一、系統方案

系統設計將軟件設計內容分為了五大模塊，分別是進入、駛出傳感器檢測、液晶顯示、LED模塊、蜂鳴器報警電路、按鍵模塊，系統將其進行分別設計，接通電源之后，單片機分別向LCD1602液晶顯示器和按鍵發出初始化指令，初始化結束后，進行按鍵掃描，若檢測到按鍵信號，處理按鍵對應操作，無論是否有按鍵信號，都會繼續進行下一步，然后進入、駛出傳感器檢測車輛數量，如果車輛數大于16，蜂鳴器報警，否則停止報警，并在LCD1602液晶顯示器上進入、駛出數量，之后返回到LCD1602液晶顯示器、和按鍵初始化，繼續這個流程，直到斷開電源結束。

二、硬件設計
原理圖如下：

三、單片機軟件設計
1、首先是系統初始化：
beep = 1;
init_1602();

write_string(1,0,"IN : OUT:");
write_string(2,0,"Car: P:");
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
write_74hc595(0);

2、液晶顯示程序
/********************************************************************
* 名稱 : delay_uint()
* 功能 : 小延時。
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void delay_uint(uint q)
{
while(q--);
}

/********************************************************************
* 名稱 : write_com(uchar com)
* 功能 : 1602命令函數
* 輸入 : 輸入的命令值
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void write_com(uchar com)
{
e=0;
rs=0;
rw=0;
P0=com;
delay_uint(3);
e=1;
delay_uint(25);
e=0;
}

/********************************************************************
* 名稱 : write_data(uchar dat)
* 功能 : 1602寫數據函數
* 輸入 : 需要寫入1602的數據
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void write_data(uchar dat)
{
e=0;
rs=1;
rw=0;
P0=dat;
delay_uint(3);
e=1;
delay_uint(25);
e=0;
}

/********************************************************************
* 名稱 : write_sfm2(uchar hang,uchar add,uchar date)
* 功能 : 顯示2位十進制數，如果要讓第一行，第五個字符開始顯示"23" ，調用該函數如下
write_sfm1(1,5,23)
* 輸入 : 行，列，需要輸入1602的數據
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void write_sfm2(uchar hang,uchar add,uint date)
{
if(hang==1)
write_com(0x80+add);
else
write_com(0x80+0x40+add);
if(date >= 100)
{
write_data(0x30+date/100%10);
write_data(0x30+date/10%10);
}
else
{
write_data(' ');
write_data(0x30+date/10%10);
}
write_data(0x30+date%10);
}

/********************************************************************
* 名稱 : write_string(uchar hang,uchar add,uchar *p)
* 功能 : 改變液晶中某位的值，如果要讓第一行，第五個字符開始顯示"ab cd ef" ，調用該函數如下
write_string(1,5,"ab cd ef;")
* 輸入 : 行，列，需要輸入1602的數據
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void write_string(uchar hang,uchar add,uchar *p)
{
if(hang==1)
write_com(0x80+add);
else
write_com(0x80+0x40+add);
while(1)
{
if(*p == '?') break;
write_data(*p);
p++;
}
}

/********************************************************************
* 名稱 : clear_1602()
* 功能 : 清除1602顯示
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void clear_1602()
{
write_string(1,0," ");
write_string(2,0," ");
}

/***********************lcd1602上顯示特定的字符************************/
void write_zifu(uchar hang,uchar add,uchar date)
{
if(hang==1)
write_com(0x80+add);
else
write_com(0x80+0x40+add);
write_data(date);
}

/********************************************************************
* 名稱 : init_1602()
* 功能 : 初始化1602液晶
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void init_1602()
{
write_com(0x38);
write_com(0x0c);
write_com(0x06);
// write_string(1,0," Alcohol: 00mg/L");
// write_string(2,0," BaoJing: 80mg/L");
// write_sfm2(2,9,s_dengji); //顯示酒精等級
}
3、按鍵檢測程序
void key() //獨立按鍵程序
{

if(num_car==16)
{
beep=0;// { beep=0; delay_1ms(200); beep=1;}
}else{
beep = 1;
}

if(!K1) // 汽車進入
{
delay_1ms(20);
if(!K1)
{
while(!K1)
;

if(num_car<16) ?{ num_car++; ?if(num_jin<=255) { num_jin++;} ?}
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
write_74hc595(num_2_led(num_car));
}
}
if(!K2) // // 汽車駛出
{
delay_1ms(20);
if(!K2)
{
while(!K2);
if(num_car>=1) { num_car--; if(num_chu<=255) { num_chu++;} ?}?
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
write_74hc595(num_2_led(num_car));
}
}
}
4、核心算法程序
void write_74hc595(unsigned int num)
{
int i;
ST = 0;
for(i=0; i<16; i++)
{
SH = 0;
if (num & 0x0001)
{
DS = 1;
}
else
{
DS = 0;
}
SH = 1;
num >>= 1;
}
ST = 1;
}

unsigned int num_2_led(unsigned int num)
{
int i;
unsigned int ret=0;
if (num > 16)
return 0xFFFF;
for(i=0;i{
ret |= 1<}
return ret;
}
四、proteus仿真設計
Proteus軟件是一款應用比較廣泛的工具，它可以在沒有硬件平臺的基礎上通過自身的軟件仿真出硬件平臺的運行情況，這樣就可以通過軟件仿真來驗證我們設計的方案有沒有問題，如果有問題，可以重新選擇器件，連接器件，直到達到我們設定的目的，避免我們搭建實物的時候，如果當初選擇的方案有問題，我們器件都已經焊接好了，再去卸載下去，再去焊接新的方案的器件，測試，這樣會浪費人力和物力，也給開發者帶來一定困惑，Proteus仿真軟件就很好的解決這個問題，我們在設計之初，就使用該軟件進行模擬仿真，測試，選擇滿足我們設計的最優方案。最后根據測試沒問題的仿真圖紙，焊接實物，調試，最終完成本設計的作品。
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