【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 考慮， LM298 作為本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)芯片較為合適。其電路連接圖如下： 9 圖 LM298 電路圖 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)相當(dāng)于一個(gè)沒(méi)有外部設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)，將運(yùn)算器，控制器，輸入和輸出接口，部分存儲(chǔ)器和一些其他邏輯組件集成在一塊芯片上，即可組成。其結(jié)構(gòu)如圖 33所示： 圖 AT89C51是一種低電壓、高性能的 CMOS 8位處理器并且?guī)в?4K 字節(jié)可擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器。俗稱(chēng) AT89C52單片機(jī)。 AT89C2051是一種可反復(fù)擦除 100多次帶 2K 字節(jié)只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。 AT89C51單片機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51兼容并且采用高密度、不易丟失存儲(chǔ)器的制造技術(shù)，它主要由 8位 cpu 和存儲(chǔ)器在一個(gè)單片機(jī)芯片中組成。 AT89C2051是 AT89C51的濃縮版， AT89C51具有高度靈活和低成本的特點(diǎn)。它的外形及其引腳排列如圖 34所示。 10 圖 AT89C51外形及引腳排列 AT89C51 主要特性 ： * 可以與 MCS51 兼容 * 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 * 壽命： 1000寫(xiě) /擦循環(huán) * 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 * 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz * 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 * 128*8位內(nèi)部 RAM * 32可編程 I/O 線(xiàn) AT89C51 管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0口可以作為一個(gè)通用的 I/O 接口或系統(tǒng)低 8位數(shù)據(jù)線(xiàn)使用。但是 P0口若想實(shí)現(xiàn)高電平輸出必須加上拉電阻才可以實(shí)現(xiàn)，而在輸入時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)直接經(jīng)過(guò)內(nèi)部引腳進(jìn)入總線(xiàn)。 P1口： P1口和 P0口一樣都可以作為 I/O 接口使用，然而與 P0口不同的是外部不需要接上拉電阻。 P1口還具備第二功能。 P2口： 可作為高 8位地址線(xiàn)使用，不可以作為通用 I/O 接口使用，因?yàn)橄到y(tǒng)如果擴(kuò)展了片外 ROM，指令操作連續(xù)不斷進(jìn)行時(shí)此時(shí) P2端口將連續(xù)不斷的送出高8位的地址此時(shí)就不可以作為通用 I/O 接口，如果片外的 RAM 較大時(shí)也不可以。但是當(dāng)片外 RAM 容量不超過(guò) 256B 時(shí)直接由 P0口送出 8位地址尋址，不影響 P2端口在原來(lái)的數(shù)據(jù)方向訪(fǎng)問(wèn)，此時(shí)可以作為通用 I/O 接口。 11 P3口： P3口可作為準(zhǔn)雙向通用 I/O 接口此時(shí)它的功能與 P1口相同， P3端口還增加了第二功能。實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)使用它的第二功能即在引腳內(nèi)部增加一個(gè)緩沖器用來(lái)獲取輸入信號(hào)。 RST： 輸入后復(fù)位，有些輸入 要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí) ，如震蕩器件。 XTAL1： 主要用于反向震蕩放大器和內(nèi)部時(shí)鐘電路的輸入工作 XTAL2： 在下一個(gè)硬件復(fù)位之前凍結(jié)振蕩器，禁止其他芯片執(zhí)行。 穩(wěn)壓模塊 三端穩(wěn)壓集成電路顧名思義穩(wěn)壓用的集成電路主要是三端 IC，它只有輸入端，輸出端和接地端三條引腳，看起來(lái)它的樣式很像普通的三極管。這種電子產(chǎn)品常見(jiàn)的 78**系列的正電壓輸出和 79**系列的輸出負(fù)電壓，常見(jiàn)有 T220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝和 9013 樣式的 T092 封裝。電子制作中經(jīng)常采用。 電路圖如下： 圖 7805 電源模塊 步進(jìn)電機(jī) 數(shù)字信號(hào)控制的電動(dòng)機(jī)即步進(jìn)電機(jī)：它通過(guò)單片機(jī)接受信號(hào)指令將脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化為角位移，同步控制一個(gè)脈沖信號(hào)意味著一個(gè)角位移即步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行一個(gè)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此非常合適本次論文的控制系統(tǒng)。近幾十年來(lái)．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和水磁材料的迅速發(fā)展而發(fā)展，開(kāi)辟步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 12 了廣鬧的前景。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn) : 由于步進(jìn)電機(jī)由數(shù)字信號(hào)控制輸入脈沖與角位移嚴(yán)格的同步進(jìn)行。同時(shí)它還具備操作簡(jiǎn)單、廉價(jià)、可靠的優(yōu)勢(shì)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)靈敏。 起停、正反轉(zhuǎn)及變速非常容易。 