智能立体车库的设计与实现【字数：9084】
立体车库给停车解决了占用水平空间和停车麻烦等问题。本设计通过利用地下立体空间制造升降式立体车库，进一步设计其控制系统有利于提高车库运行质量。设计采用STC89C52RC控制器作为系统的核心控制；采用红外感应传感器作为敏感元件感应车辆和检测车库空闲状态；采用LCD12864液晶屏显示车库相关状态和数据；采用FYQM315A细分驱动器驱动四线两相步进电机实现小车移位自动入库，同时增加按钮实现自动送出车辆。结合软件驱动整合、分析数据，发送控制指令，完成一个较自动稳定的立体车库系统。
目录
引言 1
一、立体车库系统设计方案 2
（一）系统总体框架 2
（二）核心控制系统方案 3
（三）车库占空检测方案 4
（四）液晶显示方案 5
（五）小车出入库控制方案 6
（六）系统外框支架方案 7
二、立体车库系统硬件设计 8
（一）最小控制系统 8
（二）车库占空检测电路 8
（三）液晶显示 9
（四）电极驱动电路 9
三、立体车库系统软件设计 10
（一）软件驱动总体框架 10
（二）车库占空检测程序设计 11
（三）显示程序设计 11
（四）车子进出库程序设计 12
四、立体车库总体调试 13
（一）软硬件调试 13
（二）系统整体调试 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录 19
引言
在人们生活质量不断改善的过程中，汽车成为家庭普遍高档出行交通工具，城市私家车的密度急剧增加。因此产生一系列停车难及停车导致的问题，问题一，在城区活动密集区，占地面积有限致使汽车停泊困难，交通阻塞。问题二，城市交通建设中只注重动态交通建设，而轻视了静态交通建设，致使停车位供不应求。问题三，停车库规划土地利用率不足，致使在公共场所汽车随意停放，占用人们生活空间，城市用地日趋紧张。无论地上车库还是地下车库都无法从根本上解决供不应求的状况。利用立体空间制造立体车库的定义产生于上个世纪20年代的英国。根据 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
自动物流系统物料传输的原理发展而来。立体车库具有节约空间、操作简单、灵活、安全可靠、适应性强等优点。缓解了人们在车库需求量、车库费用、停车秩序等问题上的压力。立体车库已渐渐被更多的人和场所欢迎，成为解决停车问题的重要设施。
在我国于上世纪80年代出现立体车库技术，90年代引进国外技术和21世纪初自主研究。汽车产业的快速发展带动立体车库进入快速发展阶段。根据数据显示，2016年，我国30个省、市、自治区共262个城市新建车库项目2215个。
普遍的车库结构形式有简易升降式、多层循环式、垂直升降式等。简易升降设备具有结构简单、操作容易的优势，多用于小区、事业单位、地下室等。在面积一定时，可增加12倍停车位，且节约停取车时间。弱势就是停车层数限定在23层。多层循环设备具有节省占地、自动存取车位多的优势，同时其结构复杂故障率高，取车时间长，取NO.21辆车耗时半小时。垂直升降设备空间利用率最高，占地少停车数量多，适应于繁华城市。但与多层循环式具有同样的缺点。三种模式的比较，设计选择简易升降设备作为研究对象，对其合理控制和立体结构进行优化，为其添加智能的元素和高稳定性，以便于控制管理和安全使用。
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图1 简单立体车库示意图
一、立体车库系统设计方案
对于立体车库系统设计从系统总体框架、STC89C52核心控制系统方案、车库占空检测方案、LCD显示方案、小车出入库控制方案、系统外框支架方案六个方面完善设计系统。
（一）系统总体框架
设计采用STC89C52RC控制器搭建成的最小系统作为核心控制系统。红外感应传感器组成检测小车进入和车库占空的检测系统，从而得到小车的位置和车库的占空状态。显示部分运用LCD12864液晶显示相关提示和状态数据。车库的上下升降运用细分驱动器控制四线两相步进电机正反转动，带动车库升降可以任意调整车库层数的位置。系统按照指定规则实现自动化控制。
基于立体车库系统的要求，设计系统的总体框架图如图2所示。
