【正文】 等效的噪聲電路。為了計(jì)算確定一些具體的阻容元件參數(shù)的方便，將此電路作了微變等效分析。為了減少與內(nèi)部熱噪聲的影響，提高放大器輸出端的信噪比，選用無(wú)噪聲 前 置放大電路 [1] ，如 下 圖 73 所示 ： 圖 73 前置放大電路 選擇 C2 大小，應(yīng)使得在最低工作效率時(shí)他的電 抗小于 Rb，這樣 Ra， Rb 產(chǎn)生的熱噪聲便可通過(guò) C2 旁通到地。這些噪聲主要是以熱噪聲的形式出現(xiàn)，可以通過(guò)電容耦合的方法來(lái)消除這些噪聲。外部擾動(dòng)包括隨機(jī)波動(dòng)和附加的光調(diào)制，光路傳輸介質(zhì)的端流和背景起伏雜散光的入射以及檢測(cè) 電路 圖 71 所受到的電磁干擾等。因此可根據(jù)上述分析來(lái)設(shè)計(jì)檢測(cè)電路。根據(jù)其微變等效電路可得 RL 和 Rb 過(guò)大又會(huì)引起高頻截止，頻率下降，降低了通頻帶寬度。 圖 71 檢測(cè)電路 圖 72 微變等效電路 基于單片機(jī)的光電檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 13 檢測(cè)電路的頻率特性分析 在檢測(cè)電路的 微變等效電路圖 7/2 中 ， Cj 為光電二極管結(jié)電容， Rg 為內(nèi)阻， Se 為光電流 ， RL 是前置放大電路的輸入電阻。 經(jīng)查詢(xún)相關(guān)資料 可知光電二極管是最理想的選擇， 它 的光譜響應(yīng)范圍可以滿(mǎn)足此系統(tǒng)的需求， 它 具有較好的線(xiàn)性特性、外加電壓小、暗電流小、體積小、最穩(wěn)定以及價(jià)格低等一些優(yōu)點(diǎn)， 它 的輸出電流小，光敏面積小，可以通過(guò)設(shè)計(jì)前置放大電路以及裝光學(xué)器材來(lái)增大其受光面積。其電路 設(shè)計(jì) 主要有 光電檢測(cè)器件的選取 ， 檢測(cè)電路的頻率特性分析 ， 噪聲處理及前置放大電路的設(shè)計(jì) 和 信號(hào)的判斷處理及控制信號(hào)的生成 等部分組成 [7] 。其完整的自動(dòng)門(mén)程序見(jiàn)附錄 2。 } else { Guanmen()。B39。B39。 dianjizhengzhuan=0。B39。A39。 dianjifanzhuan=1。B39。B39。 dianjizhengzhuan=0。A39。B39。 Dianjizhengzhuan =1。 電機(jī)反轉(zhuǎn)輸出 ： sbit dianjifanzhuan=P1^1。 光電開(kāi)關(guān) 2 輸入 ： sbit guangdian2=P0^1。 本課題研 究的是光電檢測(cè)裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此程序編譯初期 僅 圍繞本課題編譯了自動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)門(mén)程序，其編譯過(guò)程如下所示： 定義門(mén)狀態(tài)數(shù)組： uchar zhuangtai[5]。當(dāng)門(mén)打開(kāi)時(shí)， 顯 示燈為綠色，表示人員可以進(jìn) 出； 若是系統(tǒng)發(fā)生故障，自動(dòng)門(mén)無(wú)法正常開(kāi)合時(shí)，顯示燈變?yōu)榧t色。 （ 3）若沒(méi)有連續(xù)的人員進(jìn)出，則門(mén)的開(kāi)合有 一個(gè) 最低限度的延時(shí)， 即 人員通過(guò)后 ，在延時(shí)過(guò)后 門(mén)自 動(dòng) 閉合。 基于單片機(jī)的光電檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 10 （ 2）自動(dòng)門(mén)的開(kāi)合由控制信號(hào)和門(mén)限反饋信 號(hào) 兩者共同決定。當(dāng)有人要進(jìn)出時(shí)，門(mén)接收到信號(hào)而 自動(dòng) 打開(kāi)；無(wú)人進(jìn)出時(shí)，門(mén)是閉合的。 程序設(shè)計(jì)流程 系統(tǒng)的軟件程序主要可分為主程序和中斷服務(wù)程序組成。 本次程序設(shè)計(jì)采用 C51 C 語(yǔ)言編譯器進(jìn)行 C 語(yǔ)言 編程 。 L51 鏈接／定位器，其功能是將匯編源代碼編譯生成可重新定位的目標(biāo)模塊文件（ .OBJ） , C 源代碼編譯生成可重新定位 的目標(biāo)模塊文件（ .OBJ） ,與庫(kù)文件鏈接、定位生產(chǎn)絕對(duì)目標(biāo)文件（ .ABS）。 C51 是 C 語(yǔ)言編譯器，其功能是將 C 源代碼編譯生成可重新定位的目標(biāo)模塊。 6 程序設(shè)計(jì) Keil 軟件的學(xué)習(xí) Keil 是德國(guó) KEIL 公司開(kāi)發(fā)的單片機(jī)語(yǔ)言編譯器，使得開(kāi)發(fā) MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用程序變得方便快捷。 電機(jī) 得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使門(mén)扇開(kāi)啟；門(mén)扇開(kāi)啟后由 單片機(jī) 作出判斷，如需關(guān)門(mén)，通知 電機(jī) 作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉門(mén)扇 。 （ 7）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門(mén)扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門(mén)扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門(mén)體擺動(dòng) 。 （ 5）門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行。 （ 3） 同步交流電機(jī) ： 提供開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的主動(dòng)力，控制門(mén)扇 開(kāi)關(guān)門(mén) 運(yùn) 行 。 其組成框圖 44如下： 圖 44 A/D轉(zhuǎn)換部分框圖 5 自動(dòng)門(mén)模型設(shè)計(jì) 首先 ，自動(dòng)門(mén)模型由 以 下幾部分構(gòu)成： （ 1）主控制器： 這里指單片機(jī)， 它是自動(dòng)門(mén) 的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令， 控制電機(jī) 或電鎖類(lèi)系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門(mén)扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。通過(guò)對(duì)譯碼器的讀操作，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并送到被測(cè)量的相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)。 