【正文】 設(shè)計（論文）5 主要功能模塊的簡介 控制器模塊 主控板模塊主要包含了單片機系統(tǒng)和組合按鍵及顯示模塊，其具有 IO 雙向輸入輸出端口的功能，具有接受信號、處理信號、輸出信號的功能，同時也能夠?qū)⑺@示的狀態(tài)表示出來，經(jīng)過編程實現(xiàn)使其具有智能化、人性化的特征。蘇州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）4 組成框圖 控制器母板單片機微波接近式檢測模塊熱釋電紅外人體檢測模塊對射紅外模塊（門內(nèi)檢測部分）電機控制模塊（控制部分）開關(guān)?？刂瓢粹o及門狀態(tài)讀取按鈕開關(guān)停狀態(tài)顯示電源及IO接口圖 組成框圖正如上圖所示，根據(jù)設(shè)計思想所要完成的功能，該電動門控制器可分為三大模塊，包括：①電機控制 ②傳感檢測 ③控制處理。單片機接受并處理。控制器模塊我們在上添加了四個按鍵按鈕主要功能是實現(xiàn)電動移門的開、關(guān)、停的控制。同時設(shè)計了三個按鈕分別為開關(guān)停，其中停止按鈕是特殊情況時所采用的功能。為了方便廣大用戶，大量地方采用移門，許多電動門都不具有防夾功能，容易造成對群眾尤其是兒童的傷害。電源和其他相關(guān)電動移門設(shè)備：電源是負責整個電動移門系統(tǒng)的能源，是一個非常重要的組成部分（電動移門系統(tǒng)如若無電源，整個電動移門系統(tǒng)如同成癱瘓狀態(tài)）。主要用于讀取防夾的信號。它驗證門禁傳感器輸入信息的可靠性，并根據(jù)出入規(guī)則判斷其有效性，如若有效則對執(zhí)行部件發(fā)出動作信號。紅外檢測防夾方式主要又有對射紅外，熱釋電紅外等多種方式。它作為一種新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，集自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，涉及電子、機械、光學(xué)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。為了實現(xiàn)安全性的進一步提高主要采用對射紅外和熱釋電紅外傳感與微波接近的三種傳感互補處理方式。電動移門的防夾設(shè)計成為了人們最為關(guān)心的問題。電動移門的防夾檢測系統(tǒng)包含三大組成部分，其一是控制器部分，其二是傳感器部分，其三是電機控制部分。但對射紅外的處理范圍的局限性，微波接近只對運動中物和人才有感應(yīng)同時金屬對其有屏蔽的局限性，以及熱釋電紅外傳感器只對有體溫的人或動物才起到感應(yīng)的局限性，在考慮安全性能的前提下采用三種互補工作的方式提高電動移門的安全性能。電動移門系統(tǒng)通過在建筑物內(nèi)的主要出入口、電梯廳、設(shè)備控制中心機房、貴重物品的庫房等重要部門的通道口安裝門磁、電控鎖或控制器、讀卡器等控制裝置，而其電動移門系統(tǒng)的防夾設(shè)計尤為重要，在這些人流量繁雜的地點安全問題是首要也是最重要最需要解決的問題。 電動移門系統(tǒng)的防夾設(shè)計常規(guī)由總控制器、　電動移門傳感電路、電機控制電路、電源和其他相關(guān)　電動移門設(shè)備幾部分組成?！‰妱右崎T控制器性能的好壞直接影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定，而系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響著用戶的生命和安全。電機控制電路：　電動移門系統(tǒng)的開關(guān)門的控制電路，這個電路涉及弱電控制強電的設(shè)計思想，同時也保障著電動門的正常運行。其他電動移門設(shè)備如緊急出門按鈕，按一下打開開門設(shè)備，適用于對出門無限制的情況；等等諸如此類。目的對人們的日常生活帶來方便也保障安全，這對我國科技進步與生活安全問題擁有重大的意義。移動門的驅(qū)動電機為交流單相電機，220V，200W。另外我們還曾加了一個彈簧按鍵，主要是用來通知 CPU 門是否關(guān)好，如果關(guān)好就關(guān)閉電機的電源。于此同時，同時檢測三個傳感器的端口信號，當同時無信號輸出時，單片機控制開門狀態(tài)顯示燈關(guān)閉，關(guān)門狀態(tài)顯示燈點亮，控制電機反轉(zhuǎn)，門關(guān)起的同時檢測三個傳感模塊的傳感信號，此時這三個傳感模塊起邏輯或的關(guān)系，當其中任意一個或多個有信號輸出時關(guān)門的狀態(tài)顯示燈關(guān)閉，開門的狀態(tài)顯示燈點亮，同時電機正轉(zhuǎn)門開啟。除了這三大模塊外，該電動門控制器還具有緊急狀態(tài)控制器。圖 控制器模塊內(nèi)部框圖 對射紅外檢測模塊對射紅外檢測模塊是由對射紅外傳感器，利用紅外傳感器的光感來實現(xiàn)電平的變化，同時應(yīng)用運算放大器用來做電壓比較器，使用電位器來調(diào)節(jié)基準電壓的變化，從而實現(xiàn)紅外傳感器傳感距離的微調(diào)。