【正文】 nd reference value. The Keywords: STC89C52, stepper motor, dotmatrix screen, automatically 目錄 前言 ................................................................ 3 第一章 課題方案介紹 ................................................. 5 課題背景 .................................................... 5 自動伸縮門的介紹 ....................................... 5 單片機(jī)的發(fā)展 ........................................... 5 無錫科技職業(yè)學(xué)院 基于單片機(jī)的自動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計 3 電機(jī)自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展 ........................... 7 課題研究的意義和目的 ........................................ 9 課題研究的要求 .............................................. 9 第二章 自動伸縮門系統(tǒng)方案 .......................................... 10 設(shè)計思想和整體框圖 ......................................... 10 器件的選擇 ................................................. 10 第三章 自動伸縮門的硬件設(shè)計 ........................................ 13 控制器單元的硬件設(shè)計 ....................................... 13 電機(jī)驅(qū)動模塊 ............................................... 16 LED 顯示屏模塊 ............................................. 18 第四章 軟件設(shè)計 ................................................... 20 整體程序流程圖 ............................................. 20 原理圖的繪制 ............................................... 21 Protel99SE 軟件簡介 ................................... 21 電路工程設(shè)計功能 ...................................... 21 系統(tǒng)原理圖 ............................................ 21 第五章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 .............................................. 24 仿真軟件的概述 ............................................. 24 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 ............................................. 24 總結(jié) ............................................................... 27 參考文獻(xiàn)： ......................................................... 28 附錄： ............................................................. 29 前言 隨著科技的不斷發(fā)展，各種各樣的自動門應(yīng)運(yùn)而生，但由于單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，所以單片機(jī)控制的 自動伸縮門在日常生活中，得到了廣泛的應(yīng)用，特別是酒店、銀行、機(jī)場、寫字樓等公共場合中， 起到方便車輛進(jìn)出，車輛管理，無錫科技職業(yè)學(xué)院 基于單片機(jī)的自動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計 4 節(jié)省人力的作用 。 其優(yōu)點是電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等，具有一定的使用和參考價值。 本文設(shè)計了 基于單片機(jī)的 自動伸縮門控制系統(tǒng)，該系統(tǒng) 以單片機(jī)為主體，步進(jìn)電機(jī)為控制實體，實現(xiàn)伸縮門的自動控制 。 本設(shè)計主要應(yīng)用 STC89C52 作為控制核心， 步進(jìn)電機(jī)、點陣屏 相結(jié)合的系無錫科技職業(yè)學(xué)院 基于單片機(jī)的自動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計 1 統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 ： STC89C5步進(jìn)電機(jī)、點陣屏、自動 Microcontrollerbased automatic retractable door control system design Abstract: With the development of society, advances in technology and people39。 但如果關(guān)門過程中操作不當(dāng)，容易對人們造成擠傷，碰傷，所以自動伸縮門的穩(wěn)定 性還需要不斷的發(fā)展和突破。 無錫科技職業(yè)學(xué)院 基于單片機(jī)的自動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計 5 第一章 課題方案介紹 課題背景 自動伸縮門的介紹 電動伸縮門主要由門體、驅(qū)動器、控制系統(tǒng)構(gòu)成。門體永不變型堅固耐用。 鋁合金的材料采用高強(qiáng)度鋁合金，強(qiáng)密、密度和耐腐蝕性都明顯提高，從而保證了伸縮門的使用壽命 ，另外， 與傳統(tǒng)的不銹鋼電動門相比，材質(zhì)更優(yōu)，造型更美觀 。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、 VCD等等的家電里面都可以看到它的身影 。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。 單片機(jī)的硬件特性 ： 單片機(jī)集成度高。 處理功能強(qiáng)，速度快。