【正文】 ............. 14 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................................... 15 設(shè)計(jì)電路的電框圖和原理 ..................................... 15 系統(tǒng)硬件總體邏輯設(shè)計(jì) ....................................... 15 設(shè)計(jì)電路原理圖 ............................................. 16 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................... 16 系統(tǒng)主程序流程圖 ........................................... 17 開門子程序流程圖 ........................................... 18 開門中斷程序流程圖 ......................................... 19 T1 中斷服務(wù)程序流程圖 ...................................... 20 程序源代碼 ................................................. 21 4 調(diào)試與檢測(cè) ...................................................... 26 調(diào)試 ....................................................... 26 門行程檢測(cè)及故障檢測(cè) ....................................... 26 結(jié)論 .............................................................. 26 參考文獻(xiàn) .......................................................... 27 致謝 .............................................................. 29 淮南師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)論文 1 基于單片機(jī)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生：付民（指導(dǎo)教師：王千春） （淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院） 摘 要 ： 在當(dāng) 今社會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活水平的要求越來越高，在 這種大趨勢(shì)下，自動(dòng)門的應(yīng)用也越來越廣泛，在很多現(xiàn)代建筑中都能看 到它的身影，如銀行，賓館、超市等?，F(xiàn)在自動(dòng)門在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 很不均衡，國(guó)外的產(chǎn)品性能比較優(yōu)良但相對(duì)的其價(jià)格也比較昂貴，而國(guó) 內(nèi)的產(chǎn)品雖然價(jià)格比較便宜但性能比較差，容易出故障。 單片機(jī) SCM(Single Chip Microputer)， 是把微型計(jì)算機(jī)主要部分都 集成在一個(gè)芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來，以其極高的性能價(jià)格比， 受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。本課題的另一個(gè)特點(diǎn)是使用復(fù)雜可編 程邏輯器件（ CPLD）控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，縮短了開發(fā)時(shí)間，提高了系統(tǒng)的 靈活性和可靠性，降低了成本。另外，我們還設(shè)計(jì)了完善的故障 監(jiān)測(cè)電路來提高系統(tǒng)的可靠性。AT89C51。 目前自動(dòng)門發(fā)展的現(xiàn)狀是國(guó)外一些大公司的產(chǎn)品性能比較優(yōu)良功能也較多 但其價(jià)格也相對(duì)偏高，如德國(guó)的 BLASL，瑞士的 TORMAX，日本的 National 等，這些公司產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是功能 繁多，性能可靠，但普遍價(jià)格偏高且操作復(fù) 雜。 3 鑒于以上這種情況我們?cè)O(shè)計(jì)了一款性能優(yōu)良、價(jià)格適中的自動(dòng)門控制系統(tǒng)， 要求具有多種操作模式，能夠根據(jù)用戶需求進(jìn)行各種參數(shù)的調(diào)節(jié)且操作方便，此 外，系統(tǒng)需要具有很強(qiáng)的自我保護(hù)和故障診斷功能，使其性能穩(wěn)定可靠，降低故 障率，減少運(yùn)營(yíng)成本 ]1[ 。自動(dòng)門是指：可以將人接近門的動(dòng)作（或?qū)⒛撤N入門授權(quán)）識(shí)別為開門信號(hào)的控制單元，通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將門開啟 ,在人離開后再將門自動(dòng)關(guān)閉，并對(duì)開啟和關(guān)閉的過程實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)。二十年代后期，美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)的開放，自動(dòng)門開始被使用，受此影響，世界第一自動(dòng)門品牌多瑪在 1945年開發(fā)出油壓式、空氣式自動(dòng)門，新建大樓的正門也開始使用了。當(dāng)初，用供給建筑物用 電源進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的速度控制很難，只好進(jìn)行油壓、空壓速度控制，轉(zhuǎn)換但因能源利用率低很低，然而伴隨著電氣控制的技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在電氣控制技術(shù)已經(jīng)成熟，直接控制電動(dòng)機(jī)的電氣式自動(dòng)門逐漸成為主流。 自動(dòng)門機(jī)的基本組成大體上相同，有了以上構(gòu)成，再加上開門信號(hào)，就可以配置成一套簡(jiǎn)單的自動(dòng)門系統(tǒng)了。必須根據(jù)建筑物的使用特點(diǎn)。 單片機(jī)的發(fā)展及 89C51 系列的運(yùn)用 擔(dān)任本設(shè)計(jì)處理部分的是 89c52 單片機(jī)（ 89C51 系列） .目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。