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图2 立体车库系统总体框架图
立体车库系统的突出点是借助检测系统和核心控制是小车较自动化的出入库。系统处于工作状态时，小车靠近车库入口启动入口处的红外感应传感器，系统接收到这一状态变化后会启动车库检测系统，获得各个车库数量、占空情况。将分析出的数据以提示的方式显示在LCD显示屏上，同时系统还可以分析出所停车库位置，发送入库指令控制电机将指定车库升到表面，小车进入车库后车库降回原位置，最终完成入库过程。系统通过按键指定小车出库，电机会将相应车库上到表层，等待小车驶出，车库降回原位置。
（二）核心控制系统方案
1.AT89C52微控制器
AT89C52是低功耗、高性能的CMOS 8位微控制处理芯片，拥有8位CPU和8K在系统可编程Flash存储器。其将微处理器和可反复擦写的Flash存储器结合在一起，在降低开发成本方面很有效。具有80C51指令和引脚的兼容性，使得AT89C52在嵌入式控制系统设计中被广泛的采用。
AT89C52总共存在40个引脚，包含32个外部双向I/O端口，2个振荡电路端口，1个系统复位端口，2个读写口，等等。双向I/O端口又被分为4组，P0口是8位漏极开路端口，P1口、P2口、P3口是8位内部上拉电阻端口，其中P3口还是特殊功能口。I/O端口功能由软件编程定义。振荡电路产生的时钟频率范围为024MHz。3个16位定时计数器, 可实现毫秒和微妙级定时中断。
2. STC89C52微控制器
STC89C52内嵌MCS51内核，其为芯片增添了传统51芯片不具备的功能。同时，STC89C52芯片兼容AT89C52芯片，且性能更强，功能更多。可接受35MHz最高工作频率，可选择6T/12T运行速度，因此速度更快。
主要区别有三点。第一，AT89C52芯片含有256字节数据存储空间、2KB的EEPROM存储空间； STC89C52芯片含有512字节数据存储空间、4KB的EEPROM存储空间、可通过串口直接下载。第二，STC89C52 是在线串口编程；AT89C52使用用编程器进行编程。第三，STC89C52自带EEPROM，断电后不丢失数据资料，例如特殊意义变量保存等；AT89C52不具备此功能，必须片外扩展存储器实现此功能。
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引言 1
一、立体车库系统设计方案 2
（一）系统总体框架 2
（二）核心控制系统方案 3
（三）车库占空检测方案 4
（四）液晶显示方案 5
（五）小车出入库控制方案 6
（六）系统外框支架方案 7
二、立体车库系统硬件设计 8
（一）最小控制系统 8
（二）车库占空检测电路 8
（三）液晶显示 9
（四）电极驱动电路 9
三、立体车库系统软件设计 10
（一）软件驱动总体框架 10
（二）车库占空检测程序设计 11
（三）显示程序设计 11
（四）车子进出库程序设计 12
四、立体车库总体调试 13
（一）软硬件调试 13
（二）系统整体调试 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录 19
引言
在人们生活质量不断改善的过程中，汽车成为家庭普遍高档出行交通工具，城市私家车的密度急剧增加。因此产生一系列停车难及停车导致的问题，问题一，在城区活动密集区，占地面积有限致使汽车停泊困难，交通阻塞。问题二，城市交通建设中只注重动态交通建设，而轻视了静态交通建设，致使停车位供不应求。问题三，停车库规划土地利用率不足，致使在公共场所汽车随意停放，占用人们生活空间，城市用地日趋紧张。无论地上车库还是地下车库都无法从根本上解决供不应求的状况。利用立体空间制造立体车库的定义产生于上个世纪20年代的英国。根据 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
自动物流系统物料传输的原理发展而来。立体车库具有节约空间、操作简单、灵活、安全可靠、适应性强等优点。缓解了人们在车库需求量、车库费用、停车秩序等问题上的压力。立体车库已渐渐被更多的人和场所欢迎，成为解决停车问题的重要设施。
