基于單片機自動尋位立體車庫控制系統分析

郝麗娜（山西機械高級技工學校）

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基于單片機自動尋位立體車庫控制系統分析

郝麗娜
（山西機械高級技工學校）

摘要：對立體車庫控制系統進行了硬件設計，基于下位機主CPU、上位機從CPU的雙CPU控制技術，CPU為PC104嵌入式PC體系結構，選用薄膜型電子發光顯示屏，12V和5V雙電源輸出，Disk On Chip 2000閃存器對內存進行擴展，可以實現垂直升降式車庫的自動尋位功能。

關鍵詞：立體車庫；自動尋位；控制系統

一、引言

停車問題是城市在發展過程中出現的靜態交通（車輛停放狀態）問題，停車設施是城市靜態交通的主要內容，包括增建停車場，建設地下及立體停車場等。其中，立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，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式四種。

本文主要對垂直升降式車庫的控制系統進行研究，通過對立體車庫控制系統進行硬件設計，實現垂直升降式車庫的自動尋位功能。

二、控制電路

1.CPU電路

本系統采用下位機主CPU和上位機從CPU雙CPU控制，其中，主CPU完成整機管理，同時通過輸入輸出過渡板I/O控制所有開關量的輸入輸出，并通過模擬信號放大器控制X、Y軸兩個方向位控單元的到位控制，實行準確進出車庫相應位置，并且完成反饋輸入和位置進給的檢測輸入；從CPU通過嵌入式PC104，主要完成的功能有顯示輸出、數據保存和信號傳送等。

主CPU采用MCS-96系列80C196KC完成整機管理及核心部分的實時插補運算，同時通過輸入輸出過渡板IO控制所有開關量的輸入輸出，并通過模擬—數字信號轉換器A/D及數字—模擬信號轉換器D/A來控制X、Y軸兩個方向位控單元的到位控制，實行進給細分及位控速控，并且完成反饋輸入和位移進給的檢測輸入。在本系統中主CPU與從CPU之間的連接為下位機從CPU向從CPU主CPU提供24V電源，接插件為Q24K/J19A/P；上下位機之間的通訊串口接插件為Q14K/J7A/P。從CPU主要由四個部分組成，顯示屏、PC104主板和顯示卡、閃存器（DOC磁盤）和鍵盤四部分。從CPU設計采用嵌入式PC體系結構，從CPU母板分為三個部分，即控制母板、電源板和轉接板，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光顯示屏（Thin-film Electroluminesc ent Display），簡稱EL顯示屏。型號為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，通過設置顯示屏上的跳線J2來選擇輸入電壓。

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.內存擴展

CMi486sxlc66主板提供ROM-BIOS擴展，BIOS擴展是一種基本的嵌入式程序代碼，在系統自檢（POST）期間選中（HOOK）得到控制權。當發現一個合法的標志，計算檢查和并驗證為零，系統將控制轉向嵌入式程序。BIOS擴展通常存放在EPROM或Flash EPROM芯片中插入CMi486sxlc66主板的單字節插座S0中。一個BIOS擴展程序很容易生成存貯設備的映像文件，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擴展在POST期間運行，使用SSD/DOS支持的軟件將存貯器件（EPROM或Flash EPROM）模擬成含有DOS及其應用文件的可啟動盤，這個存貯器件可安裝在CMi486sxlc66主板的單字節插座S0上。制作固態盤（SSD）時，首先準備一張主盤，用SSD軟件作一遍特殊格式化，再傳入DOS系統和應用軟件，用SSD軟件將磁盤生成一個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準備工作可以脫離CMi486sxlc66主板。在調試過程中，生成的新代碼要進行測試，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主板的單字節插座S0中。當采用FLASHWRITE和SRAM時，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，與標準EPROM完全兼容，容量為256M。

三、結論

該立體車庫控制系統基于單片機可以實現對多車系統的自動控制，具有編程簡單、穩定性好、外圍電路少、自動化程度高等優點。

參考文獻：

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［2］劉曉娟，潘宏俠.垂直升降式立體車庫系統設計與研究：機械設計與制造［J］.2011（05）：48-50.

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

［4］賀擁軍，楊承超，周續紅，等.立體車庫的結構形式及應用與發展.建筑科學與工程學報［J］.2009，26（04）：30-34.

·編輯段麗君

中圖分類號：TD27

文獻標識碼：A

作者簡介：郝麗娜，1977年出生，女，碩士，山西太原人，現為山西機械高級技工學校教師。

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