基于單片機(jī)自動(dòng)尋位立體車庫(kù)控制系統(tǒng)分析

摘 要：對(duì)立體車庫(kù)控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，基于下位機(jī)主CPU、上位機(jī)從CPU的雙CPU控制技術(shù)，CPU為PC104嵌入式PC體系結(jié)構(gòu)，選用薄膜型電子發(fā)光顯示屏，12V和5V雙電源輸出，Disk On Chip 2000閃存器對(duì)內(nèi)存進(jìn)行擴(kuò)展，可以實(shí)現(xiàn)垂直升降式車庫(kù)的自動(dòng)尋位功能。

關(guān)鍵詞：立體車庫(kù)；自動(dòng)尋位；控制系統(tǒng)

一、引言

停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，包括增建停車場(chǎng)，建設(shè)地下及立體停車場(chǎng)等。其中，立體車庫(kù)既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場(chǎng)、地下車庫(kù)和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段，主要包括升降橫移式、巷道堆垛式、垂直升降式和垂直循環(huán)式四種。

本文主要對(duì)垂直升降式車庫(kù)的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過對(duì)立體車庫(kù)控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)垂直升降式車庫(kù)的自動(dòng)尋位功能。

二、控制電路

1.CPU電路

本系統(tǒng)采用下位機(jī)主CPU和上位機(jī)從CPU雙CPU控制，其中，主CPU完成整機(jī)管理，同時(shí)通過輸入輸出過渡板I/O控制所有開關(guān)量的輸入輸出，并通過模擬信號(hào)放大器控制X、Y軸兩個(gè)方向位控單元的到位控制，實(shí)行準(zhǔn)確進(jìn)出車庫(kù)基于單片機(jī)自動(dòng)尋位立體車庫(kù)控制系統(tǒng)分析相應(yīng)位置，并且完成反饋輸入和位置進(jìn)給的檢測(cè)輸入；從CPU通過嵌入式PC104，主要完成的功能有顯示輸出、數(shù)據(jù)保存和信號(hào)傳送等。

主CPU采用MCS-96系列80C196KC完成整機(jī)管理及核心部分的實(shí)時(shí)插補(bǔ)運(yùn)算，同時(shí)通過輸入輸出過渡板IO控制所有開關(guān)量的輸入輸出，并通過模擬—數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器A/D及數(shù)字—模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換器D/A來(lái)控制X、Y軸兩個(gè)方向位控單元的到位控制，實(shí)行進(jìn)給細(xì)分及位控速控，并且完成反饋輸入和位移進(jìn)給的檢測(cè)輸入。在本系統(tǒng)中主CPU與從CPU之間的連接為下位機(jī)從CPU向從CPU主CPU提供24V電源，接插件為Q24K/J19A/P；上下位機(jī)之間的通訊串口接插件為Q14K/J7A/P。從CPU主要由四個(gè)部分組成，顯示屏、PC104主板和顯示卡、閃存器（DOC磁盤）和鍵盤四部分。從CPU設(shè)計(jì)采用嵌入式PC體系結(jié)構(gòu)，從CPU母板分為三個(gè)部分，即控制母板、電源板和轉(zhuǎn)接板，40針接插件直插式連接。

2.顯示電路

顯示屏選用薄膜型電子發(fā)光顯示屏（Thin-film Electroluminesc

ent Display），簡(jiǎn)稱EL顯示屏。型號(hào)為EL640.480-A SB系列單色顯示屏，尺寸為10.4，顯示方式為640×480像素單色顯示。EL640.480-ASB系列單色顯示屏支持3V和5V邏輯電平。輸入電壓為12V，通過設(shè)置顯示屏上的跳線J2來(lái)選擇輸入電壓。

CPU控制母板主要為PC104嵌入式PC模塊，包括CMi486sxlc66主板和SEM/VFP4顯示卡，保持了PC104的自棧式體系，在控制母板的串行接口上，增加AD238AN電路，其中C18、C19、C20和C21為電容CA421-16V-33μ，如圖1所示。

3.電源電路

電源板由兩塊電源組成，一塊輸入為24V，輸出為12V；另一塊輸入為24V，輸出為5V。電路圖如圖2和圖3所示，其中C17和C18為鉭電容CA30-25V-33μ。

4.內(nèi)存擴(kuò)展

CMi486sxlc66主板提供ROM-BIOS擴(kuò)展，BIOS擴(kuò)展是一種基本的嵌入式程序代碼，在系統(tǒng)自檢（POST）期間選中（HOOK）得到控制權(quán)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)合法的標(biāo)志，計(jì)算檢查和并驗(yàn)證為零，系統(tǒng)將控制轉(zhuǎn)向嵌入式程序。BIOS擴(kuò)展通常存放在EPROM或Flash EPROM芯片中插入CMi486sxlc66主板的單字節(jié)插座S0中。一個(gè)BIOS擴(kuò)展程序很容易生成存貯設(shè)備的映像文件，只要在文件后的剩余空間填入（不改變檢查和），使文件大小和合適的存貯芯片容量相同即可。

BIOS擴(kuò)展在POST期間運(yùn)行，使用SSD/DOS支持的軟件將存貯器件（EPROM或Flash EPROM）模擬成含有DOS及其應(yīng)用文件的可啟動(dòng)盤，這個(gè)存貯器件可安裝在CMi486sxlc66主板的單字節(jié)插座S0上。制作固態(tài)盤（SSD）時(shí)，首先準(zhǔn)備一張主盤，用SSD軟件作一遍特殊格式化，再傳入DOS系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，用SSD軟件將磁盤生成一個(gè)與存貯器容量一樣大小的映像文件。如果使用EPROM做SSD，用EPROM編程器將映像文件寫入；如果使用Flash EPROM，用SSD軟件中的FLASHWRITE將映像文件從本地磁盤上寫入，或者使用SERPROG通過串行口將文件寫入。FLASHWRI

TE和SEPROG都可以用來(lái)寫NOVRAM或SRAM。

SSD格式化及映像文件生成均可以不在PC104上操作，SSD準(zhǔn)備工作可以脫離CMi486sxlc66主板。在調(diào)試過程中，生成的新代碼要進(jìn)行測(cè)試，就將其拷入主盤中生成映像文件，再將新映像文件寫入EPROM（27C080），最后將EPROM插入CMi486sxlc66主板的單字節(jié)插座S0中。當(dāng)采用FLASHWRITE和SRAM時(shí)，可用SERPROG通過串行口寫入映像文件。所使用的閃存磁盤為Disk On Chip 2000閃存器，32管腳DIP封裝，與標(biāo)準(zhǔn)EPROM完全兼容，容量為256M。

三、結(jié)論

該立體車庫(kù)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多車系統(tǒng)的自動(dòng)控制，具有編程簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、外圍電路少、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：郝麗娜，1977年出生，女，碩士，山西太原人，現(xiàn)為山西機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校教師。