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摘要：伴隨著科技的飛速發(fā)展，交通工具的越來越普及。汽車作為人類社會中最主要的交通工具之一，起著重大作用。隨著人們生活水平的提高，汽車的數(shù)量也與日俱增，于是停車正在成為世界性的問題。以前落后的人力停車管理即將被高科技化的自動停車管理系統(tǒng)所取代，高度自動化的停車場管理系統(tǒng)節(jié)省了大量時間和人力物資消耗，大大提高了效率。

本論文介紹了利用單片機(jī)控制的一種停車場管理系統(tǒng)。它能在任意時間內(nèi)，根據(jù)有效的停車空間，計(jì)算能夠停泊的車輛數(shù)量，并且使用自動而可靠的完成車輛的進(jìn)出。還能夠顯示是否有停放的場地以及是否有車輛進(jìn)、出停車場。

本設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，經(jīng)濟(jì)效益高，造價低廉，可靠性高，維修方便，研制周期短，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理，各項(xiàng)性能良好，經(jīng)過系統(tǒng)擴(kuò)展與升級，可以有效的滿足各種流量統(tǒng)計(jì)的需要。

隨著經(jīng)濟(jì)的增長及城市化進(jìn)程的加快，小汽車進(jìn)入家庭，私人擁有量越來越多。由調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)許多的小區(qū)在停車管理上存在著一定的局限性，為了方便有效的實(shí)現(xiàn)小區(qū)車輛管理系統(tǒng)使小區(qū)停車場安全、快捷運(yùn)轉(zhuǎn)，必須配備一套綜合小區(qū)車輛統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)系統(tǒng)。

單片微型計(jì)算機(jī)（簡稱單片機(jī)）也叫做微型控制器，自從20世紀(jì)70年代問世以來，得到了快速發(fā)展，從早期的8位機(jī)到現(xiàn)在的32位機(jī)，其硬件資源和軟件資源在不斷豐富與完善。單片機(jī)由于其集成度高、體積小、抗干擾能力強(qiáng)和價格低廉、具有獨(dú)特的控制功能，它已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)世界中的重要成員。在一個應(yīng)用系統(tǒng)中，只用一個單片機(jī)。但是單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的還在于,單片機(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過軟件（編程序）方法實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)必將隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及而不斷發(fā)展完善。

隨著社會的發(fā)展，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的重要性也是十分顯著的。它是計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。是統(tǒng)計(jì)管理的關(guān)鍵步驟，它在現(xiàn)代信息領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，是信息產(chǎn)品不可或缺的重要組成部分。因此選擇基于單片機(jī)數(shù)據(jù)流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是很有意義也是很有必要的。

本設(shè)計(jì)就是利用“單片機(jī)”控制的車輛流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長，人民生活質(zhì)量的提高，私家車逐漸走進(jìn)人們的生活，可是隨之而來的問題也擺在了人們面前，那就是城市的空間越來越緊張，停車位難求，特別是到了法定假日出去自駕游，進(jìn)入停車場卻發(fā)現(xiàn)已滿，只能去另尋車位。該設(shè)計(jì)就是針對此類問題而做，該設(shè)計(jì)不僅能直觀的顯示停車場的車流量，還能在車位滿時發(fā)出報(bào)警。不但可方便車主了解停車場車位情況，做出適當(dāng)?shù)倪x擇，又方便物業(yè)公司的管理。

該設(shè)計(jì)價格低廉，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，可廣泛應(yīng)用于停車場、商場、房地產(chǎn)公司以及物業(yè)管理部門等。由于該設(shè)計(jì)的價格優(yōu)勢、安全性以及大量應(yīng)用后可導(dǎo)致管理成本的下降，中國人口眾多，可想而知其可以為產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造多少經(jīng)濟(jì)價值。

本系統(tǒng)包括：電源模塊、傳感器模塊、顯示模塊、手動鍵盤輸入模塊、車輛車位模擬模塊等。它可以實(shí)現(xiàn)控制的開啟、顯示停車場現(xiàn)有車輛數(shù)和已停放過車輛數(shù)、人工的設(shè)置總車位數(shù)以及剩余車位數(shù)的數(shù)值顯示等功能。并且擁有16個模擬的停車位，用來顯示車輛停放的具體位置。

