基于单片机的智能电子遥控车位锁设计

付瑞玲，张具琴，蒋晨光

（1.黄河科技学院 河南 郑州450063；2.郑州司科计算机科技有限公司 河南 郑州450000）

基于单片机的智能电子遥控车位锁设计

付瑞玲1，张具琴1，蒋晨光2

（1.黄河科技学院 河南 郑州450063；2.郑州司科计算机科技有限公司 河南 郑州450000）

针对车位锁的特点需求，本文采用红外发射/接收模块PT2262/PT2272作为信号发射/接收，通过反相器74LS04处理信号后送给单片机，单片机控制H桥来控制电机的正转/反转设计了能够智能控制车锁升降的电子遥控车位锁。结合实际应用，表明了该系统具有操作简单、准确的特点，达到了设计要求。

51单片机；PT2262/PT2272；74LS04；H桥

随着生活水平的提高，汽车已经成了屡见不鲜的代步工具，越来越多的人拥有自己车。但是，如何停车是如今面临的一个极大难题。在这种情况下，如何有效的保护自己的车位，不让自己的车无处可停，智能电子车位锁是一个很好的选择。

1 总体设计

1.1 设计目标

本次设计使用单片机AT89S52做为整个车位锁系统的控制芯片，通过接收红外接收模块的信号，然后通过控制H桥驱动电路控制电机的正反转，以此实现本次设计车位锁的智能上锁和解锁[1-3]。

本次车位锁的设计要实现以下几点功能：

1）按下按钮“B”时，电机顺时针转动3S，然后停止。

2）按下按钮“D”时，电机逆时针转动3S，然后停止。

3）按下按钮时，会有蜂鸣器提示音。

1.2 整体设计

本次设计的车位锁除了单片机之外，还主要由3大部分组成，包括信号发射的发射模块，信号接收处理的接收模块，以及控制H桥驱动控制电机转动、控制蜂鸣器的控制模块。其系统整体框图如图1所示。

图1 系统整体框图

车位锁在通电之后，保持在待机状态，用户按下控制按钮“B”，红外发射模块发射上锁信号，单片机调用上锁子程序：单片机启动电机控制，电机顺时针转动，3S之后电机停止运转；用户按下控制按钮“D”，红外发射模块发射解锁信号，单片机调用解锁子程序：单片机启动电机控制，电机逆时针转动，3S之后电机停止运转；并且，单片机在接收上锁/解锁信号时，蜂鸣器会发出“滴”的一声报警信号，以提示用户信号已发出，更方便的使用车位锁。

2 硬件设计

2.1 红外发射/接收模块

2.1.1 基于PT2262的发射模块

文中所采用的发射模块是外形小巧、美观的PT2262。PT2262根据功能的需要共设置A、B、C、D4个按键。PT2262编码IC、高频调制和功率放大电路组成了信号发射器[4-6]。该发射器的工作电压为12V，频率为315MHz，电流为13mA，编码类型为固定码（板上焊盘跳接设置）。

2.1.2 基于PT2272的无线解码模块

接收头和PT2272组成了解码接收模块[7-8]。接收到的信号通过接收头传输给 PT2272的 14引脚（DIN），然后信号通过PT2272解码。解码模块的工作电压为DC5V，工作频率为315 MHz，工作电流为5mA，编码类型为固定码（板上焊盘跳接设置）。

2.2 电机驱动模块

电机驱动电路采用简单的H桥式电路[9-10]，它由4个三极管与一个直流电机组成。使用H桥式电路能够对电机正转、反转、停止等各种操作进行控制。H桥式电路的原理是，当桥的对角上的一对三极管都导通时，电流才会流过电机，才能使电机转动。由于不同对角的三极管导通，从而使流过电机的电流方向也不同，使电机转动的方向也不同。当电流从三极管Q1流向Q4时，会驱动电机顺时针转动，而此时，需要将三极管Q1、Q4导通，Q2、Q3截止。当电流从三极管Q3流向Q2时，会驱动电机逆时针转动，而此时，需要将三极管Q3、Q2导通，Q1、Q4截止。本次设计中使用的H桥电机驱动电路如图2所示，它由4个NPN型的三级管与两个PNP型的三极管，以及4个电阻和4个单向导通的二极管组成，能够对电机进行简单的正反转控制。

2.3 电源模块

本次设计中使用7805稳压电源模块，保证电路有稳定的+5 V电压。其引脚功能从左至右依次是输入、接地、输出。平常我们使用的稳压电路如图3所示，它能够输出稳定的+5 V电压。它由一个220 V～12 V的变压器、一个整流桥、一个7805稳压块、两个滤波电容组成。先通过变压器把220 V的电压转换为12 V的交流电，然后通过整流桥变为12 V的直流电，再经过7805进行降压，就能得到+5V的直流电。需要注意的是，当输出电流较大时，7805应当加上散热板，防止被烧坏[11-12]。

