基于单片机的自动车库门设计.doc

基于单片机的自动车库门设计(完整资料）(可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）单片机综合实验实习报告基于单片机自动车库门的设计专业机械电子工程班级姓名指导教师提交日期_年_月_日摘要本设计主要利用单片机控制车库门的自动开启与关闭。系统采用01单片机和L29驱动芯片。自动门的控制按钮信号通过单片机并行接口P3输入到单片机内进行数据处理，在通过并行口输出，控制自动门的动作，当执行车库门前进指令5S后自动门开始前进,直到接触到前进限位开关时，车库门停止前进.当执行车库门后退指令S后,车库门向后运动到接触后限位开关是停止其控制电路简单、实用、可靠性好。具体设计如下所述。关键词：81单片机 L28N驱动芯片限位开关目录一.实验目的和内容.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.二。系统总体设计。.。.。.。.。.。.。.。2 1总电路图.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.2单片机.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.32。单片机的概述以及应用.。.。.。.。.。.。32. MCS5单片机的内部结构。.。.。.。.。.。.。.。.42。3单片机的引脚分配。.。.。.。.。.。.。5 L98N驱动芯片.。.。.。.。.。.。.。.。.。.10 4单片机并行口分配。.。.。.。.。.。.。.。.。13功能流图.。.。.。.。.。.。.。.。.。3三. 实验结果和分析.。.。.。.。.。.。.。四.总结与体会.。.。.。.。.。.。.。.。9五. 参考文献。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.22六 附录。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.23一 实验目的和内容本设计主要利用单片机控制车库门的自动开启与关闭.系统采用80C51单片机和L98N驱动芯片。自动门的控制按钮信号通过单片机并行接口P3输入到单片机内进行数据处理，在通过并行口P输出，控制自动门的动作，当执行车库门前进指令5S后自动门开始前进，直到接触到前进限位开关时，车库门停止前进.当执行车库门后退指令5S后，车库门向后运动到接触后限位开关是停止其控制电路简单、实用、可靠性好。具体设计如下所述。二 系统总体设计1 总电路图2单片机1单片机的概述以及应用单片机全称单片微型计算机（SleCpMicroputer），简写CU微型控制器。它专为工业控制、测量而设计，具有集成度高、可靠性高、性价比高的三高优势，体积小、功能全的特点，主要应用于计算机外设、智能仪器仪表、家用电器、工业检测与控制、通信设备等，嵌入式工程师能够根据应用对象的需求，选择合适的单片机，进行各种系统设计以及程序设计，系统按照程序指令完成规定工作。.2CS5单片机的内部结构单片机是在芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器、多功能接口等基本功能部件的大规模集成电路.MC51单片机包由以下九部份构成：l 一个8位PUl 4 ROM程序存储器;l 一个片内振荡及时钟电路；l 1字节RAM数据存储器;l 可寻址64B外部数据存储器和64KB内部程序存储空间的控制电路;l 两个十六位的定时/计数器；l 一个可编程全双工串行口;l 5个中断源、两个优先级嵌套中断结构;l 32条可编程的I/线.2.2。单片机的结构特点2.2.。1单片机的C单片机的核心部件是CPU,主要由运算器和控制器等部件组成.PU内部有一定数量的通用和专用寄存器，单片机在RAM数据存储器区开辟了一个工作寄存区,该区分为四组，每组八个寄存器,共计32个工作寄存区,起通用寄存器的作用。另外单片机还有1个特殊功能寄存器SFR（Speial Fctionegst），起专用寄存器作用，用来设置片内电路的运行方式和电路运行状态的记录。特殊功能寄存器的存在使得定时/计数器、串行口、中断逻辑等能够集成在同一块芯片上。2。2。2单片机的存储器单片机的存储器用于存放数据和程序，数据存储器和程序存储器分成两个不同的地址空间，利用不同的寻址方式和不同的地址指针进行寻址。单片机的输入输出接口 单片机的输入输出接口由0四个8位双向/O口组成 。外设能够直接通过这几个口线接入，无需外加接口芯片。P3的各个端口能按字节和位输入输出,总共32个接口,位控制极其方便。P0口为三态双向口，能够带个TTL电路，P1口为准双向口,能带4个TT电路，因此在外设驱动电流大的情况下可加接驱动器。22.1。4单片机的通信方式5系列单片机自身有全双工的异步通信接口，两机之间发送与接收能够同时进行。用户可根据不同的需求选择合理的工作方式实现双机或多机通信。2。3单片机的引脚配置单片机的引脚可分为可总线扩展和不可总线扩展两种.MCS-51系列单片机T8952的引脚图如下图：图。1 A89S52的引脚图可总线扩展的单片机有4个引脚,常见的个引脚配置及功能说明如下： Vs：接地端. Vcc:电源端，接+5V电源. XTA1:接外部晶体的一个引脚,当单片机CHMOS采用外部时钟信号时，由此引脚引入时钟信号。 