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

郝麗娜（山西機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校）

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

郝麗娜
（山西機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校）

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(wèn)題是城市在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問(wèn)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(jiàn)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(guò)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(guò)輸入輸出過(guò)渡板I/O控制所有開(kāi)關(guān)量的輸入輸出，并通過(guò)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)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(guò)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(guò)輸入輸出過(guò)渡板IO控制所有開(kāi)關(guān)量的輸入輸出，并通過(guò)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(guò)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。

圖1　AD238AN電路圖

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。

圖2　輸出12V電源電路圖

圖3　輸出5V電源電路圖

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(xiě)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(xiě)入，或者使用SERPROG通過(guò)串行口將文件寫(xiě)入。FLASHWRI TE和SEPROG都可以用來(lái)寫(xiě)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(guò)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(xiě)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(guò)串行口寫(xiě)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)。

參考文獻(xiàn)：

［1］梁睦，梁東凱.立體車庫(kù)的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案研討：機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新［J］.2011，24（06）：57-59.

［2］劉曉娟，潘宏俠.垂直升降式立體車庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造［J］.2011（05）：48-50.

［3］劉曉娟.淺談立體車庫(kù)的特點(diǎn)及其應(yīng)用.智能建筑與城市信息［J］.2007，133（12）：96-97.

［4］賀擁軍，楊承超，周續(xù)紅，等.立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用與發(fā)展.建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)［J］.2009，26（04）：30-34.

·編輯段麗君

中圖分類號(hào)：TD27

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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。

The Control System of Automatic Searching Stereo Garage Based on Singlechip

Hao Lina

Abstract：The hardware design of the control system about the stereo garage was done.The double CPU control technology with master CPU in the lower computer and auxiliary CPU in the higher computer was used on the PC104 embedded PC architecture.The thin-film electroluminescent display was selected.The 12V and 5V were the dual power output.DiskOnChip 2000 flash memory was extended to memory.The automatic search function of the stereo garage was realized.

Key words：stereo garage；automatic search；control system