PIR菲涅爾透鏡 BISS0001及其外圍電路開關(guān)量輸出進單片機蘇州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）7 電機驅(qū)動控制模塊用單片機控制電機驅(qū)動往往會涉及弱電控制強電問題，這里我們用光電耦來實現(xiàn)光電隔離同時利用繼電器來實現(xiàn)隔離系統(tǒng)，同時用一個三極管來實現(xiàn)開關(guān)作用，利用二極管來保護電路?？梢赃@么打個比方主控板相當于電動移門防夾系統(tǒng)的大腦。如下圖所示準雙向口：圖 準雙向口蘇州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）10STC89C52RC 復(fù)位模式有四種模式，分別為外部 RST 引腳復(fù)位，軟件復(fù)位，上電復(fù)位/掉電復(fù)位，看門狗復(fù)位。同時也引出了一排插針用來處理單片機接受的開關(guān)信號而這些信號主要來自于三個傳感器模塊以及電動移門的開啟與關(guān)閉狀態(tài)的反饋開關(guān)量，以及電機控制端口。蘇州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）11 對射紅外檢測部分紅外對射檢測模塊的功能主要是采集防夾門中的開關(guān)信號，比如當有人和物體在門中停留或行走時會擋住紅外對射的路線從而檢測到開關(guān)信號，總而言之其主要是起到一個檢測防夾門內(nèi)是否有人和物的一個功能，有人或物的話會輸出一個開關(guān)量給單片機。LM393 特點：.電源電壓范圍寬: .差模輸入電壓范圍等于電源電壓。而我采用的 LM393 驅(qū)動方式是驅(qū)動 TTL 的方式這里還有多種驅(qū)動方式可以一起總結(jié)為以下幾種關(guān)于 LM393 外部驅(qū)動電路的組成方式。 熱釋電紅外人體檢測模塊熱釋電紅外檢測模塊檢測的主要功能是用來檢測一段范圍內(nèi)是否有人體活動，若是有人體活動會產(chǎn)生一個開關(guān)量信號，并送給單片機，與對射紅外、微波接近相輔相成，提高防夾功能的安全性。圖 透鏡范圍介紹BIS0001 選型與簡介：特點：CMOS 數(shù)?；旌蠈Ｓ秒娐?，具有獨立的高輸入阻抗運算放大器，可與多種傳感器匹配進行信號預(yù)處理，雙向鑒幅器可以有效的抑制干擾，內(nèi)設(shè)延時時間計時器和封鎖時間計時器，結(jié)構(gòu)新穎穩(wěn)定可靠調(diào)節(jié)范圍寬，內(nèi)置參考電源，工作范圍寬+3v~+5v。其引腳功能如下所示：VDD 工作電源正端范圍 3~5v。1in 第一級運算放大器反向輸入端。2out 第二級運算放大器的輸出端。Vrf 參考電壓及重定輸入端。V0 控制信號輸出端，由 V5 的上跳變沿觸發(fā)使 V0 從低電平跳到高電平時為有效觸發(fā)，在輸出延時 TX 之處和 V5 無上跳變時 V0 為低電平狀態(tài)。TI 約等于 24R2C2。由于 VH 約等于 ,VL 約等于 ，所以當 VDD=5v 時可以有效的解決正負 1v 的外部信號干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。在 TI 周期范圍內(nèi)任何 V2變化都不能使 V0 為有效狀態(tài)。圖 可觸發(fā)方式下各點變化波形圖在 VC=0 或 A=0 期間，V5 不能觸發(fā) V0 為有效狀態(tài)。下面是 BISS0001 的極限參數(shù)（VSS=0v） 到+6v； 到+6v（VDD=6V） ；各引出端最大電流正負10mA（VDD=5V） ；工作溫度范圍10 度到正 70 度；存放溫度負 65 度到正 150 度；以下圖來表示其電氣參數(shù)：圖 電氣常數(shù)綜上所述為紅外 ic 處理芯片的具體介紹。同時通過延時器組成了熱電釋人體識別的的電路。非常適合在倉庫、商場、博物館或者金融部門等場合作為人體或者物體移動檢測傳感頭使用，具有安裝隱蔽、監(jiān)控范圍大、系統(tǒng)成本低的優(yōu)點。而后，在感應(yīng)范圍內(nèi)，檢測到有物體移動，繼電器有 1 秒至 3 分鐘(時間可調(diào))的信號輸出。 接線端子說明如下： 1. 藍色線繼電器輸出端 1 2 3. 紅色線 電源正極(＋12V） (GND) 使用注意事項： (1) 微波傳感器產(chǎn)生的微波信號在傳輸、反射接收以及放大處理過程中可能引起微量噪波，過分提高靈敏度將引起噪波誤觸發(fā)，TRIS972 可以探測 12 米遠處的人體或者物體移動，只是太靈敏，容易引起誤報，一般建議用戶在 7 米以內(nèi)使用，正常調(diào)節(jié)靈敏度電位器在 5 米處移動 3～4 步被觸發(fā)為佳。同時電機驅(qū)動電路主要是實現(xiàn)了一種弱電控制強電的功能，保障了電路的安全性。