基于51单片机的刷卡停车计时收费系统射频RFID方案原理图程序设计

硬件电路的设计

（末尾附文件）
3.1系统的功能分析及体系结构设计
3.1.1系统功能分析
本设计由STC89C52单片机电路+RFID模块电路+蜂鸣器报警电路+LCD1602液晶显示电路+电源电路组成。
1、RFID卡刷卡一次，液晶5秒倒计时，再刷卡一次，增加5秒倒计时，一共可以刷5次。
2、时间到，蜂鸣器长鸣报警。
3.1.2系统总体结构
本系统具体框图如下图所示：

模块电路的设计
3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路设计
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
一、STC89C52主要特性如下：
（1）8K字节程序存储空间；
（2）512字节数据存储空间；
（3）内带4K字节EEPROM存储空间;
（4）可直接使用串口下载。
二、STC89C52主要参数如下：
（1）增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051；
（2）工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）；
（3）工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作 频率可达48MHz；
（4）用户应用程序空间为8K字节；
（5）片上集成512 字节RAM；
（6）通用I/O 口（32个），复位后为：P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O口用时，需加上拉电阻；
（7）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；
（8）具有EEPROM功能；
（9）共3个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2；
（10）外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒；
（11）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART；
（12）工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）；
（13）PDIP封装。
三、STC89C52单片机相关引脚说明：
（1）VCC：供电电压。
（2）GND：接地。
（3）P3.0 RXD（串行输入口）
（4）P3.1 TXD（串行输出口）
（5）P3.2 /INT0（外部中断0）
（6）P3.3 /INT1（外部中断1）
（7）P3.4 T0（记时器0外部输入）
（8）P3.5 T1（记时器1外部输入）
（9）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
（10）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
（11）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
（12）ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
（13）/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
（14）/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
（15）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
（16）XTAL2：来自反向振荡器的输出。

LCD1602液晶显示模块电路设计
LCD显示器分为字段显示和字符显示两种。其中字段显示与LED显示相似，只要送对应的信号到相应的管脚就能显示。字符显示是根据需要显示基本字符。本设计采用的是字符型显示。系统中采用LCD1602作为显示器件输出信息。与传统的LED数码管显示器件相比，液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点，而且不需要外加驱动电路，现在液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的显示器件了。LCD1602可以显示2行16个汉字。
一、LCD1602主要技术参数如下：
（1）显示容量为16×2个字符；
（2）芯片工作电压为4.5～5.5V；
（3）工作电流为2.0mA（5.0V）；
（4）模块最佳工作电压为5.0V；
（5）字符尺寸为2.95×4.35（W×H）mm。
二、LCD1602采用标准的14脚，其接口的引脚说明如下：
（1）第1脚：VSS为地电源。
（2）第2脚：VDD接5V正电源。
（3）第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端。
（4）第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
（5）第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
（6）第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
（7）第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。
（8）第15～16脚：空脚

蜂鸣器报警电路（低电平有效）设计
有源蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。本系统所采用的报警模块为5V有源蜂鸣器模块，电路中采用三极管9012来驱动，只要单片机控制引脚为低电平，蜂鸣器就会鸣叫报警，反之则不鸣叫，可以通过控制单片机引脚方波输出形式控制蜂鸣器的鸣叫方式。电阻为限流电阻，保护作用。

系统软件设计

#include //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include
#include 
#include "delay.h"
#include "rc522.h"
#include "1602.h"

sbit buzzer =P1^1;	//引脚定义

/********************/
unsigned char cardTab[4]={0x52,0x80,0xe3,0x73};	 //该出修改有效卡ID号
/********************/

unsigned char UID[5];	 //暂存卡号
unsigned char Temp[4] ;   //中间变量

unsigned long time_20ms;   //定时计数
char dis0[16];			   //显示数组变量
bit disFlag;			   //显示更新标志
unsigned int timelater =0; //时间延时计数
unsigned char timesNum =0;	//防止抖动计数
unsigned char startFlag = 0;  //开始计数标志

void Init_Timer0(void);
void uartSendStr(unsigned char *s,unsigned char length);
void UART_Init(void);
void uartSendByte(unsigned char dat);

void main (void)
{     
	Init_Timer0();        //定时器0初始化
	UART_Init();

	LCD_Init();           //初始化液晶
	buzzer = 0;
	DelayMs(200);          //延时有助于稳定
	buzzer = 1;
	LCD_Clear(); 

	LCD_Write_String(0,0,"My Designer !");//显示第一行

	uartSendStr("ready ok!",9);
	PcdReset();//复位RC522
	PcdAntennaOn();//开启天线发射 
	timesNum = 3;
	while (1)         //主循环
	{
	 	if(PcdRequest(0x52,Temp)==MI_OK)
	    {
	      if(PcdAnticoll(UID)==MI_OK)
	      { 
		  	uartSendByte(0x00);
			uartSendStr(UID,4);//上报卡号	
			uartSendByte(0x00);
			if((UID[0]==cardTab[0])&&(UID[1]==cardTab[1])) //确定卡 通过
			{
				if(timesNum>2)		 //防止抖动大于1s后刷卡有效
				{
					startFlag++;		//开始计数
					if(startFlag<6)		  //开始计数标志最多计数5次
					{
						timelater=timelater+5;//时间延时
					}				
					buzzer =0;		//刷卡成功标志
					DelayMs(10);
					buzzer =1;
					timesNum = 0; //清楚消抖计数				
				}
			}   
	      }
	    }
		if(disFlag == 1)	 //定时更新显示
		{
			sprintf(dis0,"Time:%02d s",timelater);//打印要显示的数据
			LCD_Write_String(0,1,dis0);//显示第二行
			disFlag = 1;   //清除标志
		}
	}
}

void Init_Timer0(void)
{
	TMOD |= 0x01;	  //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响		     
	TH0=(65536-20000)/256;		  //重新赋值 20ms
	TL0=(65536-20000)%256;
	EA=1;            //总中断打开
	ET0=1;           //定时器中断打开
	TR0=1;           //定时器开关打开
}

void Timer0_isr(void) interrupt 1 
{
	TH0=(65536-20000)/256;		  //重新赋值 20ms
	TL0=(65536-20000)%256;	
	time_20ms++;
	if(time_20ms%10==0)		   //定时显示
	{disFlag =1;timesNum++;}
	if(time_20ms%48==0)		   //1s定时
	{
		
		if(startFlag != 0)	   //刷卡成功标志
		{
			if(timelater>0)	  //延时计数时间--
			{timelater--;}
			else
			{buzzer=0;startFlag=0;}	//时间到进入下次循环	
		}
	}
}

.

链接：https://pan.baidu.com/s/1BfuZgerapvL-UCI2p65hGg
提取码：dd93

.