更不 用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。在單片機(jī)家族中， 80C51 系列是其中的佼佼者，加之 Intel 公司將其MCS –51 系列中的 80C51 內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名 IC 制造廠商，如 Philips、 NEC、 Atmel、 AMD、華邦等，這些公司都在保持與 80C51 單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了 80C51 的許多特性。80C51 單片機(jī)已成為單片機(jī)發(fā)展的主流。 STC89C51RC 系列單片機(jī)是宏晶科技出的新一代高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)， 12 時(shí)鐘 /機(jī)器和 6 時(shí)鐘 /機(jī)器可選，HD 版本和 90C 版本內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。本論文以 89C51RC 系列來講述。 自動(dòng)平移門最常見的結(jié)構(gòu)形式是自動(dòng)門機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和門內(nèi)外兩側(cè)紅外線，當(dāng)人走近自動(dòng)門時(shí)，紅外線感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)信號(hào)，控制器通過驅(qū)動(dòng)裝置將門打開。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人看管，同時(shí)又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音，提高了建筑 的檔次。自動(dòng)平移門 5 控制系統(tǒng)成為學(xué)校、公司等人流密集地疏導(dǎo)人流、控制出入的首選。使自動(dòng)門始終保持在最佳運(yùn)行狀態(tài)。 二、安全性設(shè)計(jì) 具有自動(dòng)反轉(zhuǎn)安全裝置，當(dāng)碰到障 礙物或人體等異常狀況時(shí)，門扇自動(dòng)反轉(zhuǎn)退出，并在下次接近阻力區(qū)域時(shí)以安全速度前進(jìn)，避免夾人事件和機(jī)件損毀的現(xiàn)象發(fā)生，提高自動(dòng)門運(yùn)行時(shí)的安全性，延長(zhǎng)自動(dòng)門壽命。 三、穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 自動(dòng)門采用步進(jìn)電機(jī)，具有高效、省電、低噪音、高轉(zhuǎn)速、高扭力、連續(xù)使用不過熱等特性，大大超越傳統(tǒng)交流伺服馬達(dá)。由于采用高性能的電源 輸入，不管電壓波幅多大均可自動(dòng)穩(wěn)壓。自動(dòng)門在具體場(chǎng)合的使用設(shè)計(jì)上，還應(yīng)注意做好以下配置的選用： 安全輔助裝置 如在高檔酒店等地方可以選擇安裝防夾人紅外感應(yīng)器，防止停留在門附近的人被門所夾住。 輔助光線傳感器 在需要的地方，自動(dòng)門可以安裝輔助光線傳感器（紅外對(duì)射保護(hù)裝置），當(dāng)門打開時(shí)，人站著不動(dòng)，用手遮擋輔助光線 傳感器，門應(yīng)該保持打開狀態(tài)。綜上所述，自動(dòng)門在很多領(lǐng)域具有不可比擬的優(yōu)越性，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，自動(dòng)門在我國(guó)已經(jīng)迎來了快速發(fā)展的黃金時(shí)期。當(dāng)人走到離門不遠(yuǎn)的時(shí)候時(shí)，安裝在門上側(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)鏈開門。 關(guān)門中途來人，立即開門。 遇到故障和安全問題時(shí)，能緊急制動(dòng)和報(bào)警，防止事故發(fā)生。 系統(tǒng)總體規(guī)劃 本系統(tǒng)主要由單片機(jī)及電機(jī)控制電路、紅外線檢測(cè)電路、故障檢測(cè)電路等組成。如門在的控制方關(guān)門過程中遇到人或其他障礙物時(shí)門無條件朝相反方向打開 。 由于單片計(jì)算機(jī)具有體積小，重量輕，耗電少，功能強(qiáng)和價(jià)格低等特點(diǎn)，又 由于數(shù)據(jù)大多是在芯片內(nèi)傳送處理，所以運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)。單片機(jī)具有通訊接口，用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)與主 機(jī)可并行工作，大大地提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度，所以在網(wǎng)絡(luò)通訊領(lǐng)域也得到了 越來越多的應(yīng)用。 AT89C51 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器單機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C51 是它的一種精簡(jiǎn)版本。外形如圖 1 所示 ， 芯片管腳如圖 4 所示： 圖 4 AT89C51外形及引腳圖 圖 4 芯片管腳 AT89C51 主要特性 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /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 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 基于單片機(jī)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 1 可編程串行通道 1 低功耗的閑置和掉電模式 1 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 AT89C51 管腳說明 VCC：供電電壓。 P0口： P0口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2口被寫 ―1‖時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 ―1‖時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 —RXD：串行輸入口 —TXD：串行輸出口 —/INT0：外部中斷 0 —/INT1：外部中斷 1 11 —T0：記時(shí)器 0外部輸入 —T1：記時(shí)器 1外部輸入 —/WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 —/RD：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 P3口同時(shí)為閃 爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST