1車庫門禁集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
目前，車庫門禁系統(tǒng)的遙控操作，大多運(yùn)用PT2262／PT2272編譯碼技術(shù)，并借助315 MHz或433 MHz射頻網(wǎng)絡(luò)對車庫門實(shí)現(xiàn)開與關(guān)的控制。PT2262／2272在遙控編譯碼操作中，務(wù)必保證地址碼的一致性，當(dāng)采用一個遙控編碼芯片控制多個解碼芯片時，就需要對不同解碼芯片進(jìn)行相應(yīng)地址碼的切換，實(shí)際應(yīng)用中可以采用繼電器觸點(diǎn)和三態(tài)門兩種切換方式，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)頻繁切換地址碼時，多位地址代碼中只要含有“01”或“10”的形式，幾次或幾十次連續(xù)遙控操作后，地址碼的*性將破壞，無法完成遙控編、譯碼功能。所以，當(dāng)“單點(diǎn)”對“多點(diǎn)”控制且采用PT2272譯碼操作時，切實(shí)可行的手段就是借助單片機(jī)技術(shù)模PT2262編碼。
車庫門禁集中控制系統(tǒng)采用單片機(jī)模擬編碼，對于接收譯碼既可以是PT2272硬件譯碼方式，也可以是單片機(jī)軟件譯碼方式。如圖1所示，車庫門禁集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，分五個基本單元：鍵盤、微處理器基本系統(tǒng)、非易失性SRAM、顯示、315 MHz發(fā)射模塊．鍵盤實(shí)現(xiàn)地址碼與數(shù)據(jù)碼的輸入給定；微處理器基本系統(tǒng)主要是模擬PT2262產(chǎn)生8位地址碼、4位數(shù)據(jù)碼和同步碼的調(diào)制信號，通過光電隔離驅(qū)動315 MHz發(fā)射模塊；車庫狀態(tài)信息通過雙色LED指示，如紅色代表車庫已存車，綠色代表車庫未存車，所有車庫的狀態(tài)信息一方面通過非易失性DS1225SRAM保存，另一方面通過LCD滾動顯示，以實(shí)現(xiàn)車庫集中動態(tài)管理。
圖1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖
2硬件設(shè)計
2．1單片機(jī)及其外圍電路
單片機(jī)選型采用MCS51系列單片機(jī)，考慮到微處理器的抗*力以及源代碼容量，選用flash ROM為8K的STC89C52作為系統(tǒng)的控制器，硬件接口電路如圖2．由于鍵盤輸入需要提供0-9十個數(shù)字以及開門、關(guān)門、暫停、解密、在庫等5個功能按鍵，P1口作為用戶4x4矩陣鍵盤輸入接口，并通過CD4046產(chǎn)生鍵盤使能信號形成外部中斷。
圖2單片機(jī)及其外圍電路
微處理器晶振頻率的選擇較為重要，考慮到軟件模擬編碼，對于硬件譯碼的方式，晶振頻率的高與低，對編譯碼影響的關(guān)系并不大；但對于軟件譯碼方式，時序要求較高，晶振頻率較高比較理想。這里選用24 MHz晶振，擴(kuò)展的可編程并行口82C55zui多可以提供24個I／O 口，用于雙色LED顯示使能。由于每個車庫狀態(tài)對應(yīng)于一個紅綠雙色二極管，當(dāng)車庫有車時，二極管為紅色，車庫處于空閑狀態(tài)時，一極管為綠色，可見車庫存車狀況要么已存車，要么未存車，是一種“乒乓”方式。考慮到LED 總處于顯示狀態(tài)，即便一個LED只需要5 mA的電流，則要求82C55提供至少600 mW 的輸出功率，可見82C55輸出口同時驅(qū)動24個LED 顯示是不現(xiàn)實(shí)的，這里在82C55的輸出口接一個反相器如74LS06以提供顯示驅(qū)動，如圖3雙色LED顯示電路圖所示，當(dāng)A點(diǎn)為高電平，B 點(diǎn)為低電平，二極管發(fā)紅色光，反之，當(dāng)A點(diǎn)為低電平，B點(diǎn)為高電平，二極管發(fā)綠色光。82C55的片選端CS接單片機(jī)的P2．6。而實(shí)際設(shè)計中共需要25個雙色LED顯示驅(qū)動，則直接采用單片機(jī)的P2．7實(shí)現(xiàn)一位雙色LED顯示驅(qū)動。
圖3 雙色LED顯示電路示意圖
LED只能對單一車庫的存車狀態(tài)給予指示，對于全部車庫存車動態(tài)信息采用LCD給予宏觀顯示．LCD選用SMG12864A，其內(nèi)核為ST7920，內(nèi)置中文字庫，采用I／O口控制方式，8位數(shù)據(jù)并行口接單片機(jī)P0口，控制線RS、R／W、E和RST分別接單片機(jī)的P3．0、P3．1、P3．3和復(fù)位電路高電平輸出。系統(tǒng)上電時，LCD復(fù)位，當(dāng)E為高電平，LCD使能，RS為數(shù)據(jù)和命令選擇端，RS=I時，為讀寫數(shù)據(jù)，RS=0時，表示讀寫指令或讀狀態(tài)字，R／w=1進(jìn)行讀操作，R／W=0進(jìn)行寫操作。鍵盤若無任何操作，LCD滾動顯示在庫庫號和空庫庫號信息。