XTAL2:接外部晶体的一个引脚，当单片机MOS采用外部时钟信号时，由此引脚接入外部时钟信号。 RSTVpD：复位、备用电源输入端。Vcc掉电后,由此引脚接入备用电源,低功耗时保持内部RAM数据的完整。 AL/RG:地址锁存允许；在8751单片机内当ERO编程时,由该脚引入编程脉冲。 SE：程序存储器允许。 EA/Vpp:E=0时,单片机只访问外部程序存储器;在851单片机片内PRO编程期间，由此引脚引入2编程电压。 P0.0.7：P0数据/低位地址复用总线端口。结构图如图（2.-) 1。0P1.:P1静态通用端口。结构图如图（233） .0-。:2高8位地址总线动态端口。结构图如图（234） P3。0-P3。:3双功能静态端口。结构图如图（2。3-）图。3-2 0口位结构图2。-3 P口位结构图234 P2口位结构图2.3-5 P3口位结构3 L298N驱动芯片 单片机并行口分配输入输出单片机并行口自动车库门控制按钮按钮功能单片机并行接口自动车库门控制按钮按钮功能2.3SB1关门开关P。01关门P2.B2开门开关。1Y2开门.S停止开关P3。4SQ1限位开关P5SQ限位开关5 功能流程图一、实验目的和内容二、XX的设计1.硬件设计（总电路图，各部分电路图及说明)。软件设计（总流程图,子模块流程图及说明）三、XX的制作过程四、实验结果和分析五、总结和体会附录一、电路总图(A3幅面）附录二、源代码附录三、元件清单（表格）单片机课程设计题目：基于单片机自动车库门的设计学院：姓名:学号专业:电子信息科学与技术年级：指导老师：摘要:本设计主要利用单片机控制车库门的自动开启与关闭。系统采用80C51单片机。自动门的控制按钮信号通过单片机并行接口3输入到单片机内进行数据处理，在通过并行口P输出,控制自动门的动作,当执行车库门前进指令5后自动门开始前进,直到接触到前进限位开关时,车库门停止前进。当执行车库门后退指令S后，车库门向后运动到接触后限位开关是停止其控制电路简单、实用、可靠性好.具体设计如下所述。 关键词：805单片机 限位开关Atrac: input ngl chip microcmue twitin te daa procsing， n o te aralepor P utput，cntrolhe actio f uoatc door,henporing garagdoo into instrucionsafter S utomaic door begn ovefrw， to ov forard util cntt lmit switces, th gageoor tostop. When performinggaragedo bck nrucin ater 5 S， aage door ac after cntactorts to liit swihs i to to t control circuit is sipl，praccal, ood rliabilty. Thsecii design as scbed bow Keyrd：8 1 lim switch目录:（一)引言 （二）设计任务 （三)项目原理 (1)单片机并行口的分配(2)项目线路连接 （四）项目参考程序 （1)项目程序流图（)项目参考程序（五）总结参考文献谢词一、 引言：随着经济的发达,拥有车的人越来越多，对好的车库门的需求也不断增大，本文是对车库门的机械和控制系统的具体设计说明沿用了单片机对电动机的控制的方法。二、 设计任务:利用主控芯片805来控制车库门的开启和关闭。三 、 项目原理系统采用8051单片机.自动门的控制按钮信号通过单片机并行接口P3输入到单片机内进行数据处理,在通过并行口P1输出，控制自动门的动作,当执行车库门前进指令5S后自动门开始前进，直到接触到前进限位开关时,车库门停止前进.当执行车库门后退指令5S后，车库门向后运动到接触后限位开关是停止其控制电路简单、实用、可靠性好. (）单片机并行口的分配输入输出单片机并行口自动车库门控制按钮按钮功能单片机并行接口自动车库门控制按钮按钮功能3.0SB1关门开关。0Y1前进接触器3.1SB2开门开关P1.1Y2后退接触器P3.S3停止开关P1。2Y3信号灯控制P4S关限位开关P。5Q2开限位开关P3。3SQ3安全压力挡板 ()项目线路连接 四、 项目参考程序 （1)项目程序流程图初始化停止安全挡板关门开门关中断清停止标志位停关门停闪烁关中断清停止标志位停关门 停闪烁闪烁延时5s启动关门 关闭开门是否限位闪烁延时5s启动关门 关闭开门闪烁标志取反闪烁标志取反是否限位YyyyNyy （2)项目参考程序 项目参数程序如下;输入输出引脚定义；输出Y1 BIT P10 ；关门主接触器Y2 I P。0 ；开门主接触器3 BIT P0 ；信号灯光 ；输入CP Y3SB1 BITP3.0 ； 关门开关 SB2 BITP. ;开门开关SQ1 BITP3。4 ; 关门限位SQ2 BITP35 ; 开门限位；中断标志进位定义SOP IT 00H;外部中断0、P3.引脚接停止开关SAVE IT 01H ；外部中断1、P3。