基于STC89C52的停车场自动控制系统的设计

哈尔滨理工大学荣成学院 韩 潇 纪周磊 郎一凡 李政琦 邹丽君

基于STC89C52的停车场自动控制系统的设计

哈尔滨理工大学荣成学院 韩 潇 纪周磊 郎一凡 李政琦 邹丽君

设计了一种基于射频识别技术的非接触式IC卡停车场自动控制系统，该系统以STC89C52RC为控制核心，该系统集门禁、车位检测，汽车出入检测等功能于一体，测试表明该系统工作良好，具有可靠性高，操作简单等优点。

非接触式IC卡；门禁系统；STC89C52RC单片机

引言

射频卡，又叫非接触式IC卡，是一种以无线方式传送数据的集成电路卡片，它具有数据处理及安全认证功能等特有的优点，是世界上最近几年发展起来的一项新技术它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。由于存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点使之一经问世便立即引起广泛的关注并以惊人的速度得到推广应用。

1.系统工作原理

该系统设计过程中最重要的是射频卡读写的实现，在该系统中射频卡采用飞利浦公司生产的NXP Mifare1卡(下文用M1卡代指)，M1卡主要有射频天线和ASIC两部分组成，射频天线是由特制的磁感线圈绕制而成，用来接收读卡器发出的固定频率的电磁波。ASIC主要由高速射频RF接口、数据读写控制单元、存储工具EEPROM构成。当读卡器对射频卡进行读写操作时，读卡器会发出一组电磁波，电磁波的频率与M1卡内置的LC谐振模块的谐振频率相同，从而造成LC谐振模块发生共振，使谐振电路的电容内产生电荷，这个电容通过特殊的传输装置单向传输到另外一个电容聚集起来。当积累的电荷电压达到2 V时，此电荷实际上可以作为一个电源向卡内的各种电路装置供电，从而实现读卡器对射频卡的读写操作。

2.系统构成

2.1 单片机系统

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。

2.2 射频卡读写模块FM1702SL

射频卡读写芯片使用了复旦微电子股份有限公司设计的基于ISO14443标准的非接触卡专用芯片FM1702SL，FM1702SL支持13.56MHz频率下的type A非接触通信协议，支持多种加密算法，兼容Philips的MF RC530(SPI接口)读卡机芯片，在实际操作中单片机通过SPI 口与FM1702SL 相连接，进而对读写芯片进行控制。FM1702SL 再与天线相连接实现信号的发送与接收。

2.3 LCD液晶显示电路

1602液晶显示器内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，与其他显示器相比该显示器运行操作指令简单，工作电压和功耗较低且价格低廉，在本系统设计中，1602液晶显示器主要用来显示停车场的剩余车位数量，在接口电路连接上将单片机的P0口作为八位数据口将P2口的P2.3，P2.4作为控制端，分别与LCD的REQ与BUSY连接。

2.4 步进电机驱动电路

在步进电机驱动电路中采用了东芝最新推出一款高电压大电流的两相式步进驱动芯片TB6600HQ，这是一款单芯片PWM斩波型双极性正弦步进电机细分驱动芯片。可控制2相步进电机正向和反向旋转，带有1-2相，W1-2相，2W1-2相， 4W1-2相励磁模式。只需要脉冲信号就可以驱动两相双极型步进电机。

TB6600HQ自带5种细分模式（1/1，1/2，1/4，1/8，1/16步）可实现低振动，高效率工作。

TB6600HQ内置过热欠压保护和电流检测，具有复位和使能待机功能，这款芯片采用最新BiCD 0.13工艺，耐压可高达50V，峰值电流5A。

3.软件设计

系统的软件设计是在Keil uVision4的软件环境中使用C语言开发，软件的设计采用了模块化的思想，整套系统的程序主要包括射频卡读写程序，液晶显示程序，步进电机驱动程序等。

在本次设计中射频卡选用了飞利浦公司的M1卡，在编程时首先对FM1702SL初始化，然后执行检测命令进行寻卡，如果有卡进入，判断信令是否有效，如为有效信令就进行防冲突机制，选择卡片，再进行认证，通过之后进行读卡、写卡、停止等操作，依此循环。在程序运行时结合步进电机的动作以及LED灯的提示就可以准确的确定系统的工作状态。

部分程序如下：

4.结束语

本论文中介绍了一种以STC89C52为主控芯片，fm1702SL为射可以正常工作。在一体机工作过程中，如果环境温度机器低、或者环境温度急剧变化，单片机控制模块不断侦测，并在液晶屏的温度低于-5℃时自动开启液晶屏加热模块，确保一体机的正常运行。

3.解决问题

本文研究志在解决在雷达显示控制中植入计算技术时涉及到的监视器温变情况下稳定性及自适应调节能力不足，大数据量下雷达终端网络通讯及运算能力不足的问题。将智能一体机技术融入雷达终端显示控制中，提出“显示模块低温预热及温度自适应调节”的新理念；引入“Gigabit Ethernet、Rapid IO、PCI Express总线技术”到雷达终端控制网络来解决现存的大数据量下雷达终端网络通讯及运算能力不足的问题；整体无缝式机壳设计具备防辐射、防触漏电功能，采用传导风冷双重散热设计让设备更加静音。内置封闭式续航的电源将解决不测断电等突发情况为系统稳定运行提供保护。

4.结语

本论文提出的多芯片标准化智能化一体机系统的研究，涵盖精密机械结构、高速高密度多核多芯片数字电路、雷达数据处理及雷达成像、一体机结构、精密模具、、VPX处理板、、抗恶劣环境整机系统、、显示模块低温预热及温度自动调节设计的标准化等。通过对这些跨学科跨领域设计技术的标准化，促进技术应用的不断成熟，并且极大的提高生产效率。经过多核多芯片及高速高密度的VPX数据通讯与计算平台合设计技术，解决多核多芯片架构下的Gigabit Ethernet、RapidIO、PCI Express三种高速串行总线互联通讯问题，解决一体化雷达显控终端对高速高带宽数据传输的问题。通过雷达与计算技术的紧密结合设计，解决雷达终端的应用需求，将计算、多路高清视频数据的采集、网络交换、IO接口集成在一起的四合一高性能VPX专用刀片计算机上，并且结合雷达终端专用软件的各项技术要求进行计算机设计。本项目采用传导散热和风冷散热双重散热解决方案，充分保障系统的可靠性。通过显示模块低温预热及温度自动调节设计，标准化智能一体机的工作温度为-40℃～+55℃,由于大屏幕液晶屏的低温工作瓶颈最大是-10°C，鉴于此，需要解决低温环境下大屏幕的正常显示问题。通过VPX雷达显控软件设计，将VPX雷达显控软件进行升级，解决解决雷达对“低、小、慢”和“高、快、隐”目标的检测发现能力，满足大型电子战对军事通讯的大容量需求。