1 系统功能介绍

本系统是一个 基于 STM32 单片机的智能 RFID 刷卡车位锁桩控制系统，其设计理念来源于现实中智能停车场的车位锁桩管理。通过 RFID 刷卡认证、LCD1602 显示、继电器控制以及按键辅助操作，实现对车位的安全管理。该系统不仅模拟了车辆驶入与驶出的流程，还能通过单片机智能判断车位状态，并且提供简洁的人机交互界面。

主要功能如下：

车位入口控制
- 系统正常状态下，车位桩处于关闭状态（继电器闭合），其他车辆无法进入；
- 当车辆用户刷有效 RFID 卡后，继电器断开，车位桩升起或解锁，允许车辆驶入车位。
车辆驶入确认与车位锁定
- 当车辆驶入后，用户可以通过按键再次控制继电器，使车位桩恢复闭合状态；
- 此时车辆被锁定在车位中，防止其他车辆占用该车位。
LCD1602 显示信息
- 系统启动时显示欢迎界面与状态信息；
- 显示车位状态（空闲/已占用/刷卡成功/非法卡片等）；
- 显示用户刷卡认证结果。
安全与扩展
- 只有合法 RFID 卡能够打开继电器，非法卡片无效；
- 可扩展多用户卡绑定功能，实现多个车主共享系统；
- 可扩展至远程控制，例如结合蓝牙、WIFI，实现 APP 控制。

该系统在停车场车位管理、私人车位防止外车占用等场景具有实际应用价值。

2 系统电路设计

2.1 STM32 最小系统

本设计选用 STM32F103C8T6 作为核心控制单片机，具有 ARM Cortex-M3 内核，主频 72MHz，内置丰富的外设接口，能够轻松应对 RFID 通信、LCD 显示和继电器控制等任务。

电源电路：使用 AMS1117 稳压芯片，将 5V 转换为 3.3V，供单片机与部分外设使用；
晶振电路：采用 8MHz 外部晶振，保证系统运行稳定；
复位电路：包括上电复位和手动复位按键。

2.2 RFID 模块电路

采用 MFRC522 RFID 模块，支持 13.56MHz 频率的 Mifare S50/S70 卡。其主要功能：

通过 SPI 接口与 STM32 通信；
读取卡片 UID（唯一序列号），作为用户身份认证；
可扩展读写卡片数据，用于存储用户信息。

2.3 LCD1602 显示模块

LCD1602 液晶显示屏用于实时显示系统状态和用户操作提示：

系统启动时显示“Welcome”；
显示车位状态：“车位空闲”、“刷卡成功，车位解锁”；
显示非法卡提示：“非法卡片”；
显示按键操作结果：“车位锁定完成”。
LCD1602 通过并口与 STM32 连接，利用 GPIO 控制 RS、RW、EN 以及数据线。

2.4 按键电路

设计了一个主要控制按键：

锁定按键：车辆驶入后按下，用于重新闭合继电器，完成车位锁定；
按键采用下拉电阻防抖处理，确保触发可靠。

2.5 继电器驱动电路

继电器用于模拟 车位桩的开关控制：

正常状态下继电器闭合，车桩处于关闭状态，禁止进入；
刷卡成功后继电器断开，车桩打开，车辆进入车位；
按键确认后继电器再次闭合，车位锁定。
为防止电流冲击，继电器驱动端口增加 三极管驱动和二极管续流保护。

3 程序设计

3.1 主程序框架

#include "stm32f10x.h"
#include "lcd1602.h"
#include "rc522.h"
#include "relay.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"u8 CardID[5];          // 存放读取的卡号
u8 MasterCard[5] = {0x12,0x34,0x56,0x78,0x90}; // 预设合法卡
int CarStatus = 0;     // 0-空闲 1-已解锁 2-已锁定int main(void)
{SystemInit();LCD_Init();RC522_Init();Relay_Init();Key_Init();Delay_Init();LCD_ShowString(0,0,"Welcome Parking");Relay_Lock();   // 默认锁定while(1){Check_Card();Key_Process();}
}

3.2 RFID 刷卡识别程序

void Check_Card(void)
{if(RC522_Check(CardID) == MI_OK)   // 检测到卡片{if(Compare_Card(CardID, MasterCard)) // 合法卡{LCD_Clear();LCD_ShowString(0,0,"Card Success!");Relay_Unlock();   // 打开继电器CarStatus = 1;}else   // 非法卡{LCD_Clear();LCD_ShowString(0,0,"Invalid Card!");}}
}int Compare_Card(u8 *card1, u8 *card2)
{for(int i=0;i<5;i++){if(card1[i] != card2[i]) return 0;}return 1;
}

3.3 按键控制逻辑

void Key_Process(void)
{if(Key_Scan() == KEY0_PRES)  // 按下按键{if(CarStatus == 1)  // 已解锁状态{Relay_Lock();   // 重新闭合继电器LCD_Clear();LCD_ShowString(0,0,"Car Locked!");CarStatus = 2;}}
}

3.4 继电器驱动程序

void Relay_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // 默认上锁
}void Relay_Lock(void)
{GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // 继电器闭合
}void Relay_Unlock(void)
{GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // 继电器断开
}