rfid的停车场自动计费器设计
摘 要本课题设计了一款停车场自动计费器系统，采用了自上而下的设计方法，将整个停车场自动计费器系统软硬件电路划分为LCD1602液晶显示电路、识别提示音信号生成电路、车辆识别驱动电路和RTC计时电路等，在主控核心方案的选择方面则使用了STC89C51单片机作为控制器，使用了C语言编写了用于控制STC89C51单片机的程序代码，经过KEIL软件编译生成HEX目标文件后烧录到主控芯片中，通过其GPIO管脚对LCD1602显示器、有源蜂鸣器、RFID读卡器和时钟芯片的驱动，实现了非接触式非停车式自动收费功能，通过射频无线非接触式身份识别功能使得识别器能够自动对车辆进出场时间自动快速记录和计费处理并通过液晶屏实现了对金额等信息进行显示。为了对设计成果的各个环节进行验证，以便从验证结果实现对停车场自动计费器系统的优化和改进，经过了多次的实验验证，本系统表现出了稳定的工作状态。
目录
一、 引言 1
（一） 停车场自动计费器的发展背景 1
（二） 停车场自动计费器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 停车场自动计费器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 停车场自动计费器主控电路设计 4
（二） 车辆自动识别电路设计 5
（三） LCD1602液晶显示电路设计 6
（四） 识别提示音信号生成电路设计 7
（五） DS1302时钟芯片电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 停车场自动计费器的主程序流程设计 10
（二） 车辆自动识别子程序流程设计 11
（三） LCD1602液晶屏显示子程序流程设计 11
（四） 时间芯片驱动子程序设计 12
五、 实物安装与调试 13
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
停车场自动计费器的发展背景
本课题将对基于STC89C *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
51单片机型微处理器而实现的停车场自动计费器系统做研究，涉及到这种系统的起源以及发展过程，通过对停车场自动计费器系统发展过程资料的调查，对其表现出的大多数问题进行综合探讨，并选取出一些高性价比产品中所表现出的优秀设计之处进行重点研究，争取能够将其植入到本课题设计的这款停车场自动计费器控制系统中。本课题为这款停车场自动计费器系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的STC89C51单片机芯片，停车场自动计费器系统在发展到今天这个阶段，主要的特征就是已经实现了整体数字化，无论是对外部的信号采集还是内部的数据运算，以及液晶显示或者触摸操控等功能，都需要通过高性能的全数字式的微处理器芯片来控制，这种主控芯片有单片机、FPGA或者DSP等类型，本课题采用的则是STC89C51型号的单片机芯片。通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道停车场自动计费器系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，停车场自动计费器系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的停车场自动计费器系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的停车场自动计费器系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当停车场自动计费器系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。现如今通过单片机芯片控制实现的停车场自动计费器系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先停车场自动计费器控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将停车场自动计费器系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。
停车场自动计费器的国内外发展现状
根据一份电子科学方面的刊物报道的一项最新研究成果显示，这款内部采用停车场自动计费器系统的研发成果的推出，进一步降低了目前市面上相关产品的平均售价，这款产品的研究者称在内部硬件电路方面，为了提升停车场自动计费器系统对于外部数据的高速运算速度，他们采用了多核共存方式的ARM型CPU作为主控，通过多个CPU内核并行工作，使得停车场自动计费器系统的多项智能功能被研发出来，对于外部信号的响应具有极快的速度。国内外对于停车场自动计费器系统的研究设计成果在近几年间取得了较大的进步，不但在这种控制系统的底层硬件架构方面进行了优化和改进，还将硬件电路中的一些冗余无效的电路进行剔除和替换，通过具有相同功能的程序代码或者数字集成芯片替代掉大面积的模拟电路结构，使得系统的外形体积进一步缩小。
本文主要研究内容
本文选用了一款高性能的STC89C51单片机芯片作为主控微处理器设计了性能高于大多数相关产品的停车场自动计费器系统，这款系统的实现解决了目前市面上大多数相关系统研发成本高昂的问题，与此同时改善了大多数系统所存在的普遍的缺点，将总体的功耗降低到了低功耗的特征，下列为本课题将要实现的各项功能指标。能够通过与STC89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将检测到的车辆信息显示在屏幕上。能够设计一个识别提示音电路，并且能够通过STC89C51单片机管脚的驱动控制识别提示音电路的工作状态，当成功识别到车辆时进行提示。能够通过STC89C51单片机对RFID模块进行驱动，配置RC522驱动电路，实现对IC卡的快速识别和读取，实现对车辆信息的快速识别。设计DS1302时钟芯片的驱动电路，通过STC89C51单片机的三线式串行接口对该芯片驱动电路进行控制，可以快速获取到时间信息。
停车场自动计费器的方案设计