3引脚接安全压力挡板RG 00HAJMP MINORG 003HCR X0ETB TOP ；外部中断0、置位停止开关RETIOR 0013HCLR EXSTBAE ;外部中断1、置位安全压力挡板EI主程序AI： MOP1，01H ；初始化 MV P3,0H LR TOPCR SVE T A SET EX0 ；允许外部中断0、2引脚接停止开关中断 SB EX；允许外部中断0、3。2引脚接停止开关中断 SETB P1 ；安全压力挡板中断级别高MAI: JB STP，SOP1 ; 是否停止开关 JB SVE,SAVE1 ;是否安全挡板 JBSB1,CLSE ；是否关门 JB B2PE ；是否开门 AJMP MAI1；停止STOP1：SETB E CL TP ；若停止开,关,清标志位 CR ；停关门 CLR2 ；停开门 CLR 3 ；停闪烁 AP MAIN；安全挡板VE:S1 R VE ;若安全挡板，清标志位 LR Y1 ;停关门 CL 3 ;停闪烁 P MAN1；关门LOSE：SEB Y3 ;置闪烁标志 OV R,#0 ；10次CLOS：ACA EL500 ；延时50毫秒 B STOP，STO1 ；是否停止开关 BSA，VE1 ；是否安全挡板 CPL Y3 DJNZR2，CLO STB 1 ；启动开门CR Y ;关闭开门CSE：B STOP,STOP1 ；是否停止开关 JB SAV,SAVE1 ；是否安全挡板 SQ1， OP1 ；是否限位 ACLL DE50 ;闪烁 CP AMP LOSE；开门OPE： SETB Y3 ;置闪烁标志 MOV R，#10 ;1次PEN1: ACALL DEL50 ;延时500毫秒 OP,STO1 ；是否停止开关 SVE,SVE ;是否安全挡板 CPL 3 JNZ R2，OPEN1 STB2 ;启动开门 CLR Y1 ；关闭开门EN: ：JB STOP，STO1 ;是否停止开关 JBSAE,SAE1 ；是否安全挡板 JB SQ2, STO ；是否限位 CLL D50 ；闪烁 CL Y3 JMP OPE；延时500s程序ORG 030HEL50:OV R3 5LOOP: OV 5，#10LOO1： MO ，#20LOP2:DJNZ R2，LO2JNZ R,LOO1DJ R3，LOOPRETEND（五)总结 参考文献 谢词总结：论文题目选定后，。参考文献:1刘南平 孙惠斤 童帆苏梅 编著【单片机实训与开发教程】科学出版社 2杨光友 朱宏辉 杨光祥张锋 编著【单片微型计算机原理及接口技术】中国水利电力出版社 3兰吉昌编著【5单片机应用设计百例】化学工业出版社 4胡汉才 【编著单片机原理及接口技术】（第三版)清华啊出版社 李群芳肖看 编著 【单片机原理接口应用嵌入式系统技术基础】清华大学出版社 申凤琴主编【电工电子技术基础】机械工业出版社 7孙津平 主编【数字电子技术】西安电子科技大学出版社孙蕙莖编著【单片机设计项目设计程序】电子工业出版社谢词:大连东软信息学院本科毕业设计（论文）论文题目：基于单片机的牌照自动识别系统设计与实现系 所：电子工程系专 业：电子信息工程(嵌入式系统工程方向）学生姓名:学生学号：指导教师：导师职称：讲师完成日期：2015年4月20日大连东软信息学院DalianNeusoftUniversity of Information基于单片机的牌照自动识别系统设计与实现摘 要随着世界各国汽车的数量的增加，城市交通状况日益引起人们关注的,如何有效地管理交通，越来越多的人关注，已经成为人们的焦点,关键要解决这些问题，是构建智能交通系统。车牌识别是智能交通系统的重要组成部分,它具有多种用途，在交通管制和监视，已被广泛应用于各个领域.由于高速公路限速没有很好地起到警示驾驶员的作用，我们设计了一套基于MCS51单片机，包括电探测装置和电子显示屏幕设备。它不仅易于设置和显示道路限速完成了普通电子限速提示，同时测量能够实时显示并自动判断是否超速。除了其成本低，精度高，通过计算证实大大改善了它的可用性。车牌识别系统是近年来发展起来的基础上，智能交通管理系统，在模式识别领域，车牌识别技术是当前的一个热门话题在国内外应用研究。本文将MFRC522作为车牌自动识别系统中的关键设备，完成信息采集板,车牌信息进行处理，提取车牌信息和字符识别所提取的特征。首先分析了车牌识别系统实现的背景和意义.然后对实现车牌识别的硬件环境做简要介绍。并测试了数据传输等一系列的数据处理技术.经过多次的车牌数据特征提取算法进行了比较，最后选择最合适的射频特征提取方法，为模具拉匹配的依据，最终确定车牌号。关键词：车牌识别，单片机， MFRC522Design and Implementation of License Plate Automatic Recognition System Based on MCUAbstractIn view of the highway speed limit unlicensed drivers should not very well serve as a warning to the role， this article has designed a single-chip based on the MCS51， including the photoelectric detection devices and display devices of the electronic screen。 