基于單片機(jī)的紅外遙控車位鎖控制系統(tǒng)

摘 要：紅外遙控?zé)o線車位鎖是一種遠(yuǎn)程控制車位鎖，包括步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)控制器，車位鎖檔桿以及配套的傳動裝置。車位鎖的檔桿通過傳動裝置與步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)。步進(jìn)電機(jī)控制器包含單片機(jī)最小系統(tǒng)、驅(qū)動電路和紅外接收裝置。當(dāng)遙控器發(fā)出升起或降落的信號時(shí)，紅外接收器接收信號之后，將信號進(jìn)行放大、解碼，輸送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)信號發(fā)出一系列的脈沖信號來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)紅外遙控車位鎖。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；無線控制；車位鎖

隨著汽車數(shù)量的迅速增加，研究一種能夠?qū)崿F(xiàn)無線遙控的紅外車位鎖就是十分必要的。當(dāng)用戶靠近停車位時(shí)，不必下車手動翻轉(zhuǎn)車位鎖的檔桿，只需要輕觸手中的遙控器，便可控制檔桿的起降[1]。

1 總體設(shè)計(jì)

無線紅外遙控車位鎖控制系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、HX1838接收器、指示燈光模塊，ULN2003驅(qū)動模塊以及按鍵模塊等。軟件程序：采用Proteus軟件對系統(tǒng)的控制過程進(jìn)行模擬，采用當(dāng)今較為熟悉和成熟的C語言來對軟件部分進(jìn)行編程。該控制系統(tǒng)是基于AT89C51無線紅外遙控控制系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：在車位鎖中應(yīng)有無線遙控接收裝置，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程，無線控制；該無線紅外遙控控制系統(tǒng)應(yīng)可以接受該小區(qū)的物業(yè)管理信號，對車位鎖的杠桿的升降進(jìn)行控制；防止電路過流；良好的防水設(shè)施；以單片機(jī)為控制器，提高其保密性以及設(shè)備的可靠性。

2 硬件電路的設(shè)計(jì)

單片機(jī)是一種將運(yùn)算器，總線，I/O以及存儲陣列全部集成在一塊小芯片中的CPU。得益于現(xiàn)在發(fā)展越來越快的半導(dǎo)體制造技術(shù)，現(xiàn)在單片機(jī)可以將越多越多的原本屬于PC機(jī)的功能全部集成到一塊小小的芯片中去。本控制系統(tǒng)所采用的單片機(jī)是支持MCS-51指令集的AT89C51。選用AT89C51作為核心CPU是因?yàn)锳T89C51高可靠度，成本低廉，同時(shí)兼容C語言程序作為軟件部分。

Hx1838紅外接收模塊。本系統(tǒng)需要無線遠(yuǎn)程控制車位鎖，故選用紅外作為傳遞信號的載體。其中選用Hx1838作為紅外接收器。完整的紅外通信過程分為發(fā)送端和接收端兩大部分，本控制系統(tǒng)紅外發(fā)送端采用的市面上較常用的紅外線遙控器，所以只需在車位鎖上加裝一個(gè)紅外線接收器，負(fù)責(zé)接收紅外遙控器發(fā)出控制信號，同時(shí)將信號放大，檢測波形，整形。在Hx1838接收到相對應(yīng)頻率的紅外信號之后，Hx1838會自動的將紅外信號解碼成為TTL電平中的低電平，輸送給單片機(jī)。

ULN2003驅(qū)動模塊。由于對本系統(tǒng)的執(zhí)行器步進(jìn)電機(jī)的控制是通過一系列的脈沖信號完成，但是如果通過單片機(jī)對執(zhí)行器直接控制的時(shí)候，僅僅靠單片機(jī)輸出端口的電流的大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到驅(qū)動電機(jī)的水平，因此需要一個(gè)中介來對單片機(jī)輸出的電流進(jìn)行放大。本控制系統(tǒng)選用ULN2003來負(fù)責(zé)這部分--即對電流的放大。

步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行模塊[2]。步進(jìn)電機(jī)的價(jià)格低廉，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、可靠，并且由于步進(jìn)電機(jī)采用開環(huán)控制的方法，所以其控制過程簡單，不需要負(fù)反饋的存在。對步進(jìn)電機(jī)的控制需要一系列的脈沖信號來對其進(jìn)行控制，所以根據(jù)不同的控制需求，其脈沖信號也有不同。本控制系統(tǒng)所采用的執(zhí)行器是28BJ-48步進(jìn)電機(jī)。

3 軟件設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)的核心控制器是AT89C51，再給單片機(jī)配以最小配置、驅(qū)動電路、紅外遙控接收電路構(gòu)成系統(tǒng)的硬件電路。但是，光一個(gè)硬件電路是不足以完成本系統(tǒng)的控制，一個(gè)完整的系統(tǒng)包含硬件部分以及軟件部分。在根據(jù)對本控制系統(tǒng)的控制要求進(jìn)行軟件編程的時(shí)候，既可以采用匯編語言，也可以采用C語言進(jìn)行編程。在初始化中，包括將程序指針，定時(shí)器以及中斷初始化。在紅外解碼之后，在比對之后，選擇相對應(yīng)的脈沖序列，來控制步進(jìn)電機(jī)。

當(dāng)Hx1838接受到來自遙控器的控制信號之后，單片機(jī)需對Hx1838傳遞過來的信號進(jìn)行解碼處理。當(dāng)單片機(jī)將紅外信號解碼處理好之后，根據(jù)解碼之后的結(jié)果，選擇相對應(yīng)的脈沖序列來控制步進(jìn)電機(jī)。

4 結(jié)束語

在制作實(shí)物之前，將全部的電路圖在Proteus軟件中進(jìn)行模擬，然后將本控制系統(tǒng)的程序加載到AT89C51單片機(jī)中，對整個(gè)控制過程進(jìn)行測試。得到以下結(jié)論：由單片機(jī)、Hx1838紅外接收模塊、ULN2003驅(qū)動模塊和步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行模塊構(gòu)成地硬件模塊，配上C語言設(shè)計(jì)的軟件模塊，可以完好的實(shí)現(xiàn)紅外遙控車位鎖控制系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]施新華.利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的紅外遙控技術(shù)[J].上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，9（3）：69-71.

[2]張國宏，田曉軍，章欽，等.基于單片機(jī)和CPLD的嵌入式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)[J].河北省科學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，26（1）：18-20.

作者簡介：莫親力（1992，6-），漢族，海南澄邁人，本科生，研究方向：自動化、單片機(jī)。