在我国于上世纪80年代出现立体车库技术，90年代引进国外技术和21世纪初自主研究。汽车产业的快速发展带动立体车库进入快速发展阶段。根据数据显示，2016年，我国30个省、市、自治区共262个城市新建车库项目2215个。
普遍的车库结构形式有简易升降式、多层循环式、垂直升降式等。简易升降设备具有结构简单、操作容易的优势，多用于小区、事业单位、地下室等。在面积一定时，可增加12倍停车位，且节约停取车时间。弱势就是停车层数限定在23层。多层循环设备具有节省占地、自动存取车位多的优势，同时其结构复杂故障率高，取车时间长，取NO.21辆车耗时半小时。垂直升降设备空间利用率最高，占地少停车数量多，适应于繁华城市。但与多层循环式具有同样的缺点。三种模式的比较，设计选择简易升降设备作为研究对象，对其合理控制和立体结构进行优化，为其添加智能的元素和高稳定性，以便于控制管理和安全使用。
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图1 简单立体车库示意图
一、立体车库系统设计方案
对于立体车库系统设计从系统总体框架、STC89C52核心控制系统方案、车库占空检测方案、LCD显示方案、小车出入库控制方案、系统外框支架方案六个方面完善设计系统。
（一）系统总体框架
设计采用STC89C52RC控制器搭建成的最小系统作为核心控制系统。红外感应传感器组成检测小车进入和车库占空的检测系统，从而得到小车的位置和车库的占空状态。显示部分运用LCD12864液晶显示相关提示和状态数据。车库的上下升降运用细分驱动器控制四线两相步进电机正反转动，带动车库升降可以任意调整车库层数的位置。系统按照指定规则实现自动化控制。
基于立体车库系统的要求，设计系统的总体框架图如图2所示。
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图2 立体车库系统总体框架图
立体车库系统的突出点是借助检测系统和核心控制是小车较自动化的出入库。系统处于工作状态时，小车靠近车库入口启动入口处的红外感应传感器，系统接收到这一状态变化后会启动车库检测系统，获得各个车库数量、占空情况。将分析出的数据以提示的方式显示在LCD显示屏上，同时系统还可以分析出所停车库位置，发送入库指令控制电机将指定车库升到表面，小车进入车库后车库降回原位置，最终完成入库过程。系统通过按键指定小车出库，电机会将相应车库上到表层，等待小车驶出，车库降回原位置。
（二）核心控制系统方案
1.AT89C52微控制器
AT89C52是低功耗、高性能的CMOS 8位微控制处理芯片，拥有8位CPU和8K在系统可编程Flash存储器。其将微处理器和可反复擦写的Flash存储器结合在一起，在降低开发成本方面很有效。具有80C51指令和引脚的兼容性，使得AT89C52在嵌入式控制系统设计中被广泛的采用。
AT89C52总共存在40个引脚，包含32个外部双向I/O端口，2个振荡电路端口，1个系统复位端口，2个读写口，等等。双向I/O端口又被分为4组，P0口是8位漏极开路端口，P1口、P2口、P3口是8位内部上拉电阻端口，其中P3口还是特殊功能口。I/O端口功能由软件编程定义。振荡电路产生的时钟频率范围为024MHz。3个16位定时计数器, 可实现毫秒和微妙级定时中断。
2. STC89C52微控制器
STC89C52内嵌MCS51内核，其为芯片增添了传统51芯片不具备的功能。同时，STC89C52芯片兼容AT89C52芯片，且性能更强，功能更多。可接受35MHz最高工作频率，可选择6T/12T运行速度，因此速度更快。
主要区别有三点。第一，AT89C52芯片含有256字节数据存储空间、2KB的EEPROM存储空间； STC89C52芯片含有512字节数据存储空间、4KB的EEPROM存储空间、可通过串口直接下载。第二，STC89C52 是在线串口编程；AT89C52使用用编程器进行编程。第三，STC89C52自带EEPROM，断电后不丢失数据资料，例如特殊意义变量保存等；AT89C52不具备此功能，必须片外扩展存储器实现此功能。
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