【正文】 和工作原理。無(wú)人時(shí)關(guān)門(mén)延遲，當(dāng)熱釋收發(fā)裝置沒(méi)有檢測(cè)到有人在離門(mén)1m的范圍內(nèi)，將延遲1秒啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門(mén)。齊魯工業(yè)大學(xué)齊魯工業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)課 程 傳感器課程設(shè)計(jì) 題 目 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 電氣學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 　測(cè)控2012級(jí)1班 學(xué)生姓名 魏濤 學(xué)生學(xué)號(hào) 201202051018 指導(dǎo)教師 孫凱 2015年 1月 15 日齊魯工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程： 單片機(jī)的控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 題目： 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 姓名： 魏濤 學(xué)號(hào)：201202051018 主要內(nèi)容：利用51板實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門(mén)時(shí)，感應(yīng)探頭突然檢測(cè)到在離門(mén)1m的范圍內(nèi)有人，則立即停止電動(dòng)機(jī)關(guān)門(mén)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開(kāi)門(mén)。 掌握單片機(jī)的一般編程技巧。二十年代后期，美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)的開(kāi)放，自動(dòng)門(mén)開(kāi)始被使用，受此影響，世界第一自動(dòng)門(mén)品牌多瑪在1945年開(kāi)發(fā)出油壓式、空氣式自動(dòng)門(mén)，新建大樓的正門(mén)也開(kāi)始使用了。 21世紀(jì)的今天，門(mén)更加突出了安全理念，強(qiáng)調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時(shí)還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門(mén)與建筑以及周?chē)h(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。這樣，80C51就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱(chēng)為80C51系列。紅外探測(cè)技術(shù)利用紅外光波(又稱(chēng)紅外線)作為載波來(lái)傳送測(cè)量信號(hào)或者控制指令,例如紅外遙控電視開(kāi)關(guān)、紅外報(bào)警器、自動(dòng)玻璃門(mén)等。然后，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行波形分析。當(dāng)人走到離門(mén)不遠(yuǎn)的時(shí)候時(shí)，安裝在門(mén)上側(cè)的熱釋紅外線傳感器信號(hào)檢測(cè)裝置檢測(cè)到有人時(shí)，將啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開(kāi)門(mén)?？傮w結(jié)構(gòu)圖如下圖11： 第2章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要元器件 設(shè)計(jì)整體框圖及總電路圖本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用單片機(jī)程序?qū)Σ竭M(jìn)伺服電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，從而對(duì)門(mén)進(jìn)行開(kāi)、關(guān)的控制。圖21，是自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)整體框圖。單片機(jī)從七十年代問(wèn)世以來(lái)，在二十多年的時(shí)間里，發(fā)展異常迅速，并已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。外形及引腳排列如圖23所示。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。它能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類(lèi)白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門(mén)、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。 圖 24 BISS0001管腳圖表21 BISS0001管腳說(shuō)明引腳名稱(chēng)I/O 功能說(shuō)明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。在輸出延遲時(shí)間Tx之外和無(wú)VS的上跳變時(shí)，Vo保持低電平狀態(tài)。當(dāng)熱釋電紅外傳感器接收到人體紅外輻射后輸出檢測(cè)信號(hào)，然后由14腳輸入BISS0001,經(jīng)地內(nèi)部電路處理，由2腳輸出探測(cè)信號(hào)（正向脈沖信號(hào)）。S1為鎖控電源開(kāi)關(guān)，可根據(jù)需要安裝在適當(dāng)處所，用來(lái)接通工作電源，無(wú)必要時(shí)可取消設(shè)置。