調(diào)節(jié)范圍廣，各種速度下都可以保證獲得大轉(zhuǎn)矩，可以不適用減速器而直接進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動(dòng)。 由于與單片機(jī)的嚴(yán)格配合，步進(jìn)電機(jī)只可以使用脈沖信號(hào)源控制運(yùn)行，而普通的直流、交流電不能達(dá)到。 整個(gè)系統(tǒng)要防止震動(dòng)和失步現(xiàn)象，要采取一些相應(yīng)的措施避免。 由于自身的噪音和振動(dòng)較大．帶慣性負(fù)載的相對(duì)能力較差。 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成 步進(jìn)電機(jī)在使用的過(guò)程中必須增加一些必要環(huán)節(jié) ,其控制系統(tǒng)必須增加功率放大、環(huán)形脈沖這樣可以更好地正常使用。如 37所示： 圖 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)電路的電框圖和原理 本智能門(mén)控制檢測(cè)系統(tǒng)大致有以下幾個(gè)組成：檢測(cè)電路（紅外線(xiàn)檢測(cè)電路、門(mén)行程檢測(cè)電路、故障檢測(cè)電路）、步進(jìn)電機(jī)控制電路，故障顯示電路、單片機(jī)以及外圍設(shè)備。輸出信號(hào)通過(guò)檢測(cè)電路進(jìn)行檢測(cè)進(jìn)而得到步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)緊接著帶動(dòng)門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)。統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的控制方式。例如在關(guān)門(mén)過(guò)程中遇到障礙物或人時(shí)門(mén)執(zhí)行反方向打開(kāi)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，立即進(jìn)入故障處理程序。其硬件組成圖如圖 13 圖 系統(tǒng)硬件總體邏輯設(shè)計(jì) 智能門(mén)的種類(lèi)有很多，本 次設(shè)計(jì)中以平移型智能門(mén)為主要研究對(duì)象。 首先，平移式 智能 門(mén)機(jī)組由以下 部分 組成： （ 1） 主控制器：是智能門(mén)的指揮中心，根據(jù)相應(yīng)的指令發(fā)出信號(hào)對(duì)門(mén)的開(kāi)關(guān)速度、開(kāi)啟幅度停止時(shí)間等進(jìn)行控制 （ 2） 感應(yīng)器：在其工作范圍內(nèi)檢測(cè)到移動(dòng)物體的位置 ,然后轉(zhuǎn)化成電信號(hào)發(fā)給主控制器 . （ 3） 動(dòng)力馬達(dá)：驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，作為門(mén)執(zhí)行的動(dòng)力源，控制門(mén)速度的變化。 當(dāng)門(mén)完成一次開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)動(dòng)作時(shí)，其工作流程如下： 紅外線(xiàn)探測(cè)器在工作范圍內(nèi)檢測(cè)到有物體移動(dòng)，迅速將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給主控制器，主控制器進(jìn)行分析處理后控制步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。 14 設(shè)計(jì)電路原理圖 圖 42 電路原理圖 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件問(wèn)題 本次論文中軟件部分主要由完成 I/O 接口進(jìn)行設(shè)定定時(shí)器的初始化及對(duì)中斷輸入使其進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)的主程序和等待定時(shí)器的中斷，根據(jù)具體情況中斷處理相應(yīng)子程序的的中斷處理 2 大部分組成。本次設(shè)計(jì)中要經(jīng)過(guò)分塊編程，明確每個(gè)子程序所要執(zhí)行功能，編程完成后進(jìn)行修改然后對(duì)程序進(jìn)行校驗(yàn)，調(diào)試。 方案程序設(shè)計(jì)思路 智能門(mén)的 設(shè)計(jì)擬 定 以下思路 進(jìn)行 研究： （ 1） 本次主要通過(guò)信號(hào)的獲取、處理、控制及其響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能門(mén)的控制功能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 ①在紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)范圍檢測(cè)到人的位置是信號(hào)獲取的主要部分，根據(jù)檢測(cè)范圍內(nèi)檢測(cè)到信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（電壓或電流） ②信號(hào)處理主要將獲取的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)為其他部分打下基礎(chǔ)， 15 信號(hào)轉(zhuǎn)換成為信號(hào)處理部分的關(guān)鍵所在。 ③信號(hào)控制部分主要通過(guò)轉(zhuǎn)換的脈沖信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的指令進(jìn)行控制，是門(mén)按照指定的要求進(jìn)行運(yùn)行。 ④ 實(shí)現(xiàn)控制部分的要求 主要是 信號(hào)響應(yīng)。 （ 2） 通過(guò)對(duì)以上 四個(gè)部分進(jìn)行分析， 可以 得到一些基本的結(jié)論： ①紅外線(xiàn)傳感器有利于檢測(cè)到在其監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)認(rèn)得準(zhǔn)確位置，所以選擇紅外線(xiàn)傳感器。 ②為了到的準(zhǔn)確的控制并根據(jù)實(shí)際需要合理選擇信號(hào)處理器，此次選用 8位的 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。 ③為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制應(yīng)選擇合適的控制裝置 ,這里單片機(jī)較符合