【正文】 18 程序流程圖 ............................................... 19 電機(jī)正反轉(zhuǎn)程序 ........................................... 20 結(jié) 論 .......................................................... 22 致 謝 .......................................................... 23 參考文獻(xiàn) ........................................................ 24 附錄 1：車庫(kù)門自動(dòng)控制原理圖 .................................... 26 附錄 2:系統(tǒng)源程序 ............................................... 28 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 車庫(kù)門研究現(xiàn)狀 車庫(kù)的發(fā)展，應(yīng)該說從第一輛汽車誕生以來就隨之產(chǎn)生。 車庫(kù)門全自動(dòng)門控裝置，其特征在于設(shè)有置于車庫(kù)內(nèi)和車庫(kù)外的主控制器以及安裝在車輛內(nèi)的密碼標(biāo)識(shí)器，主控制器由單片機(jī)、 315M 無(wú)線接收器、解碼器和紅外對(duì)管組成，密碼標(biāo)識(shí)器由無(wú)線發(fā)射器和編碼器。 I 摘 要 針對(duì)目前私家車自動(dòng)車庫(kù)門問題，結(jié)合 AT89S51 單片機(jī)以及 PT2262/PT2272 無(wú)線收發(fā)功能，在普通車庫(kù)門的控制基礎(chǔ)上，增加了紅外發(fā)射與接收電路，防盜報(bào)警電路等。設(shè)計(jì)出一種新型無(wú)線車庫(kù)門自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 PT2262 與 PT2272 地址和數(shù)據(jù)狀態(tài)一模一樣， PT2262 電源端平時(shí)斷開，若快到了車庫(kù)門則按下按鈕通電，編碼器PT2262 將地址和數(shù)據(jù)通過無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)射，同時(shí)無(wú)線接收器的輸出端接解碼器的輸入端，解碼器的輸出端 VT 接單片機(jī)，若數(shù)據(jù)完全正確則車庫(kù)內(nèi)的單片機(jī)啟動(dòng)電機(jī)開啟車庫(kù)門，同時(shí)紅外對(duì)管感應(yīng)次數(shù)計(jì)數(shù)，出車庫(kù)門后門自動(dòng)下降。 公安部交通管理局的統(tǒng)計(jì)顯示，截至 2020 年底，我國(guó) 汽車保有量為 2420 萬(wàn)輛，與 2020 年相比，增長(zhǎng)279 萬(wàn)輛，增長(zhǎng)率為 13%。 以長(zhǎng)春市為例，截止 2020 年底，長(zhǎng)春市己擁有機(jī)動(dòng)車輛 150 萬(wàn)輛，其中汽車80 萬(wàn)輛。而這種情況也擋不住長(zhǎng)春市機(jī)動(dòng)車輛以每年 7 萬(wàn)輛的數(shù)量迅猛增長(zhǎng)。 停車泊位的現(xiàn)狀及發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)客觀發(fā)展的需求。資料顯示，全國(guó) 36 個(gè)大中城市停車位滿足率不足 20%，也就是說，目前我國(guó)城市每 5輛機(jī)動(dòng)車輛只有 1 個(gè)停車位。家用汽車的停放也逐漸成為一個(gè)社會(huì)問題。我國(guó)家用車庫(kù)發(fā)展雖經(jīng)歷了近幾十年的發(fā)展，但仍處于初級(jí)的停車功能，是最原始的使用階段，它的設(shè)計(jì)水平、經(jīng)濟(jì)價(jià)值還有待于完善和開發(fā)。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 車庫(kù)門研究意義 隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)大量的使用了自動(dòng)化控制，不僅節(jié)約了人力資源，而且很大程度上提高了生產(chǎn)效率，又進(jìn)一步的促進(jìn)了生產(chǎn)力的快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活。因此車輛停放依舊是市民最關(guān)注的問題。各小區(qū)的車庫(kù)由原來沒人要，慢慢成為緊俏品，價(jià)格也日益攀升，買房，買車，買車庫(kù)。 房子蓋的再好，沒有一套堅(jiān)實(shí)的 支架 ，也是徒勞無(wú)功。沒有一款高質(zhì)量，高技術(shù)的開門機(jī)來輔助，不但會(huì)使其黯然失色，還會(huì)縮短車庫(kù)門的使用壽命。