。 3）輸入/輸出接口電路 輸入/輸出接口電路用來(lái)連接PLC主

61、機(jī)與外部設(shè)備。為了提高抗干擾能力，一般的輸入/輸出接口均有光電隔離裝置，應(yīng)用最廣泛的是由發(fā)光二極管和光電三極管組成的光電隔離器。 4）電源部件 電源部件用來(lái)將外部供電電源轉(zhuǎn)換成供PLC的CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等電子電路工作所需要的直流電源，使PLC能正常工作。 6.3 PLC的工作原理 PLC的基本概念 早期的可編程控制器稱(chēng)作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱(chēng)作可編程控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)PC。但

62、是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC, PLC自1966年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)，日本，德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。 PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為： 　　a、電源 　　PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去

63、　　b. 中央處理單元(CPU) 　　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 　　為了進(jìn)一步提高

64、PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 　　c、存儲(chǔ)器 　　存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 　　存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。 　　d、輸入輸出接口電路 　　1、現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 　　2、現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 　　e、功能模塊 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊 　

65、　f、通信模塊 如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等 最初研制生產(chǎn)的PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的： 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)(包括其常開(kāi)或常閉觸點(diǎn))在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開(kāi)，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開(kāi)或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類(lèi)觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)

66、間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶(hù)程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于I/O響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒(méi)有什么區(qū)別了。 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程 序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行 期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。PLC的工作方式 和通用微機(jī)不完全一樣，因此用PLC設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)與微機(jī)的控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程也不完全一樣。需根據(jù)PLC的特點(diǎn)，以程序形式來(lái)體現(xiàn)其控制功能。 6.4 PLC型號(hào)的選擇 本課題采用的是C200H型歐姆龍型可編程控制器系列的C200H-OA223PLC控制器。C型機(jī)主要由基本單元、擴(kuò)展單元和編程器三個(gè)部分組成。它采用整形式結(jié)構(gòu)，同時(shí)配有I/O擴(kuò)展、模擬量處理等模塊，具有結(jié)構(gòu)合理，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。 C200H不僅編程簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，而且具有易于操作及維護(hù)，設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)。 在此設(shè)計(jì)中應(yīng)用的I/O端子數(shù)分別