1 系统功能介绍
本设计题目为 基于51单片机射频RFID停车刷卡计时收费系统设计，旨在实现停车场车辆的刷卡计时和收费管理。系统通过单片机控制，结合 RFID 射频识别技术、LCD1602 显示以及蜂鸣器报警，实现停车时间的智能计时、累加及超时提醒功能。
系统的主要功能如下：
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RFID刷卡计时
- 系统通过 RFID 模块读取车辆刷卡信息；
- 用户刷卡一次，计时器开始倒计时 5 秒；
- 用户可以连续刷卡，每次增加 5 秒倒计时，总共允许刷 5 次，最大计时 25 秒；
- 倒计时实时在 LCD1602 上显示，便于用户和管理员查看剩余时间。
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超时报警
- 当倒计时结束时，蜂鸣器会长鸣报警，提醒管理员或用户停车时间已到；
- 系统可以通过蜂鸣器声音长度区分不同状态，增加提示效果。
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LCD1602 显示功能
- 实时显示剩余时间及刷卡次数，清晰直观；
- 提供人机交互界面，便于监控停车计时状态。
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系统可扩展性
- 可以增加数据记录模块，将刷卡时间和次数存入存储芯片，实现收费统计；
- 可以结合继电器或电动门控制，实现自动放行或停车门控制。
2 系统电路设计
系统硬件由 STC89C52 单片机核心电路、RFID 模块、LCD1602 显示模块、蜂鸣器报警模块、电源电路 组成，下面详细介绍各模块设计。
2.1 单片机核心电路
系统采用 STC89C52 单片机作为主控芯片，其特点和作用如下：
- 内置 8KB Flash 和 256B RAM，满足刷卡计时、倒计时和显示逻辑需求；
- 拥有丰富的 I/O 端口，可同时控制 RFID 模块、蜂鸣器、LCD1602 显示器；
- 支持定时器和中断，可实现精确的倒计时和超时报警功能；
- 工作电压 5V，适合低功耗设计。
在系统中，单片机负责：
- RFID 信号采集与识别；
- 倒计时逻辑控制；
- LCD1602 显示剩余时间和刷卡次数；
- 蜂鸣器报警控制。
2.2 RFID 模块电路
RFID 模块用于实现刷卡识别：
- 常用模块为 RC522 或 MFRC522，通过 SPI 接口与单片机通信；
- 模块输出刷卡信号，单片机识别卡号，实现计时累加功能；
- 用户每次刷卡后，模块向单片机发送中断信号，触发计时累加逻辑。
2.3 LCD1602 液晶显示电路
LCD1602 用于显示倒计时和刷卡次数，特点如下：
- 采用 4 位数据接口，节省 I/O 口资源；
- 可显示字符和数字，清晰直观；
- 实时刷新剩余时间及累计刷卡次数，便于用户查看；
- 提供初始化、光标定位和数字显示函数，便于软件控制。
2.4 蜂鸣器报警电路
蜂鸣器用于超时报警：
- 由单片机控制高低电平驱动；
- 当倒计时结束时，蜂鸣器发出长鸣提示；
- 可根据设计要求调整报警持续时间和响声频率；
- 与单片机 I/O 口连接，直接控制输出。
2.5 电源电路
系统电源设计要求稳定、低干扰：
- 使用 7805 稳压芯片提供 5V 稳定电压；
- 输入电压可为 7~12V DC，经过稳压和滤波后供单片机及各模块使用；
- 电源电容滤波器保证系统运行平稳，防止计时误差或显示异常。
3 程序设计
程序设计采用 C 语言，在 Keil IDE 环境下开发，通过 STC-ISP 下载到 STC89C52 单片机。程序主要模块包括：
- 主程序：初始化硬件，循环检测刷卡和倒计时逻辑；
- RFID 刷卡识别程序：读取刷卡信息，实现计时累加；
- 倒计时程序：控制剩余时间显示及计数器逻辑；
- LCD 显示程序：实时显示倒计时及刷卡次数；
- 蜂鸣器报警程序：倒计时结束时发出长鸣提示。
3.1 主程序框架
#include <reg52.h>
#include "lcd1602.h"
#include "delay.h"
#include "rfid.h"sbit Buzzer = P1^0;unsigned int timer = 0;
unsigned char swipe_count = 0;void main()
{LCD_Init();RFID_Init();Buzzer = 0;while(1){if(RFID_Swipe_Detected()){if(swipe_count < 5){timer += 5; // 每次刷卡增加5秒swipe_count++;LCD_Update(timer, swipe_count);}}if(timer > 0){Delay_ms(1000);timer--;LCD_Update(timer, swipe_count);}else{Buzzer = 1; // 倒计时结束，蜂鸣器报警}}
}
3.2 RFID 刷卡识别程序
bit RFID_Swipe_Detected(void)
{if(RFID_Read()) // 读取到刷卡信号{return 1;}else{return 0;}
}
3.3 LCD1602 显示程序
void LCD_Update(unsigned int time, unsigned char count)
{LCD_Clear();LCD_SetCursor(0,0);LCD_PrintString("Time Left:");LCD_PrintNumber(time);LCD_SetCursor(1,0);LCD_PrintString("Swipe Count:");LCD_PrintNumber(count);
}
3.4 蜂鸣器报警程序
void Buzzer_Alarm(void)
{Buzzer = 1; // 高电平发声Delay_ms(5000); // 持续5秒报警Buzzer = 0;
}
4 总结
本设计通过 STC89C52 单片机实现 RFID 停车刷卡计时功能，结合 LCD1602 显示和蜂鸣器报警，完成了智能化停车时间管理。系统的主要特点如下：
- 刷卡累加计时：支持最多刷 5 次，每次增加 5 秒，便于灵活收费管理；
- 倒计时显示：LCD1602 实时显示剩余时间和刷卡次数，用户可直观了解停车状态；
- 超时报警：倒计时结束时蜂鸣器发声提醒，确保管理员或用户知晓超时情况；
- 模块化设计：单片机、RFID 模块、LCD 显示、蜂鸣器独立控制，便于后续扩展；
- 可扩展性强：可增加存储模块、门禁控制或远程通信，实现自动计费和管理。
该系统不仅适用于小型停车场收费管理，也可扩展到智能门禁、图书馆借阅计时、工厂设备使用计时等场景，具有较高的实用性和推广价值。
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