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基于51单片机停车场车位引导系统设计

news 2025/9/2 13:50:09

基于51单片机停车场车位引导系统设计

1. 系统功能介绍

随着城市化的发展，停车场的管理和车位利用率成为一个亟需解决的问题。传统停车场在车位引导和信息提示方面存在效率低、人工成本高的问题。为了提高车位使用率并为车主提供更加便捷的停车体验，本设计提出了一种 基于51单片机的停车场车位引导系统。

该系统的核心控制器为 STC89C52单片机，结合红外对管传感器、LCD1602液晶显示模块以及LED指示灯实现车位实时检测与信息引导功能。

系统主要功能如下：

车位检测功能：通过红外对管传感器实时检测车位是否有车辆停放，能够区分三个车位（车位1、车位2、车位3）的占用情况。
信息显示功能：LCD1602 液晶模块实时显示各车位的状态（占用/空闲）、已占用车位数和剩余空车位数。
车位状态指示功能：每个车位配有独立LED指示灯，当车位被占用时亮红灯，空闲时亮绿灯，帮助司机快速找到空车位。
实时动态更新：当车辆驶入或驶离时，系统能够快速响应，更新车位信息与指示灯状态，确保停车信息的准确性和实时性。
稳定性与扩展性：系统具有良好的可靠性，同时可扩展至更多车位，满足不同规模停车场的需求。

该系统不仅提升了停车效率，还降低了人工成本，具有较高的实用价值。

2. 系统电路设计

整个系统由 单片机最小系统、红外对管传感器电路、LCD1602液晶显示电路、LED指示灯电路、电源电路 构成，各模块之间相互协作，保证系统的正常运行。

2.1 STC89C52单片机最小系统

功能：作为系统核心控制单元，负责采集传感器信号、逻辑运算及输出显示。
组成：包括STC89C52单片机、12MHz晶振电路、复位电路、电源电路。
作用：为各模块提供逻辑处理和控制信号，实现整个停车场车位引导系统的运行。

2.2 红外对管传感器电路

工作原理：红外对管由红外发射管和接收管组成，当车位上无车辆时，接收管能够正常接收红外信号；当车辆驶入，阻挡红外信号，单片机检测到信号变化即可判断车位被占用。
优点：结构简单、成本低、检测响应快，适合用于停车场车位检测。
应用：分别安装在1号、2号、3号车位，用于判断对应车位是否有车停放。

2.3 LCD1602液晶显示电路

功能：实时显示停车场的车位信息。
显示内容：
- 每个车位的状态（占用/空闲）。
- 总车位数、已占用车位数和空车位数。
优势：LCD1602显示直观，能够同时显示两行信息，用户能够一目了然地获知车位使用情况。

2.4 LED指示灯电路

功能：为每个车位设置独立的LED指示灯，用于提示车位状态。
指示逻辑：
- 当车位为空闲时，指示灯显示绿色。
- 当车位被占用时，指示灯显示红色。
作用：提供直观的视觉提示，方便车主快速找到空闲车位。

2.5 电源电路

组成：包括220V交流电源适配器、稳压电路（如7805）、电容滤波电路。
功能：为单片机、LCD显示、传感器和LED提供稳定的直流电压。
特点：电源稳定性直接决定系统可靠性，因此设计中增加了电容滤波与保护电路。

3. 程序设计

程序设计是整个停车场车位引导系统的核心部分，主要由以下几个模块组成： 主程序、红外传感器采集模块、LCD显示模块、LED指示灯控制模块、状态统计模块。

3.1 主程序框架

#include <reg52.h>
#include "lcd1602.h"
#include "sensor.h"
#include "led.h"unsigned char carStatus[3] = {0,0,0};  // 车位状态数组，0空闲，1占用
unsigned char occupiedCount = 0;       // 已占用车位数
unsigned char emptyCount = 3;          // 空车位数void main()
{LCD_Init();Sensor_Init();LED_Init();while(1){Sensor_Update(carStatus);      // 更新车位状态Status_Calculate();            // 统计占用和空闲车位数LCD_Display(carStatus, occupiedCount, emptyCount); // 显示信息LED_Update(carStatus);         // 更新LED指示灯状态}
}

3.2 红外传感器采集模块

void Sensor_Update(unsigned char *status)
{status[0] = (IR1 == 0) ? 1 : 0;  // 1号车位检测status[1] = (IR2 == 0) ? 1 : 0;  // 2号车位检测status[2] = (IR3 == 0) ? 1 : 0;  // 3号车位检测
}

说明：当红外信号被阻挡时，表示有车停放，对应状态值为1。

3.3 状态统计模块

void Status_Calculate()
{unsigned char i;occupiedCount = 0;for(i=0; i<3; i++){if(carStatus[i] == 1)occupiedCount++;}emptyCount = 3 - occupiedCount;
}

说明：根据车位状态数组，统计停车场内已占用车位数和剩余空车位数。

3.4 LCD显示模块

void LCD_Display(unsigned char *status, unsigned char occupied, unsigned char empty)
{LCD_SetCursor(0,0);LCD_Print("P1:");LCD_Print(status[0] ? "Full " : "Empty");LCD_Print("P2:");LCD_Print(status[1] ? "Full " : "Empty");LCD_SetCursor(1,0);LCD_Print("P3:");LCD_Print(status[2] ? "Full " : "Empty");LCD_Print(" Occ:");LCD_WriteChar(occupied+'0');LCD_Print(" Emp:");LCD_WriteChar(empty+'0');
}

说明：液晶第一行显示车位1和车位2的状态，第二行显示车位3的状态，同时显示已占用和空车位数量。

3.5 LED指示灯模块

void LED_Update(unsigned char *status)
{if(status[0]) LED1 = 1; else LED1 = 0;  // 红灯亮表示占用if(status[1]) LED2 = 1; else LED2 = 0;if(status[2]) LED3 = 1; else LED3 = 0;
}