单片机的汽车出入库系统设计与制作(附件)【字数：8089】
摘 要本次毕业设计构建了一种智能式的汽车出入库控制系统，使用了具备高端驱动性能的STC89C51单片机来担任这个系统的控制器部分，在主控器件的强大控制作用下，使得该款汽车出入库系统能够辅助汽车在倒车入库过程中的辅助提醒系统，将能够实现车来了之后自动驱动电机将铁门开启，随后在车库内部配置超声波探测模块测量车位距离库尾的位置，当车身离障碍物距离过近时能够立即提醒车主注意，并且还能够通过液晶屏对距离参数进行提示。本课题选用了非常合理的研发方式，通过系统分割的方法将整个硬件系统划分为STC89C51单片机最小系统部分、参数显示电路、报警信号生成电路、距离测量电路、步进电机拖动电路和ULN2003步进电机驱动电路等，将每一个模块电路的接口进行引出而且按照关系进行对接，实现这个系统的硬件框架。本论文经过了对这款微处理器系统的持续优化和修改，最终实现了一款高端的电子系统，适合在相关产品市场上进行普及，可以有效的降低类似系统的设计成本。
目录
一、 引言 1
（一） 汽车出入库系统的发展背景 1
（二） 汽车出入库系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 汽车出入库系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） 有源蜂鸣器简介 4
（五） HCSR04超声波传感器简介 4
（六） 步进电机简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 参数显示电路设计 7
（三） 距离过近报警电路设计 7
（四） 距离检测电路设计 8
（五） 车库门拖动电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 汽车出入库系统的主程序流程设计 10
（二） 液晶驱动子程序流程设计 10
（三） 距离过近报警子程序设计 11
（四） 距离检测子程序设计 12
（五） 车库门拖动子程序设计 13
五、 实物制作与安装 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
汽车出入库系统的发展背景
在汽车出入库系统发展过程中，以主控处理器和PLC作为主控核心的系统最为常见，这两类实现方案有着明显的差距，使用环境也不同，其中以主控器件作为主控的汽车出入库控制系统主要在生活中较为常用，该器件的内部结构简单，研发成本相对较低，而以可编程控制器作为主控实现的汽车出入库系统主要使用在工业环境中，因为工业环境条件较为恶劣，强磁强热等条件会对简单的微处理器造成严重的干扰，使之无法工作，而PLC因为内部具备强大的防干扰措施，因此可以稳定工作运行，通过这种方法实现的汽车出入库系统，无论是在设计经费还是器件成本上，都要高出来特别多，所以差不多不会应用在日常工作生活中。本毕业设计将要研究的是一款能够实现高清显示参数、发送报警、快速检测距离、电机拖动和电脉冲信号功率放大等功效的系统，之所以提出这个课题，需要从该类型系统的发展历程说起。通过对多种成熟设计方案的研究与调查后可以获取到与之相关的丰富资料，当今市场上很多中高等级别的汽车出入库系统全是使用微处理器担任主控核心，该实现方法早已在业内已经实现了大范围的推广，因为这种实现方案售价较低而且升级维护方便，所以获得了研发人员的一致认可。本课题研发的这款汽车出入库系统采用了大量的高性价比器件，在降低研发成本的同时，还需要特别关注最终的性能表现，使之能够稳定的实现对系统参数的显示、发出报警信号、距离检测、电机拖动和电脉冲信号功率放大等目标。
汽车出入库系统的国内外发展现状
通过资料的详细查阅能够看到，当前我国对汽车出入库系统关联产品的研究主要遍布在沿海地区，随着这几年科学技术的快速发展，用户渐渐无法满足于现有汽车出入库系统的功能单一性，然后因为中高端性能的微型控制器、传感模块和其它关键核心模块的研发成本不断降低，使用来研究汽车出入库系统的关键部件在市面上已经全面普及，所以愈来愈多的研发机构开始了对汽车出入库系统的研发。国外对于汽车出入库系统的研发测重点主要放在了研发更高性能的集成式模块，将用于实现汽车出入库系统效果的一切硬件驱动电路模块集成在单片芯片中，使它成为一个独立的芯片，这样就使得汽车出入库系统能够实现更广泛的普及。
本文主要研究内容
本文拟将研发的是一种选用STC89C51单片机来担任微处理器控制器的汽车出入库控制系统，本论文对它的研发任务主要分为硬件电路和软件程序代码两个部分，将采用模块设计法将完整系统分割为多个功能模块，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的各项设计内容：
1、实现将汽车出入库控制系统的参数显示功能的软硬件驱动，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者；
2、配置有源蜂鸣器的软硬件驱动，使得STC89C51单片机能够通过GPIO管脚输出电平信号来实现对蜂鸣器的启闭控制，实现报警信号的输出；
3、配置超声波测距的软硬件驱动，以HCSR04超声波传感器作为核心元器件，通过STC89C51单片机的驱动控制，实现距离参数的测量；
4、配置小型四相步进电机的软硬件驱动，将其与ULN2003功率驱动芯片进行连接，实现步进电机多种方式的运行转动；
5、设计四相八拍步进电机脉冲序列软件部分，实现对步进电机的控制。
6、设计距离采集软件驱动部分，通过测量超声波传输时间，实现对距离的换算。
方案设计及元器件选择
汽车出入库系统的方案设计
汽车出入库控制系统的实现方案由图中的系统框图架构给出，通过此框图架构可以清晰地看到STC89C51单片机最小系统是汽车出入库控制系统最为关键的部分，它将实现对液晶屏显示电路、报警信号生成电路、HCSR04传感器电路、步进电机电路和步进电机驱动电路等电路模块的驱动控制，每个部分与最小系统之间的驱动控制关系由图中的箭头方向给出，下面对各个电路模块在本课题中的作用进行阐述。