（2）自動顯示停車場的車位狀態(tài)，進(jìn)出和停放車輛統(tǒng)計(jì)。

（3）統(tǒng)計(jì)小區(qū)當(dāng)天已停放車輛總數(shù)，并且顯示停放位置。

（5）檢測小區(qū)車位車輛是否已滿，報(bào)警指示燈閃爍。

該系統(tǒng)用于檢測是否有車輛進(jìn)出，是否有空余車位，應(yīng)用單片機(jī)來控制其他模塊以實(shí)現(xiàn)對車輛的數(shù)目、狀態(tài)等的加減計(jì)數(shù)和狀態(tài)顯示，并利用單片機(jī)中的定時系統(tǒng)對車輛進(jìn)出的時間限制以及設(shè)定，鍵盤系統(tǒng)的輸入可以人工控制總車位數(shù)以及剩余車位數(shù)數(shù)值的顯示。

方案一：整個系統(tǒng)中電源模塊主要的是提供穩(wěn)定的電壓。該電路輸入單相220v交流電，經(jīng)過變壓器，全橋整流，穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的5v直流電。

方案二：該電路直接使用USB 5V供電，直接接入有USB接口的電源適配器即可！可以具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)榇讼到y(tǒng)設(shè)計(jì)要輸出5V的電壓。

綜上所述：為了簡化電路，使用方便。我們采用現(xiàn)在非常成熟的電源適配器供電。直接接適配器電源5V電。

方案一：超聲波傳感器發(fā)送聲波出去，當(dāng)有汽車經(jīng)常時通過反射回來的聲波消耗的時間進(jìn)行計(jì)算。這樣通過不同的距離來判斷是否有汽車經(jīng)過。優(yōu)點(diǎn)精度高，小巧方便。缺點(diǎn)就是使用起來比較復(fù)雜，而且也不宜安裝。

方案二：采用紅外線光電傳感器，只要在所測距離內(nèi)，有障礙物經(jīng)過時。則輸出一個高電平。當(dāng)沒有障礙物時輸出低電平。這樣就很好判斷是否有汽車經(jīng)過。

綜上所述：我們采用了方案二，直接使用光電傳感器來判斷是否有車駛?cè)搿?/p>

方案一：采用8位微控制器。8位微控制器的典型代表是8051微控制器。8051微控制器是一款入門級微控制器，它內(nèi)核簡易，應(yīng)用廣泛，資料齊全，非常適合入門學(xué)習(xí)。同時它的價格低廉，是一款適用于追求低成本，不追求實(shí)時性的電子產(chǎn)品。在我國很長一段時間內(nèi)，8051微控制器占據(jù)了小型家電市場，其中的原因正是超低的成本.

方案二：采用16位微控制器。MSP430微控制器是一款以低功耗聞名的16位微控制器，有許多低功耗的工作模式，采用了精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式，高效率的查表處理指令。這些特點(diǎn)都保證了用它可以編寫出高效率的源程序。

方案三：采用32位微控制器。Cortex-M0+內(nèi)核基于ARMv6架構(gòu)，支持Thumb/Thumb-2子集ISA，單核心，采用低成本的90nmLP工藝制造，核心面積僅0.04mm2，每MHz單位頻率消耗的電流、功耗分別有9μA、11μW，是現(xiàn)今其它8/16位微控制器的大約三分之一，而性能上又比它們高出很多。飛思卡爾的Kinetis L系列微控制器基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核，是目前市場上能效極高的32位微控制器，每微安數(shù)據(jù)吞吐量居業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平；超低功耗模式多種靈活的功率模式，適合不同的應(yīng)用情形，可最大限度延長電池壽命；多種技術(shù)優(yōu)化功耗，包括90nm薄膜存儲(TFS)技術(shù)、時鐘和電源門控技術(shù)，以及帶有位處理引擎、外圍交叉橋和零等待閃存控制器的高效平臺等；深度睡眠模式下，可在不喚醒內(nèi)核的情況下進(jìn)行智能決策并處理數(shù)據(jù)。

綜合上述幾種單片機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,就地取材選擇了由STC公司生產(chǎn)的一種價格便宜、低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。

STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。

具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16 位定時器/計(jì)數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。

1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表10-13所示:

1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：

當(dāng)小車車庫內(nèi)停車位為0時，如果有小車?yán)^續(xù)駛?cè)霑r。蜂鳴器就會發(fā)出報(bào)警聲音來提醒駕駛員。此時駕駛員應(yīng)該將車停在小區(qū)外的停車場。蜂鳴器通過一個PNP型的三極管驅(qū)動。三極管的基極接到單片機(jī)的P1.7口。

在此處用16盞LED燈4*4排列，用來模擬停車位。由于51單片機(jī)I/O口數(shù)量不足，所以使用了74HC595芯片對其進(jìn)行了擴(kuò)展。