將發(fā)射電路和接收電路組裝好后，先將發(fā)射機(jī)中C10的調(diào)至適當(dāng)位置后固定不動(dòng)，接著調(diào)整接收機(jī)中的C1，使接收機(jī)能收到發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶，其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過(guò)菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。為了對(duì)某一波長(zhǎng)范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。而且我們也比較熟悉這款芯片，因此采用8051構(gòu)成系統(tǒng)控制部分。圖31 單片機(jī)電路圖 紅外檢測(cè)電路紅外檢測(cè)電路主要由熱釋電紅外傳感器和檢測(cè)放大電路組成，核心元件是熱釋電紅外傳感器，它能以非接觸形式檢測(cè)人體輻射出的紅外線能量變化，并將此變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出。圖32 熱電釋紅外檢測(cè)電路 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)：它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即接收一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。同時(shí)，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉外數(shù)控系統(tǒng)。(4)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能遠(yuǎn)行。 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成使用、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如圖33所示。通常我們把通電換相這—過(guò)程稱(chēng)為脈沖分配。T2開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極接一只小電阻只，電動(dòng)機(jī)繞組的電流經(jīng)這個(gè)電阻到地，所以這個(gè)電阻是電流取樣電阻。這樣反復(fù)循環(huán)，直到Ui為低電平。其中發(fā)射器發(fā)射出一定波長(zhǎng)的紅外線，平時(shí)狀態(tài)下由接收器接收，但如果發(fā)射器所發(fā)射的紅外線被物體擋住，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。兩接收器的輸出端接到一個(gè)或門(mén)上，再經(jīng)過(guò)一個(gè)非門(mén)接到INT0引腳。將兩小塊磁鐵分別置于門(mén)的右上角位置，則當(dāng)自動(dòng)門(mén)移到限位開(kāi)關(guān)處時(shí)，此開(kāi)關(guān)就會(huì)被吸合，發(fā)出高電平信號(hào)，、單片機(jī)經(jīng)過(guò)查詢(xún)這三個(gè)引腳來(lái)判斷到那個(gè)限位開(kāi)關(guān)，再執(zhí)行變速或停止的相應(yīng)動(dòng)作。程序設(shè)計(jì)中設(shè)置了一個(gè)外部中斷0，它保證紅外自動(dòng)門(mén)能夠在無(wú)人操控情況下自動(dòng)運(yùn)行，主要功能是當(dāng)檢測(cè)到有人出入門(mén)時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)的目的。如檢測(cè)出門(mén)是全關(guān)狀態(tài)，那么在檢測(cè)到有人出人時(shí)，門(mén)會(huì)緩慢打開(kāi)，之后加速運(yùn)行，接著減速運(yùn)行，最后電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，門(mén)由于慣性緩慢關(guān)閉。與開(kāi)門(mén)情況不同的是當(dāng)在關(guān)門(mén)過(guò)程中檢測(cè)到故障信號(hào)時(shí)門(mén)會(huì)朝反方向運(yùn)動(dòng)，將門(mén)打開(kāi)，這樣可以排除因自動(dòng)門(mén)遇到障礙物或人身體而產(chǎn)生故障信號(hào)使整個(gè)系統(tǒng)停止工作的可能。門(mén)在開(kāi)啟過(guò)程中，分別經(jīng)過(guò)慢速、加速、減速和停止四個(gè)過(guò)程，門(mén)的關(guān)閉過(guò)程則與上述過(guò)程相反。 結(jié) 論在此次有關(guān)自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，讓我感覺(jué)到了單片機(jī)的復(fù)雜深度性，它很貼切我們的日常生活，無(wú)所不在，應(yīng)用無(wú)處不有，它并不是想象中的那么簡(jiǎn)單，也并非是無(wú)法克服的堡壘。電路設(shè)計(jì)部分應(yīng)該有的精神就是廣集資料。例如我的設(shè)計(jì)題目是基于單片機(jī)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)程序以匯編語(yǔ)言語(yǔ)言編寫(xiě)，易于讀寫(xiě)、易于調(diào)試和修改，同時(shí)匯編語(yǔ)言用來(lái)編制系統(tǒng)軟件和過(guò)程控制軟件，其目標(biāo)程序占用內(nèi)存空間少，運(yùn)行速度快。 參考文獻(xiàn)[1][M].徐州：機(jī)械工業(yè)出版社,2003. [2][M].北京：國(guó)際工業(yè)出版社 ,2002. [3][M].四川：國(guó)防工業(yè)出版社,2000.[4]康華光,[M].上海：高等教育出版社,1998. [5][M].北京：清華大學(xué)出版社,2004.[6][M].北京：人民郵電出版社,2004. [7]黃繼昌,徐巧魚(yú),[M].武漢：人民郵電出版社,2002.[8][M].北京：電子工業(yè)出版社,2005. [9][M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社,2000. [10][M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,1996. 28