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師 。據(jù)資料顯示，在所有動力資源中，百分之九十以上來自電動機(jī)。簡單控制是指對電動機(jī)進(jìn)行啟動，制動，正反轉(zhuǎn)控制和順序控制。這類系統(tǒng)控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械 能，實現(xiàn)運(yùn)動機(jī)械的運(yùn)動要求。 隨著大 規(guī)模及超大規(guī)模集成電路制造工藝的迅速發(fā)展，微型計算機(jī)的性能越來越高，價格也越來越便宜。 按一定的規(guī)律控制各類電機(jī)的動作。 但帶有機(jī)械按向器，有機(jī)械磨損及換向火化等問題；交流電動機(jī)，不論是異步電動機(jī)還是同步電動機(jī)，結(jié)構(gòu)都比直流電動機(jī)簡單 。但矢量控制比較復(fù)雜，用傳統(tǒng)的模擬電路或數(shù)字電路根難做到，而應(yīng)用微機(jī)控制 。 復(fù)雜的電機(jī)微機(jī)控制主要用于以下兩個方而： 發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的控制。 在電機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)中，微機(jī)主要完成下列工作： 實時控制。 數(shù)據(jù)處理 完成必要的數(shù)據(jù)采集、分 析處理、計算、顯不、記錄等。 為了使 自動伸縮 門能夠更好的為 人們和各種企業(yè)單位 服務(wù) , 需要 得到一種電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高的 自動伸縮門 系統(tǒng)，本 課題 研究 的 一種 基于單片機(jī)的 自動 伸縮 門控制系統(tǒng) ,該系統(tǒng)以 STC89C51RC作為控制核心，步進(jìn) 電機(jī)、 LED 顯示屏 相結(jié)合的系統(tǒng)。 （ 2）熟悉所需軟件的用法；通過仿真調(diào)試使得電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)，電機(jī)正轉(zhuǎn)代表開門，電機(jī)反轉(zhuǎn)代表關(guān)門，而且電機(jī)能夠根據(jù)實際情況來進(jìn)行加減速控制，此外，自動伸縮門的門頭上的點陣 LED 屏能夠根據(jù)不同的 C 語言程序來顯示不同的信息。 圖 21 自動伸縮門系統(tǒng)整體框圖 器件的選擇 本課題設(shè)計所用到的的單片機(jī)是較為常見的 —— STC89C51RC，它 是一種帶4K 字節(jié) FLASH 存儲器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 STC89C51RC 單片機(jī)為很多 嵌入式控制系統(tǒng)性高且價廉的方案。 步進(jìn)電機(jī) 28BYJ48 型四相八拍電機(jī)，電壓為 DC5V— DC12V。四相步進(jìn)電機(jī)可以在不同的通電方式下運(yùn)行，常見的通電方式有單（單相繞組通電）四拍 （ ABCDA。其圖片如 22 所示。具有有位尋址功能，有較強(qiáng)的布爾處理能力。地址長度： 16 位。 STC89C51 片內(nèi)有 4kB 的程序存儲單元，其地址為 0000H— 0FFFH,單片機(jī)啟動復(fù)位后，程序計數(shù)器的內(nèi)容為 0000H,所以系統(tǒng)將從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 000BH— 0012H 定時 /計數(shù)器 0 中斷地址區(qū)。 可見以上的 40 個單元是專門用于存放中斷處理程序的地址單元，中斷響應(yīng)后，按中斷的類型，自動轉(zhuǎn)到各自的中斷區(qū)去執(zhí)行程序。 0000H0002H,只有三個存儲單元， 3 個存儲單元在我們的程序存放時是存放不了實際意義的程序的，通常我們在實際編寫程序時是在這里安排一條 ORG 指令，通過 ORG 指令跳轉(zhuǎn)到從 0033H 開始的用戶 ROM 區(qū)域，再來安排我們的程序語言。 當(dāng) T/C 以定時器方式工作時，在每個機(jī)器周期計數(shù)加 1，計數(shù)頻率 = fosc / 12。假如外部信號是周期性連續(xù)脈沖信號，則每過一個振蕩周期，計數(shù)器進(jìn)行一次加 1 計數(shù)。 TCON 中高 4 位用于控制定時 /計數(shù)器的啟停以及產(chǎn)生計數(shù)溢出中斷標(biāo)志，其各位的定義如下表 32 所示。產(chǎn)生中斷時，硬件置位； CPU響應(yīng)中斷時，硬件清零。 C/T— ：計數(shù)器或定時器選擇位。 M M0：工作方式選擇位。需要走 200 步才能完成。 步進(jìn)電機(jī)沒走一步，就要加一個脈沖信號，也稱激磁信號。 改變線圈激 磁的順序可以改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，每送一次激磁信號后要經(jīng)過一小段的時間延長，這是為了讓步進(jìn)電機(jī)有足夠的時間建立磁場及轉(zhuǎn)動。 LED 顯示屏橫向像素點數(shù)乘以縱向像素點數(shù)，即為屏體分辨率。每種基色具有的亮度等級稱為灰度級，灰度級越高，色彩再現(xiàn)越逼真。三基色屏分為全彩色 (full color),由紅色，黃綠色 (波長 570nm)，藍(lán)色構(gòu)成及真彩色 (nature color),由紅色，純綠色 (波長 525nm),藍(lán)色構(gòu)成。 圖 42 是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動主程序，他首先發(fā)出連續(xù)的脈沖信號， 電機(jī)根據(jù)脈沖信號的順序，來實現(xiàn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)， 從而實現(xiàn)伸縮門的開和關(guān)。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫的各種報表。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430等， 2021 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。 C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)， 使你可以更加貼近 CPU本身，及 其它的衍生產(chǎn)品。一般來說這一無錫科技職業(yè)學(xué)院 基于單片機(jī)的自動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計 25 步很容易實現(xiàn)。如 （ 1） 點陣屏不能正常工作？ 后來 通過電子 群的幫助，把 4 個 8*8 點陣屏進(jìn)行重新接線 （ 2） C 語言程序的燒錄問題，程序燒 時 老是聯(lián)接失敗，或者找不到串口？ 原來自己忘插晶振了，在趙老師的幫助下，最終把程序燒到芯片中 下載成功的界面： 無錫科技職業(yè)學(xué)院 基于單片機(jī)的自動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計