It not only can easily set up and display the road speed limit in order to achieve common electronic speed limit signs prompt function, can be simultaneously measured realtime display of speed and automatically determine whether the speeding。 In addition it is low cost and the higher the accuracy of calculations greatly enhances its usability. Increment of vehicle all over the world the situation of city traffic has attracted the attention of people。 How to control the traffic effectively has become the problem which more and more people pay close attention to. The way to solve this problem is to establish the ITSIntelligent Transportation System .Vehicle license plate recognition system is the crucial part of the ITS.License plate recognition system is developed in recent years on the basis of intelligent traffic management system in the field of pattern recognition； license plate recognition technology is the application of research currently a hot topic at home and abroad。 This article will MFRC522 as automatic license plate recognition system， key equipment, complete the information collection plate, license plate information processing， information extraction and license plate character recognition feature extraction. Firstly, the background and significance of license plate recognition system implementation. Then the realization of license plate recognition hardware environment to make a brief introductionand tested a series of data transmission， data processing technology。 After several feature extraction algorithm license plate data were compared with the final choice of the most suitable radio frequency feature extraction method for mold pull matching basis， to finalize the license plate number.Key words:License plate recognition, MCU, MFRC522目 录摘要IAbstractII第1章绪论11。1 课题研究背景与意义11。2 课题研究内容与方法11.3 课题研究现状1第2章关键技术介绍32.1 串行通信技术32。2MFRC522的技术说明32.3电源转换模块4第3章系统需求分析53。1 系统设计目标53.2 系统功能需求53.2。1 单片机最小功能需求分析53。2。2 射频模块功能分析53.2。3 串口模块功能53.2.4 电源模块功能63。2.5 蜂鸣器及指示灯模块功能63.3系统开发环境63。4系统任务的可行性分析63.4.1 技术可行性63。4.2系统安全性分析6第4章系统设计84.1设计指导思想和原则84。1.1 指导思想84.1.2 软件设计流程84.2体系架构设计94.3 硬件设计94.3。1单片机与外围存储器连接电路设计94。3。2射频模块功能分析114.3.3串口模块功能124。3.4电源模块功能124.3.5蜂鸣器及指示灯模块功能134.4 软件设计134.4.1控制流程设计134.4。2主函数设计144。4.3中断函数设计144。4。4功能模块设计15第5章系统实现165.1 环境配置165。2功能模块实现165.2.1主函数实现165。2.2初始化函数175.2。