74HC595是8位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器。在正常使用時SCLR為高電平，G為低電平。從SER每輸入一位數(shù)據(jù)，串行輸595是串入并出帶有鎖存功能移位寄存器，它的使用方法很簡單，如下面的真值表，在正常使用時SCLR為高電平， G為低電平。從SER每輸入一位數(shù)據(jù)，串行輸入時鐘SCK上升沿有效一次，直到八位數(shù)據(jù)輸入完畢，輸出時鐘上升沿有效一次，此時，輸入的數(shù)據(jù)就被送到了輸出端。入時鐘SCK上升沿有效一次，直到八位數(shù)據(jù)輸入完畢，輸出時鐘上升沿有效一次，此時，輸入的數(shù)據(jù)就被送到了輸出端。

軟件設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中很重要的部分。它關(guān)系到一個系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)其預(yù)定的要求。

主程序是軟件設(shè)計(jì)的總體框架，因此主程序的流程圖的設(shè)計(jì)決定了程序編寫的好壞，該主程序的功能是掃描鍵盤，作出邏輯判斷，控制各種中斷，數(shù)據(jù)送入顯示模塊。其流程圖如圖14所示。

在判斷車輛是否進(jìn)出中：本系統(tǒng)使用了兩個傳感器，一個用來檢測出去的車，一個檢測進(jìn)來的車。當(dāng)兩個傳感器同時檢測到車的時候，說明進(jìn)出的是車輛。當(dāng)一個傳感器檢測到車輛時，開門。當(dāng)兩個傳感器都檢測到時，通過邏輯判斷，剩余車位數(shù)進(jìn)行加減。

這個子程序用來計(jì)算開門的時間。當(dāng)時間到時，根據(jù)傳感器狀態(tài)判斷自動門是否可以關(guān)閉。若可以，則關(guān)閉，然后退出；若不可以，則再次設(shè)定自動門開啟剩余時間，重新進(jìn)入倒計(jì)時。程序流程圖如圖15所示：

在此程序中，剩余車位不超過最大車位數(shù).流程圖如圖所示：

本課題所研究的是通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對停車場的管理，這里用的是51系列芯片。本設(shè)計(jì)利用液晶顯示屏顯示，可以同時顯示小區(qū)內(nèi)停車位，汽車數(shù)，汽車駛?cè)肓髁亢婉偝隽髁俊?/p>

由于本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求比較高，而且課題研究的時間倉促，以及本人能力有限，因此還有很多地方存在著不足之處：

（1）本系統(tǒng)中的硬件部分不能實(shí)現(xiàn)集中控制，這樣就增加了程序的編寫難度，也相應(yīng)的增加了系統(tǒng)的成本。

（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性需要加強(qiáng)，盡管這種情況不常發(fā)生，但是一旦發(fā)生就影響系統(tǒng)的運(yùn)行。

（3）在功能上需要更加完善，本系統(tǒng)沒有設(shè)置報(bào)警裝置，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)不能做出報(bào)警動作，這樣也會影響系統(tǒng)的跟蹤質(zhì)量。

由于本人能力有限，做出的系統(tǒng)存在不少的問題，希望有更多的人參與其中，最終能做出性能好、精度高的停車場管理系統(tǒng)，以適應(yīng)越來越多的私家車對停車位的需求。希望有更多的人參與到這項(xiàng)研究中來，性能好、精度高、低成本的控制系統(tǒng)是我們的目標(biāo)。

從剛接到課題,我首先是查找一些相關(guān)的書籍及資料，并根據(jù)實(shí)際情況擬定設(shè)計(jì)方案，從而達(dá)到優(yōu)化方案。在研究設(shè)計(jì)電路時，最難的是調(diào)試了，但在老師和同學(xué)的幫助下使得本次設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的要求。同時，通過這次課題，在各個方面都有了很大的提高，特別是在理論和實(shí)踐結(jié)合方面使我受益匪淺，使我大學(xué)里學(xué)習(xí)的理論知識在根本上得到一次最完整的實(shí)踐和提高。

此次課題是在劉玉瑩老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從開始進(jìn)入課題到設(shè)計(jì)的順利完成，她都始終給予我耐心的指導(dǎo)和不懈的支持。老師認(rèn)真的教學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，以及對學(xué)生無微不至的關(guān)愛，都深深地感染和激勵著我，使我受益終生，在此表示衷心的謝意!

