基于单片机自动寻位立体车库控制系统分析

郝丽娜（山西机械高级技工学校）



基于单片机自动寻位立体车库控制系统分析

郝丽娜
（山西机械高级技工学校）

摘要：对立体车库控制系统进行了硬件设计，基于下位机主CPU、上位机从CPU的双CPU控制技术，CPU为PC104嵌入式PC体系结构，选用薄膜型电子发光显示屏，12V和5V双电源输出，Disk On Chip 2000闪存器对内存进行扩展，可以实现垂直升降式车库的自动寻位功能。

关键词：立体车库；自动寻位；控制系统

一、引言

停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通（车辆停放状态）问题，停车设施是城市静态交通的主要内容，包括增建停车场，建设地下及立体停车场等。其中，立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段，主要包括升降横移式、巷道堆垛式、垂直升降式和垂直循环式四种。

本文主要对垂直升降式车库的控制系统进行研究，通过对立体车库控制系统进行硬件设计，实现垂直升降式车库的自动寻位功能。

二、控制电路

1.CPU电路

本系统采用下位机主CPU和上位机从CPU双CPU控制，其中，主CPU完成整机管理，同时通过输入输出过渡板I/O控制所有开关量的输入输出，并通过模拟信号放大器控制X、Y轴两个方向位控单元的到位控制，实行准确进出车库相应位置，并且完成反馈输入和位置进给的检测输入；从CPU通过嵌入式PC104，主要完成的功能有显示输出、数据保存和信号传送等。

主CPU采用MCS-96系列80C196KC完成整机管理及核心部分的实时插补运算，同时通过输入输出过渡板IO控制所有开关量的输入输出，并通过模拟—数字信号转换器A/D及数字—模拟信号转换器D/A来控制X、Y轴两个方向位控单元的到位控制，实行进给细分及位控速控，并且完成反馈输入和位移进给的检测输入。在本系统中主CPU与从CPU之间的连接为下位机从CPU向从CPU主CPU提供24V电源，接插件为Q24K/J19A/P；上下位机之间的通讯串口接插件为Q14K/J7A/P。从CPU主要由四个部分组成，显示屏、PC104主板和显示卡、闪存器（DOC磁盘）和键盘四部分。从CPU设计采用嵌入式PC体系结构，从CPU母板分为三个部分，即控制母板、电源板和转接板，40针接插件直插式连接。

2.显示电路

显示屏选用薄膜型电子发光显示屏（Thin-film Electroluminesc ent Display），简称EL显示屏。型号为EL640.480-A SB系列单色显示屏，尺寸为10.4，显示方式为640×480像素单色显示。EL640.480-ASB系列单色显示屏支持3V和5V逻辑电平。输入电压为12V，通过设置显示屏上的跳线J2来选择输入电压。

CPU控制母板主要为PC104嵌入式PC模块，包括CMi486sxlc66主板和SEM/VFP4显示卡，保持了PC104的自栈式体系，在控制母板的串行接口上，增加AD238AN电路，其中C18、C19、C20和C21为电容CA421-16V-33μ，如图1所示。

图1　AD238AN电路图

3.电源电路

电源板由两块电源组成，一块输入为24V，输出为12V；另一块输入为24V，输出为5V。电路图如图2和图3所示，其中C17和C18为钽电容CA30-25V-33μ。

图2　输出12V电源电路图

图3　输出5V电源电路图

4.内存扩展

CMi486sxlc66主板提供ROM-BIOS扩展，BIOS扩展是一种基本的嵌入式程序代码，在系统自检（POST）期间选中（HOOK）得到控制权。当发现一个合法的标志，计算检查和并验证为零，系统将控制转向嵌入式程序。BIOS扩展通常存放在EPROM或Flash EPROM芯片中插入CMi486sxlc66主板的单字节插座S0中。一个BIOS扩展程序很容易生成存贮设备的映像文件，只要在文件后的剩余空间填入（不改变检查和），使文件大小和合适的存贮芯片容量相同即可。

BIOS扩展在POST期间运行，使用SSD/DOS支持的软件将存贮器件（EPROM或Flash EPROM）模拟成含有DOS及其应用文件的可启动盘，这个存贮器件可安装在CMi486sxlc66主板的单字节插座S0上。制作固态盘（SSD）时，首先准备一张主盘，用SSD软件作一遍特殊格式化，再传入DOS系统和应用软件，用SSD软件将磁盘生成一个与存贮器容量一样大小的映像文件。如果使用EPROM做SSD，用EPROM编程器将映像文件写入；如果使用Flash EPROM，用SSD软件中的FLASHWRITE将映像文件从本地磁盘上写入，或者使用SERPROG通过串行口将文件写入。FLASHWRI TE和SEPROG都可以用来写NOVRAM或SRAM。

SSD格式化及映像文件生成均可以不在PC104上操作，SSD准备工作可以脱离CMi486sxlc66主板。在调试过程中，生成的新代码要进行测试，就将其拷入主盘中生成映像文件，再将新映像文件写入EPROM（27C080），最后将EPROM插入CMi486sxlc66主板的单字节插座S0中。当采用FLASHWRITE和SRAM时，可用SERPROG通过串行口写入映像文件。所使用的闪存磁盘为Disk On Chip 2000闪存器，32管脚DIP封装，与标准EPROM完全兼容，容量为256M。

三、结论

该立体车库控制系统基于单片机可以实现对多车系统的自动控制，具有编程简单、稳定性好、外围电路少、自动化程度高等优点。

参考文献：

［1］梁睦，梁东凯.立体车库的应用及结构设计方案研讨：机电产品开发与创新［J］.2011，24（06）：57-59.

［2］刘晓娟，潘宏侠.垂直升降式立体车库系统设计与研究：机械设计与制造［J］.2011（05）：48-50.

［3］刘晓娟.浅谈立体车库的特点及其应用.智能建筑与城市信息［J］.2007，133（12）：96-97.

［4］贺拥军，杨承超，周续红，等.立体车库的结构形式及应用与发展.建筑科学与工程学报［J］.2009，26（04）：30-34.

·编辑段丽君

中图分类号：TD27

文献标识码：A

作者简介：郝丽娜，1977年出生，女，硕士，山西太原人，现为山西机械高级技工学校教师。

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