為了避免系統(tǒng)掉電時，車庫狀態(tài)集中管理信息丟失，設(shè)計時擴(kuò)展了非易失性SRAM 芯片DSl22D，它可以在沒有外部電源的情況下zui少可以保存數(shù)據(jù)l0年，掉電期間數(shù)據(jù)被自動保護(hù)，并且，沒有寫次數(shù)限制，DS122D 的片選端 接單片機(jī)的P2．5。
2．2315MHz射頻單元 單片機(jī)比對PT2262編碼方式模擬的數(shù)據(jù)輸出信號，由P2．4通過光耦TIL117隔離后與發(fā)射模塊相連。射頻模塊選用深圳科訊生輝公司制作的315MHz或433 MHz的ASK發(fā)射模塊，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，繞射距離相對較遠(yuǎn)，空曠發(fā)射距離更遠(yuǎn)，這也是一般ASK發(fā)射模塊所不及的。該模塊采用9 V供電，聲表諧振器SAW 穩(wěn)頻，兩級放大的大功率發(fā)射驅(qū)動，保證了較好的發(fā)射距離。
考慮到射頻模塊對單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的影響，P2．4輸出的數(shù)據(jù)通過同軸電纜引出，對射頻單元采取屏蔽措施，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3系統(tǒng)軟件設(shè)計
3．1系統(tǒng)初始化
系統(tǒng)的初始化主要是：P1口賦0FOH；單片機(jī)定時器TO定義為方式1；外部中斷0定義為邊沿觸發(fā)方式；82C55的A、B、C口定義為方式0輸出模式；SMG12864A的初始化。
3．2模擬PT2262編碼生成 PT2262及其兼容芯片一幀數(shù)據(jù)包括12位地址／數(shù)據(jù)碼和同步碼．本設(shè)計一幀數(shù)據(jù)的格式為8位地址碼，4位數(shù)據(jù)碼和同步碼，1位地址／數(shù)據(jù)寬度位是32個振蕩周期ɑ，如圖4所示，PT2262編碼時序圖，位0、位1和高組態(tài)f通過改變脈沖占空比的不同區(qū)分，其中位0在32個振蕩周期ɑ中由兩個占空比為0．25的脈沖所組成；位1在32個振蕩周期中由兩個占空比為0．75的脈沖所組成；位f在32個振蕩周期ɑ中由占空比為0．25和占空比為0．75的兩個脈沖所組成。
如圖5所示，PT2262同步碼時序圖，同步碼在128個振蕩周期ɑ內(nèi)，其占空比為1／32，且先高電平后低電平模式。本設(shè)計中振蕩周期ɑ為50μs，系統(tǒng)每次重復(fù)發(fā)送4幀數(shù)據(jù)以確保接收能正確識別。
圖4 PT2262編碼時序圖
圖5 PT2262同步碼時序圖
3．3程序流程圖
圖6主程序流程圖
圖7中斷服務(wù)程序流程圖
系統(tǒng)程序包含三部分：鍵盤掃描、模擬編碼生成、LCD顯示，源代碼采用C51編寫。主程序流程如圖6所示，上電后系統(tǒng)初始化，從DS1225中讀出關(guān)電源前各車庫狀態(tài)，刷新LED指示，每隔一段時間對系統(tǒng)“名稱界面1”、“空車庫號統(tǒng)計界面2”、“車在庫號統(tǒng)計界面3”滾動顯示。統(tǒng)計界面一屏可顯示l5個車庫號，當(dāng)空車庫號統(tǒng)計數(shù)或車在庫號統(tǒng)計數(shù)超過l5，則需要相應(yīng)界面的統(tǒng)計內(nèi)容更新。為了確保顯示界面美觀，對LCD操作時需要暫時關(guān)閉外部中斷。鍵盤輸入時，響應(yīng)外部中斷0服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序流程如圖7所示。掃描鍵盤，獲取數(shù)字鍵與功能鍵的鍵值，顯示車庫號，并生成模擬2262的數(shù)據(jù)幀，即地址碼+數(shù)據(jù)碼+同步碼，執(zhí)行開門、關(guān)門、暫停、解密等命令。
4結(jié)論 本設(shè)計基于單片機(jī)軟件模擬PT2262編碼，實(shí)現(xiàn)了對多車庫門的遙控操作，改變了原有單一門禁遙控操作方式，并提供了良好的人機(jī)界面，便于操作，達(dá)到了車庫門禁集中控制目的。實(shí)踐證明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，對現(xiàn)有的門禁遙控改造有較好的推廣價值。
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