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 其 AT89C52 單片機(jī)外觀(guān)如下： 基于單片機(jī)的光電檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 8 圖 43 AT89C52單片機(jī)外觀(guān)圖 A/D 轉(zhuǎn)換部分 在設(shè)計(jì)中， 為了實(shí)現(xiàn)光電傳感器與單片機(jī)的連接，本系統(tǒng)采用 A/D轉(zhuǎn)換部分對(duì)采集到的進(jìn)出自動(dòng)門(mén)的人員感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 3 級(jí)加密位 共 6 個(gè)中斷源 可編程 UART 串行通道 時(shí)鐘頻率 024MHz 256x8bit 內(nèi)部 RAM 8k 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） Flash ROM 其主要 功能特性如下： AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫(xiě)口線(xiàn)，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線(xiàn)編程 (S 系列的才支持在線(xiàn)編程 )。 檢測(cè)物體：透明或不透明體 AT89C52 部分 AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 檢測(cè)距離可調(diào) Sn:380CM 輸出高低電平 電氣特性： U:5VDC， I:100mA（ DC5V 供電） 該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見(jiàn)光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線(xiàn)計(jì)件等眾光電檢測(cè) AT89C52 單片機(jī) 門(mén)行程檢測(cè) 振動(dòng)檢測(cè) 同步電機(jī)控制電路 報(bào)警電路 串行口顯示部分 光電傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換部分分 單片機(jī) 譯碼 判別 處理 受控設(shè)備 單片機(jī)控制 調(diào)制電信號(hào) 編碼 電源 基于單片機(jī)的光電檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 7 多場(chǎng)合 [4] 。 其關(guān)于光電檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件邏輯設(shè)計(jì)如下框圖 42 所示： 圖 42 光電檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件邏輯設(shè)計(jì)框圖 光電傳感器部分 本設(shè)計(jì)選用型號(hào)為 E18D80NK 的光電傳感器， 這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器。 人體信號(hào) 光電傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換部分 AT89C52 單片機(jī) 自動(dòng)門(mén)驅(qū)動(dòng)控制qudongkongzhi 交流電機(jī)控制 報(bào)警顯示控制 串行口顯示控制 振動(dòng)信號(hào) A/D 轉(zhuǎn)換部分 振動(dòng)傳感器 基于單片機(jī)的光電檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 6 圖 41 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的硬件組成框圖 各模塊功能說(shuō)明 系統(tǒng)硬件總體邏輯設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的光電檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)，因此主要是對(duì)光電檢測(cè)電路以及其與AT89C52 單片機(jī)接口連接的設(shè)計(jì)。 其 總體設(shè)計(jì)原理框圖如下所示： 圖 31 自動(dòng)門(mén)總體設(shè)計(jì)原理框圖 4 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 硬件框圖 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的硬件組成如下圖 41 所示。要想解除報(bào)警，只能由人員通過(guò)報(bào)警解除按鈕解除報(bào)警。 其設(shè)計(jì)原理為：（ 1）當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到有人要 進(jìn)入，則產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生高電平信號(hào)給 AT89C52 單片機(jī) ，而后經(jīng)單片機(jī)的譯碼，編譯，處理產(chǎn)生控制信號(hào)給電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使門(mén)打開(kāi)；反之，人員進(jìn)入之后其光電傳感器檢測(cè)到信號(hào)消失，從而產(chǎn)生一低電平信號(hào)給單片機(jī)，而后單片機(jī)產(chǎn)生控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)使門(mén)關(guān)閉。在軟件方面，主要采用 C 語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行編程。 本次設(shè)計(jì)以 AT89C52 單片機(jī)為核心，統(tǒng)一控制光電傳感器和交流電機(jī)，并機(jī)械直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)塑料門(mén)。 電機(jī)部分方案選擇 選擇使用 220V 同步 交流電機(jī)。 由于 漫反射式光電開(kāi)關(guān)是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器 ，同時(shí)它可以在短距離范圍內(nèi)對(duì)一般物體進(jìn)行檢測(cè)及可對(duì)人體也可以進(jìn)行檢測(cè)。 方案四： 光纖式光電開(kāi)關(guān) 光纖式光電開(kāi)關(guān) 采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線(xiàn)，可以對(duì)距離遠(yuǎn)的被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。 方案三： 對(duì)射式光電開(kāi)關(guān) 對(duì)射式光電開(kāi)關(guān) 它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器， 發(fā)射器發(fā)出的光線(xiàn)直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線(xiàn)時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物