系统通过单片机对HCSR04超声波传感器进行驱动，实现超声波的发射和接收从而实现对车辆与墙壁之间的距离进行检测，为汽车入库提供位置参数；
显示模块采用LCD1602液晶屏显示器，单片机将通过P0口对其进行驱动实现距离等一些参数的高清度显示；
目录
一、 引言 1
（一） 汽车出入库系统的发展背景 1
（二） 汽车出入库系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 汽车出入库系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） 有源蜂鸣器简介 4
（五） HCSR04超声波传感器简介 4
（六） 步进电机简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 参数显示电路设计 7
（三） 距离过近报警电路设计 7
（四） 距离检测电路设计 8
（五） 车库门拖动电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 汽车出入库系统的主程序流程设计 10
（二） 液晶驱动子程序流程设计 10
（三） 距离过近报警子程序设计 11
（四） 距离检测子程序设计 12
（五） 车库门拖动子程序设计 13
五、 实物制作与安装 14
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总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
汽车出入库系统的发展背景
在汽车出入库系统发展过程中，以主控处理器和PLC作为主控核心的系统最为常见，这两类实现方案有着明显的差距，使用环境也不同，其中以主控器件作为主控的汽车出入库控制系统主要在生活中较为常用，该器件的内部结构简单，研发成本相对较低，而以可编程控制器作为主控实现的汽车出入库系统主要使用在工业环境中，因为工业环境条件较为恶劣，强磁强热等条件会对简单的微处理器造成严重的干扰，使之无法工作，而PLC因为内部具备强大的防干扰措施，因此可以稳定工作运行，通过这种方法实现的汽车出入库系统，无论是在设计经费还是器件成本上，都要高出来特别多，所以差不多不会应用在日常工作生活中。本毕业设计将要研究的是一款能够实现高清显示参数、发送报警、快速检测距离、电机拖动和电脉冲信号功率放大等功效的系统，之所以提出这个课题，需要从该类型系统的发展历程说起。通过对多种成熟设计方案的研究与调查后可以获取到与之相关的丰富资料，当今市场上很多中高等级别的汽车出入库系统全是使用微处理器担任主控核心，该实现方法早已在业内已经实现了大范围的推广，因为这种实现方案售价较低而且升级维护方便，所以获得了研发人员的一致认可。本课题研发的这款汽车出入库系统采用了大量的高性价比器件，在降低研发成本的同时，还需要特别关注最终的性能表现，使之能够稳定的实现对系统参数的显示、发出报警信号、距离检测、电机拖动和电脉冲信号功率放大等目标。
汽车出入库系统的国内外发展现状
通过资料的详细查阅能够看到，当前我国对汽车出入库系统关联产品的研究主要遍布在沿海地区，随着这几年科学技术的快速发展，用户渐渐无法满足于现有汽车出入库系统的功能单一性，然后因为中高端性能的微型控制器、传感模块和其它关键核心模块的研发成本不断降低，使用来研究汽车出入库系统的关键部件在市面上已经全面普及，所以愈来愈多的研发机构开始了对汽车出入库系统的研发。国外对于汽车出入库系统的研发测重点主要放在了研发更高性能的集成式模块，将用于实现汽车出入库系统效果的一切硬件驱动电路模块集成在单片芯片中，使它成为一个独立的芯片，这样就使得汽车出入库系统能够实现更广泛的普及。
本文主要研究内容
本文拟将研发的是一种选用STC89C51单片机来担任微处理器控制器的汽车出入库控制系统，本论文对它的研发任务主要分为硬件电路和软件程序代码两个部分，将采用模块设计法将完整系统分割为多个功能模块，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的各项设计内容：
1、实现将汽车出入库控制系统的参数显示功能的软硬件驱动，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者；
2、配置有源蜂鸣器的软硬件驱动，使得STC89C51单片机能够通过GPIO管脚输出电平信号来实现对蜂鸣器的启闭控制，实现报警信号的输出；
3、配置超声波测距的软硬件驱动，以HCSR04超声波传感器作为核心元器件，通过STC89C51单片机的驱动控制，实现距离参数的测量；
4、配置小型四相步进电机的软硬件驱动，将其与ULN2003功率驱动芯片进行连接，实现步进电机多种方式的运行转动；
5、设计四相八拍步进电机脉冲序列软件部分，实现对步进电机的控制。
6、设计距离采集软件驱动部分，通过测量超声波传输时间，实现对距离的换算。
方案设计及元器件选择
汽车出入库系统的方案设计
汽车出入库控制系统的实现方案由图中的系统框图架构给出，通过此框图架构可以清晰地看到STC89C51单片机最小系统是汽车出入库控制系统最为关键的部分，它将实现对液晶屏显示电路、报警信号生成电路、HCSR04传感器电路、步进电机电路和步进电机驱动电路等电路模块的驱动控制，每个部分与最小系统之间的驱动控制关系由图中的箭头方向给出，下面对各个电路模块在本课题中的作用进行阐述。
系统通过单片机对HCSR04超声波传感器进行驱动，实现超声波的发射和接收从而实现对车辆与墙壁之间的距离进行检测，为汽车入库提供位置参数；
显示模块采用LCD1602液晶屏显示器，单片机将通过P0口对其进行驱动实现距离等一些参数的高清度显示；
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