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖簡單明了如下圖所示：這里我們采用的四腳封裝模式，其實它還具有 6 腳封裝與 8 腳封裝模式同時可列出如下圖： 圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 另外我們這里介紹繼電器的選擇與簡介：繼電器的選擇是多方向的，但我們需要根據(jù)實際情況來選擇繼電器器件，選擇前的第一步首先要明確繼電器所處的工作環(huán)境，那就是說工作電壓，工作的功率，還有就是選擇蘇州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）24是單刀雙振還是單刀單振方式以及單刀多振方式等。當然我也可以用測試法。 但 到 這 時 ， 要 注 意 所 用 的 萬 用 表 筆 的 極 性 ， 如 果 是 紅 表筆 接 的 是 基 極 b。 在 阻 值 小 的 一 次 測 量 中 ， 黑 表 筆 所 接 管 腳 為集 電 極 ； 在 阻 值 較 大 的 一 次 測 量 中 ， 黑 表 筆 所 接 管 腳 為 發(fā) 射 極 。在單片機輸入端口端當為高電平時光電耦的輸出端沒有電壓通過 8050 應(yīng)為三級管一個特性是發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，而這時的基級輸入電壓等于 0 所以三極管不能工作從而射級電壓小于 220V,而后繼電器會跳到開關(guān)2，當單片機的輸入端口為低電平時，光電耦工作從而光電耦的三腳輸出電壓為 220v 經(jīng)過 8050 集電極反偏從而產(chǎn)生集電極電壓從而繼電器不在工作從而開關(guān)保持在開關(guān) 1,而我們同時在繼電器上方加了一個二極管其實是啟電路保護作用。Uc17JRELAY3esVC+5vQ8KGNDiodM4二9laySPT單片機控制端口正反轉(zhuǎn)單片機控制端口電機啟動電機正轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)電機啟動蘇州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）27第四章 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計主要包含了三個模塊一個是主程序模塊，第二個是防夾模塊，第三個是電機驅(qū)動模塊。amp。繼續(xù)檢續(xù)檢測三個開關(guān)量，若其中任何一個檢測到開關(guān)量，這里是邏輯或的關(guān)系，則電機控制程序中會控制開門，若三個都不存在開關(guān)量則繼續(xù)關(guān)門，直至門狀態(tài)控制器的彈簧開關(guān)檢測到開關(guān)量高電平則表示此時門已經(jīng)關(guān)閉，則電機的電源開關(guān)關(guān)閉，所有狀態(tài)顯示燈關(guān)閉，若未關(guān)閉繼續(xù)循環(huán)直至最終關(guān)閉。 對射紅外電路調(diào)試對射紅電路在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)將距離改變后會產(chǎn)生感應(yīng)器感應(yīng)電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這里我們采用 LM393 解決了這一問題，LM393 在這里主要起著電壓比較器的作用，而我們在它的反向輸入端加一個電位器用來調(diào)節(jié)基準比較電壓的大小從而解決了上述問題。但是還是需要對電機的控制電壓來選擇繼電器型號。編程最終生成 HEX 文件，再由 STC 燒錄文件燒錄到單片機中。3 存在的問題和改進用于本人的設(shè)計經(jīng)驗與眼光的受限，此電動移門的防夾設(shè)計還需多處改進之處，在防夾過程中有許多余的硬件資源被浪費，同時防夾硬件的穩(wěn)定性得不到全面的肯定，在高溫或低溫的環(huán)境下不能完全的肯定與保障安全工作，還有就是采用的都是傳統(tǒng)的傳感方式，沒有得到創(chuàng)新，以一種另類的傳感方式來實現(xiàn)信息的采集。同時安全問題已然已成為社會最主要問題的今天，自動化控制的發(fā)展是不可避免的，同時我們也需要保障安全的大前提下完成自動化的設(shè)計，而防夾門的應(yīng)用，多用于辦公地點，倉庫，酒店，銀行等多處地點的今天，這些人流量巨大的場所所帶來的安全問題不容忽視，所以我們的電動移門的防夾設(shè)計前景廣泛。蘇州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）35致謝“電動移門防夾設(shè)計”的畢業(yè)設(shè)計終于完成了，可以說是在蘇州大學(xué)學(xué)習過程中一個美好的答卷。正是由于老師的指導(dǎo)與幫助才能夠讓我在設(shè)計過程中少走很多彎路，同時也看到了自身很多不足之處，需要加以學(xué)習與改進，在以后的學(xué)習與工作