摘 要为了方便人们日常出行，解决恶劣天气对露天车辆会有影响的问题，设计了这款基于单片机的智能露天停车场控制系统。实现对雨水实时快速检测、自动启闭遮篷等功能。该课题采用STC89C51芯片作为主控单片机，外部结合雨水传感器、步进电机以及液晶屏等模块。在设计方法上，本论文采用了层次分明的模块化设计，通过原理图和流程图的形式对各模块的硬件和软件设计原理和方法进行了详细的描述。通过最后的成果分析本系统适合推向未来智能露天停车场系统市场，具有低廉的成本和更高的性能，拥有较高的实用性。
目录
一、 引言 1
（一） 露天停车场的发展背景 1
（二） 国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案选择及元器件介绍 2
（一） 系统主控芯片的选取 2
（二） STC89C51单片机介绍 2
（三） LCD1602型液晶简介 3
（四） 小型步进电机介绍 3
（五） 雨量传感器介绍 4
三、 硬件系统设计 4
（一） 智能露天停车场系统的方案设计 4
（二） 51单片机最小系统设计 5
1. 晶振电路设计 5
2. 复位电路设计 6
（三） 液晶电路设计 6
（四） 遮篷拖动电路设计 7
（五） 降雨检测电路设计 7
（六） 按键电路 8
四、 软件系统设计 9
（一） 智能露天停车场系统的软件工作流程设计 9
（二） 液晶显示流程设计 10
（三） 雨量传感器工作流程设计 11
五、 实物制作与调试 11
（一） 实物展示 11
（二） 问题总结 13
总 结 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 元件列表 19
附录四 程序 20引言
(一)露天停车场的发展背景
本次智能露天停车场控制系统采用的主控核
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
心是STC89C51芯片，并在其周围配置了其他功能模块，通过微处理器的强大控制作用，实现整个控制系统的一体化。在一定程度上极大的提高了露天停车场的服务质量以及服务档次。满足了现代人们对于高质量生活的不断追求与向往，使得单片机系统趋向生活化和普遍化。在这之前，要想实现一款露天停车场电子系统，只能依靠一些功能简单的数字逻辑芯片，且需要专门人员进行监管。一旦出现恶劣天气状况，监管人员需要手动启动遮雨棚，还不能实现其自动化控制。首先在电路结构上，一个智能露天停车场控制系统需要搭建一个庞大的硬件电路结构。这也使得它非常容易受到各种各样的电磁或者机械干扰，其稳定性和抗干扰性极差。并且复杂的电子线路也给检修工作带来了极大的不便。其次在功能上表现得也非常简单。而现如今的智能露天停车场控制系统采用的是具有集成外观的芯片，并且控制器是单片机等一些微处理器，这使得它的性能得到极大的提升。通过复杂的接口协议，高清晰显示效果使得用户能够更好的使用[2]。本次毕业设计就将以智能露天停车场控制系统来作为研究对象，结合大学期间所学专业课程，并结合课外积累到一些电子项目设计的经验，来完成对这款系统的设计与实现。
（二）国内外发展现状
　国内外对于这种新型实用性的智能露天停车场电子控制系统的研究一直处于炙热的状态[3]。依据市场调研情形来看，国内外当前基本上都处于同一个阶段，都是在逐步普及的过程当中。之前国内的停车场市场并无一个规范的准则。虽然在收费管理部分做得很完善，但是对于遮挡棚的自动化启闭几乎没有一个完整的规划。并且停车场与停车场之间缺少相应的联系，使其不能发挥整体效益。当前这种控制系统或者称之为产品所存在的普遍不足使其还不能大面积投入使用。尤其是在市区内，用地紧张，停车场多处于大楼的地下室内，因此露天停车场并无用武之地。并且在系统硬件的采用上也是相对比较落后的。
（三）本文主要研究内容
本课题在经过对市场调研后，结合自身掌握专业知识的程度，最终确立了如下的设计研究内容：
1.采用STC89C51单片机作为主控芯片，结合其他模块建立一个51单片机最小系统，实现一款能够实现雨水实时快速检测、自动启闭遮篷等功能的智能露天停车场系统；
2.在雨水传感器的作用下，系统能够实现对天气情况的实时检测；
3.在步进电机的拖动下，系统能够完成遮挡棚的电动启闭；
4.根据天气条件自动启闭遮挡棚的功能：当下雨时自动关闭遮挡棚，天气良好时自动打开遮挡棚。
方案选择及元器件介绍
（一）系统主控芯片的选取
控制系统的主控芯片是一个核心问题。所以在通过对目前微处理器市场上多款常用器件的查阅和了解，最终从中选择出了MSP430单片机以及51单片机两种器件进行全面对比，并选择其一来进行控制系统的设计。
MSP430单片机是TI公司在1996年推向市场的一种16位超低功耗、具备精简指令集（RISC）的混合信号处理器。针对实际操作的需求，多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器被集成在一个芯片上来解决不同问题。如今MSP430单片机已经形成了多个种类来适用于不同的用户，其中F2系列以集成功能模块多、价格低廉赢得了最多的使用者。若采用F2系列的MSP430单片机，系统不但能够具有低功耗的特点，更能够通过其丰富的配置来使得最终系统达到非常小的外形体积。
51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统单片机的统称。不少公司都有其系列的兼容机型推出，占据大量的市场。51单片机是单片机的一个基础，还是应用最广泛的一种。被设计成40管脚直插封装的外部封装也使得它更贴近普通用户，同时在工业领域也具有一定的地位。如果采用51单片机来实现对系统的控制，能够大大降低开发周期，对设计的成功性具有强有力的保障[5]。
综合上面对两款单片机主要特点的分析，MSP430单片机的主要优势是它的低功耗特性，而51单片机是其优异的性价比且对毕业设计具有很高的保障性。因此本文将采用51单片机来作为系统的主控器，可以通过软硬件的合理配置实现其低功耗。
（二）STC89C51单片机介绍
在控制系统运行中最重要的部分是主控芯片的选取，本次设计选用了图1中的STC89C51单片机来完成主控任务，下面对它的数据处理性能进行简要的介绍。[6]STC89C51单片机是一款基于8位单片机处理芯片STC89C52RC的系统。其功能强大，能够完成单片机开发的多种需求,开发者可以依据需要选配多种常用模块，达到实验及教学的目的,出自于我国的宏晶公司。通过对AT89C51单片机的电路优化，进一步提高了其指令执行速度，使得51单片机的最高时钟频率从20M上升到40M，并且将RAM存储器的大小从128字节提升到512字节。使得CPU对数据的读取速度大幅度上升。可以说STC89C51单片机是兼容于AT89C51但比其更好用的一款单片机。

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