3中断函数实现185.3系统集成与调试19第6章系统测试206。1 测试方案及测试用例206.2 测试结构分析23第7章结论23参考文献24致谢26第1章绪 论1.1 课题研究背景与意义随着进入21世纪,经济全球化和信息时代的到来，作为一个信息源，自动检测别技术越来越受到重视。近年来，计算机的飞速发展和射频识别技术的成熟，一个巨大的变化对传统的交通管理，先进的计算机处理技术，不仅可以从繁琐的人工观测解放监控的人力,而且大大提高其精度，车牌自动识别系统,就是在这样的背景和发展的目的。车牌自动采集和管理及其他相关信息流量管理，园区车辆管理，停车场管理，交警督察和重大意义等方面，并成为信息处理技术的一个重要的研究课题。关于车牌识别技术和定位系统的研究，在我国已经有十余年的发展,该系统目前应用仍处于起步阶段，该系统采用成熟的大规模投资还没有出现，车牌识别系统作为提高交通管理的有效工具，技术水平依然完美。1。2课题研究内容与方法国内外学者对此已经有了较多工作，但实际效果并不理想，尤其是对车牌自适应性强、速度快、准确率高的高速车牌定位方法还有待进一步研究.另外，对辅助光源要求高，也很难有效解决复杂背景下多车牌移动识别的技术难题，如：车牌图像的倾斜、车牌表面污秽或磨损、光线干扰等都会影响定位的准确性。传统车牌识别一般仅支持单一车辆，背景比较简单。而当今许多实际应用场合，如在繁忙交通路口临时对欠税费、报废、挂失等车辆的稽查，则监视区域比较复杂，现有识别方法无法直接应用；而且多数情况下，同时出现多辆汽车,背景有广告牌、树木、建筑物、斑马线以及各种背景文字等,现有的识别方法也不能很好的适应多变的环境.1。3课题研究现状智能交通系统是二十一世纪道路交通的发展趋势.继续发展和不断完善的可视化智能交通监控系统，为实际应用车辆道路运输基础设施的管理系统奠定了良好的基础.智能交通系统,车牌自动识别系统是发展的一个很重要的方向。车牌自动识别技术可应用于道路收费系统，交通管理系统领域,起到节省人力成本，提高工作效率，完善管理制度等。随着汽车数量的迅速增加，车牌识别技术提出了巨大的经济价值和现实意义。车牌识别技术的智能小区停车场，它能够车辆在不停车的状态下自动识别车辆牌照及车辆特征，在并将结果通过通信网络将识别信息和条目信息确定传递到每个卡口。不需要支付通行道口值班员费用，同时也保证了车辆信息准确地出口，起到了替代道口值班员和保存当时的情况视频的目的。停车场用户在进入或离开停车场时,可以听提高场管理质量，缩短停车时间.智能交通系统尚处于起步阶段我们，车牌识别技术中占有重要的地位。普及车牌识别技术，将对公路,城市道路和停车场的交通事故减少和车辆被盗的现象有着显著而深远的影响，有效提高维护社会稳定。第2章关键技术介绍2.1 串行通信技术RS232是一种串行物理接口标准,是美国电子工业协会EIA(电子工业协会）制定的标准。RS232总线标准有25条信号线，包括一个主信道和辅助信道。在大多数情况下，主要使用的主通道，在一般双工通信的，只需几条信号线可以实现的，如一条发送线路、一天接受线路和一条地线。2.2 MFRC522的技术说明MFRC522芯片主要用于13.56MHz的非接触式通信中，其是一款高级程度的读写卡系列芯片。它是NXP公司推出的主要应用于三表上的芯片,其具有低电压、低成本、体积小等特点，是只能仪表和便携手持设备非常好的选择。此芯片使用的是调制解调技术,在13。56MHz下，其完全集成了的所有的被动非接触式的通信方式及通信协议。其支持ISO14443A的多层应用，其发送器部分可驱动读写器天线和ISO14443A/MIFARE卡和应答机的通信，无需使用其他电路进行辅助.接收器部分提供一个良好的调制和解调电路。用于处理ISO14443A的应答器信号。MFRC522芯片还支持加密算法CRYPTO1，可被用在MIFARE系列产品中，MFRC522芯片还支持更高速的非接触式通信，其数据传输在双向通信上最高可达到424kbit/s，如图2.1图2.1 MFRC522引脚图2. 3 电源转换模块电源转换电路主要是控制电压降的电路,主要功能是将输入电路的5V电压转换为3V，系统设计中这用设计的使用的方法的目的是节省成本.系统在设计过程中难免会发生一块电路板中有不同电压等级要求的器件。在电路中增加AMS1117,其特点可以被用作线性稳压器，后置稳压器，其在本电路中使用的功能是交换式电源,将5V转换成3.3V。第3章系统分析3.1系统设计目标本系统主要以单片机为核心控制芯片,其主要以射频技术(RFID)作为技术,实现系统的无线拍照识别系统.本系统的有点区别其他的拍照识别系统，此系统可以利用射频技术读取。本系统主要系统的识别技术是射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification）,使用本技术的特点是摄像头技术在使用过程中，会被恶意遮挡。也会受到天气等外界因素的影响其识别结果.会造成很多的误识别，数据的统计也存在很多问题.传统的摄像头识别系统其在扩展应用方面非常不好，其在车流量统计和车辆位置跟踪无法实现。摄像头识别只能通过被动的识别,不能主动的去跟踪车辆信息。本系统设计的内容主要利用射频识别技术，它是一种短距离识别技术，其可以主动的识别汽车的RFID，将车辆信息存储在系统的数据库内,可以有效的监控车辆的信息,此信息的利用率可以在各方面进行