本课题设计的这款停车场自动计费器系统在硬件电路方面分为了STC89C51单片机最小系统部分、LCD1602显示电路、识别提示音电路、RC522型RFID驱动电路和北京时间计时电路等，所有的模块电路主要以最小系统模块作为核心，其它电路是在最小系统的控制下才能够实现功能的，本部分将对这款停车场自动计费器系统的实现方案做设计，声音模块采用蜂鸣器来实现，用于当车辆进出车站时进行声音提示；显示模块采用LCD1602液晶屏，用于实现车辆身份、时间以及其他参数的显示；时钟模块采用DS1302芯片，用于为系统提供实时的时间和日期；RFID模块采用RC522，用于实现车辆身份的读取、判别，并将读取数据送入到单片机；按键模块用于实现时间等参数的调整和设置，这就是各模块的主要功能介绍。
目录
一、 引言 1
（一） 停车场自动计费器的发展背景 1
（二） 停车场自动计费器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 停车场自动计费器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 停车场自动计费器主控电路设计 4
（二） 车辆自动识别电路设计 5
（三） LCD1602液晶显示电路设计 6
（四） 识别提示音信号生成电路设计 7
（五） DS1302时钟芯片电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 停车场自动计费器的主程序流程设计 10
（二） 车辆自动识别子程序流程设计 11
（三） LCD1602液晶屏显示子程序流程设计 11
（四） 时间芯片驱动子程序设计 12
五、 实物安装与调试 13
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
停车场自动计费器的发展背景
本课题将对基于STC89C *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
51单片机型微处理器而实现的停车场自动计费器系统做研究，涉及到这种系统的起源以及发展过程，通过对停车场自动计费器系统发展过程资料的调查，对其表现出的大多数问题进行综合探讨，并选取出一些高性价比产品中所表现出的优秀设计之处进行重点研究，争取能够将其植入到本课题设计的这款停车场自动计费器控制系统中。本课题为这款停车场自动计费器系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的STC89C51单片机芯片，停车场自动计费器系统在发展到今天这个阶段，主要的特征就是已经实现了整体数字化，无论是对外部的信号采集还是内部的数据运算，以及液晶显示或者触摸操控等功能，都需要通过高性能的全数字式的微处理器芯片来控制，这种主控芯片有单片机、FPGA或者DSP等类型，本课题采用的则是STC89C51型号的单片机芯片。通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道停车场自动计费器系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，停车场自动计费器系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的停车场自动计费器系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的停车场自动计费器系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当停车场自动计费器系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。现如今通过单片机芯片控制实现的停车场自动计费器系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先停车场自动计费器控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将停车场自动计费器系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。
停车场自动计费器的国内外发展现状
根据一份电子科学方面的刊物报道的一项最新研究成果显示，这款内部采用停车场自动计费器系统的研发成果的推出，进一步降低了目前市面上相关产品的平均售价，这款产品的研究者称在内部硬件电路方面，为了提升停车场自动计费器系统对于外部数据的高速运算速度，他们采用了多核共存方式的ARM型CPU作为主控，通过多个CPU内核并行工作，使得停车场自动计费器系统的多项智能功能被研发出来，对于外部信号的响应具有极快的速度。国内外对于停车场自动计费器系统的研究设计成果在近几年间取得了较大的进步，不但在这种控制系统的底层硬件架构方面进行了优化和改进，还将硬件电路中的一些冗余无效的电路进行剔除和替换，通过具有相同功能的程序代码或者数字集成芯片替代掉大面积的模拟电路结构，使得系统的外形体积进一步缩小。
本文主要研究内容
本文选用了一款高性能的STC89C51单片机芯片作为主控微处理器设计了性能高于大多数相关产品的停车场自动计费器系统，这款系统的实现解决了目前市面上大多数相关系统研发成本高昂的问题，与此同时改善了大多数系统所存在的普遍的缺点，将总体的功耗降低到了低功耗的特征，下列为本课题将要实现的各项功能指标。能够通过与STC89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将检测到的车辆信息显示在屏幕上。能够设计一个识别提示音电路，并且能够通过STC89C51单片机管脚的驱动控制识别提示音电路的工作状态，当成功识别到车辆时进行提示。能够通过STC89C51单片机对RFID模块进行驱动，配置RC522驱动电路，实现对IC卡的快速识别和读取，实现对车辆信息的快速识别。设计DS1302时钟芯片的驱动电路，通过STC89C51单片机的三线式串行接口对该芯片驱动电路进行控制，可以快速获取到时间信息。
停车场自动计费器的方案设计
本课题设计的这款停车场自动计费器系统在硬件电路方面分为了STC89C51单片机最小系统部分、LCD1602显示电路、识别提示音电路、RC522型RFID驱动电路和北京时间计时电路等，所有的模块电路主要以最小系统模块作为核心，其它电路是在最小系统的控制下才能够实现功能的，本部分将对这款停车场自动计费器系统的实现方案做设计，声音模块采用蜂鸣器来实现，用于当车辆进出车站时进行声音提示；显示模块采用LCD1602液晶屏，用于实现车辆身份、时间以及其他参数的显示；时钟模块采用DS1302芯片，用于为系统提供实时的时间和日期；RFID模块采用RC522，用于实现车辆身份的读取、判别，并将读取数据送入到单片机；按键模块用于实现时间等参数的调整和设置，这就是各模块的主要功能介绍。
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