當(dāng)然在本次課題中我也深深認(rèn)識到自己的各個方面的不足之處，本著提高動手能力以及檢測所學(xué)知識的目的，我嚴(yán)格要求自己，每一環(huán)節(jié)都認(rèn)真對待，定期向知道老師報(bào)告進(jìn)展情況和請教不懂的地方，得以完成任務(wù)。在這個過程中，我遇到許許多多問題，對待問題要多方法處理，多角度處理。這不但增強(qiáng)了實(shí)踐能力，而且懂得了聯(lián)系實(shí)際的重要性，我堅(jiān)信這對以后的學(xué)習(xí)和會有極大的幫助。當(dāng)然我的設(shè)計(jì)還存在著一些缺陷，有待于在將來設(shè)計(jì)中進(jìn)一步提高。

#include <reg52.h> //調(diào)用單片機(jī)頭文件
#define uchar unsigned char //無符號字符型宏定義變量范圍0~255
#define uint unsigned int //無符號整型宏定義變量范圍0~65535
#include <intrins.h>
sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;
sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;
sbit beep = P1^7; //蜂鳴器IO口定義
sbit SH = P3^5;
sbit ST = P3^6;
sbit DS = P3^7;
uchar num_jin;
uchar num_chu;
uchar num_car;
#include "lcd1602.h"
/***********************1ms延時函數(shù)*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
void write_74hc595(unsigned int num)
{
int i;
ST = 0;
for(i=0; i<16; i++)
{
SH = 0;
if (num & 0x0001)
{
DS = 1;
}
else
{
DS = 0;
}
SH = 1;
num >>= 1;
}
ST = 1;
}
unsigned int num_2_led(unsigned int num)
{
int i;
unsigned int ret=0;
if (num > 16)
return 0xFFFF;
for(i=0;i<num;i++)
{
ret |= 1<<i;
}
return ret;
}
void key() //獨(dú)立按鍵程序
{
if(!K1) // 汽車進(jìn)入
{
delay_1ms(20);
if(!K1)
{
while(!K1)
;
if(num_car==16) { beep=0; delay_1ms(200); beep=1;}
if(num_car<16) { num_car++; if(num_jin<=255) { num_jin++;} }
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
write_74hc595(num_2_led(num_car));
}
}
if(!K2) // // 汽車駛出
{
delay_1ms(20);
if(!K2)
{
while(!K2);
if(num_car>=1) { num_car--; if(num_chu<=255) { num_chu++;} }
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
write_74hc595(num_2_led(num_car));
}
}
/***********************手動修改小區(qū)內(nèi)停車位*************************************/
if(!K3) // 人工調(diào)節(jié)
{
delay_1ms(20);
if(!K3)
{
while(!K3);
if(num_car<16) { num_car++; }
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
}
}
if(!K4) // // 人工調(diào)節(jié)
{
delay_1ms(20);
if(!K4)
{
while(!K4);
if(num_car>=1) { num_car--; }
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
}
}
}
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請從51黑下載附件…………

復(fù)制代碼

編號	符號	引腳說明	編號	符號	引腳說明
1	VSS	電源地	9	D2	數(shù)據(jù)
2	VDD	電源正極	10	D3	數(shù)據(jù)
3	VL	液晶顯示偏壓	11	D4	數(shù)據(jù)
4	RS	數(shù)據(jù)/命令選擇	12	D5	數(shù)據(jù)
5	R/W	讀/寫選擇	13	D6	數(shù)據(jù)
6	E	使能信號	14	D7	數(shù)據(jù)
7	D0	數(shù)據(jù)	15	BLA	背光源正極
8	D1	數(shù)據(jù)	16	BLK	背光源負(fù)極

序號	指令	RS	R/W	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
1	清顯示	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
2	光標(biāo)返回	0	0	0	0	0	0	0	0	1	*
3	置輸入模式	0	0	0	0	0	0	0	1	I/D	S
4	顯示開/關(guān)控制	0	0	0	0	0	0	1	D	C	B
5	光標(biāo)或字符移位	0	0	0	0	0	1	S/C	R/L	*	*
6	置功能	0	0	0	0	1	DL	N	F	*	*
7	置字符發(fā)生存貯器地址	0	0	0	1	字符發(fā)生存貯器地址
8	置數(shù)據(jù)存貯器地址	0	0	1	顯示數(shù)據(jù)存貯器地址
9	讀忙標(biāo)志或地址	0	1	BF	計(jì)數(shù)器地址
10	寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）	1	0	要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容
11	從CGRAM或DDRAM讀數(shù)	1	1	讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容

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