图2 H桥式驱动电路图

图3 7805稳压电路图

2.4 整体电路图

本次设计的整体电路图如图4所示，其中包括了，单片机最小系统模块和电机驱动H桥模块，以及蜂鸣器报警模块。由于电路仿真软件中没有红外发射接收模块，所以用三个点触式按键接地来代替信号的触发[13]。

3 软件设计

基于单片机的智能电子遥控车位锁的智能性的核心部分是由软件来实现的，所以软件部分也是很重要的。本次设计使用常用的编程软件KeilC51进行程序的编程，以及对程序进行编译、修改，编写的程序可以直接用Proteus仿真软件进行仿真[14-15]。

3.1 主程序设计

本次设计的程序设计采用调用模式，先把整个需要实现的功能的程序主框架写出来，然后调用到那个子程序，就把相应的子程序添加上，最后对程序进行编译、修改，再通过主程序的调用把各部分的功能合在一起，完成整个程序的设计。

3.2 部分子程序设计

车位锁的上锁流程图和解锁流程图相似[1]，如图6所示。当有上锁信号时，电机就会顺时针转动3S的时间，然后就自动停止；当有解锁信号时，电机就会逆时针转动3 s的时间，然后停止转动。车位锁的上锁跟解锁的原理是相同的，所以车位锁的上锁子程序和解锁子程序可以相互调用。

图4 整体电路图

图5 主程序框图

图6 车位锁上锁/解锁子程序框图

4 结束语

本次设计使用便宜、实用的单片机作为控制芯片，再加上PT2262发射和PT2272接收模块，以及简单的H桥电机驱动模块，完成了车位锁的设计。本智能电子遥控车位锁使用起来安全、可靠、方便，很好的解决了车位被占的问题。

[1]凌云，柴政.智能车位锁的设计与实现[J].人工智能及识别技术，2009（3）:91-92.

[2]王英姿.汽车智能车位锁设计[J].科学技术与工程，2007，7（12）:3020-3022.

[3]周银海.遥控车位锁的设计与模拟实现[J].信息科技，2011（11）:190-192.

[4]陈玉平，牟应华.单片机应用技术[M].武汉:华中科技大学出版社，2008.

[5]程继兴，山磊.单片机原理及应用[M].北京:中国传媒大学出版社，2013.

[6]张爱全.红外线遥控的基本原理和应用范围[J].山西电子技术，2003，6（12）.40-41.

[7]刘宜，胡学龙，顾庆明.基于PT2262/PT2272的机器人遥控系统的设计[J].国外电子测量技术，2007（9）：13-15.

[8]裴彦纯.基于单片机系统的红外遥控器应用[J].现代电子技术，2004，4（17）:15-17.

[9]陈明德，魏（王美）琪.直流电动机的f（I，M，n）特性研究[J].微特电机，1981（1）：22-24.

[10]周雅莉.步进电动机的微机控制[J].电工技术杂志，2000（7）:33-35.

[11]王增福，李昶，魏永明.新编线性直流稳压电源[M].电子工业出版社，2004.

[12]吴显鼎.模拟电子技术[M].天津:南开大学出版社，2010.

[13]古辉.一种停车位传感控制器设计[J].计算机系统应用，2013，3（22）:85-90.

[14]张王为青，程国钢.KeilCX51单片机开发技术[M].北京:人民邮电出版社，2007.

[15]朱清慧，张凤蕊.PROTEUS教程[M].北京:清华大学出版社，2008.

Design of intelligent electronic remote control parking lock based on MCU

FU Rui-ling1，ZHANG Ju-qin1，JIANG Chen-guang2
（1.Huanghe S&T College，Zhengzhou 450063，China；2.Zhengzhou Computer Science and Technology Co.，Ltd.，Zhengzhou 450000，China）

According to the requirements of the parking lock characteristics，This paper introduces an intelligent electronic parking lock controller based on PT2262/PT2267，74LS04 and MCU.The main use an infrared transmitter/receiver module PT2262/PT2272 as the signal transmission/reception，through the inverter 74LS04 processed signal to the microcontroller，microprocessor controlled H-bridge to control the motor forward/reverse，in order to control parking lock gear plate movements.The experiment and application show that this test system has good performance，and achieve the design requirement.

51 Single Chip Microcomputer；PT2262/PT2272；74LS04；H Bridge

TN21

：A

：1674－6236（2017）01-0182-03

2016-01-12稿件编号：201601085

郑州市光电信息技术及应用实验室（114PYFZX505）

付瑞玲（1986—），女，河南滑县人，硕士，讲师。研究方向：自动控制。