車庫(kù)門開門機(jī) 在十多年前，遙控車庫(kù)門流入中國(guó)，今日據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有五十多家開門機(jī)生產(chǎn)廠家。隨著車庫(kù)門市場(chǎng)的發(fā)展，有質(zhì)量保證且技術(shù)高端的進(jìn)口車庫(kù)門 電機(jī) 已出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn) 狀，像許多大公司要提前一個(gè)星期預(yù)訂。因此，有必要制定車庫(kù)門開門機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定開門機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)以及測(cè)試方法等，引導(dǎo)市場(chǎng)有序競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。還將增加一些新的功能如和住宅安防系統(tǒng)配合使用等。 多樣化：將會(huì)有各種各樣不同外觀和功能的產(chǎn)品，滿足用戶的不同需要。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2 章 方案論證 設(shè)計(jì)任務(wù)及基本要求 系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)要求 本設(shè)計(jì)要求學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)車庫(kù)門的智能化使用。 主要功能及技術(shù)指標(biāo) 使用電源： 180240/5060Hz 最大負(fù)載功率： 120W 控制器自身消耗功率： 5W 控制方式： 無(wú)線遙控：頻率 315MHz/433MHz，采用編碼加密控制 信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)間： 自動(dòng)停機(jī)：具有限位停機(jī)和 35S 報(bào)警控制： 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 輸出接口：控制器報(bào)警探頭可提供 5V 或 12V 直流電源 輸入借口：報(bào)警器輸出為繼電器觸點(diǎn) 報(bào)警器探頭：可使用紅外線熱釋、光電對(duì)射、聲波振動(dòng)、多普勒雷達(dá)探測(cè)、電磁感應(yīng)等類型。探頭監(jiān)測(cè)距離不小于 6―7m 。它集 Flash程序存儲(chǔ)器 ,既可在線編程 (ISP)也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中 ,ATMEL公司的功能強(qiáng)大 ,低價(jià) at89s51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 的應(yīng)用場(chǎng)合 ,可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。它的連線打打減少。 PlC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。程序的輸入直接可接顯示，更改程 序的操作也可以直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或程序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。編程方法的多樣性使編程簡(jiǎn)單、應(yīng)用而拓展。 傳感器的選擇方案 方案一： MC2833 和 MC3363 無(wú)線通信芯片， MC2833 內(nèi)置了可變電抗器、射頻震蕩器，輸入型號(hào)放大器和功率放大電路； MC3363 內(nèi)置了高頻放大器， 2 個(gè)混頻器與振蕩器、中頻限幅放大器、頻率解調(diào)器、音頻前置 放大器和幅度比較器等電路．只要很少的外圍器件就可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信和短消息通信，而且提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性． 方案二： PT2262 和 PT2272 發(fā)射部分由，按鍵，編碼芯片， 315M 調(diào)制器，功率放大電路等構(gòu)成接收部分由無(wú)線信號(hào)接收電路，解碼芯片構(gòu)成， D0,D1,D2,D3 為按鍵狀態(tài)輸出端，當(dāng)某個(gè)按鍵按下后，相應(yīng)的數(shù)據(jù)端口就輸出高電平，在這幾個(gè)端口加一級(jí)放大就可以驅(qū)動(dòng)繼電器，功率三極管，進(jìn)行負(fù)載遙控開關(guān)控制。 所以， PT2262/PT2272 就比較簡(jiǎn)單了 ,更適合作簡(jiǎn)單遙控用 ，采用方案二。 方案二：交流電機(jī) 體積大、笨重，搬運(yùn)不方 便 ， 耗能 電費(fèi)多 ， 一般只能焊酸性焊條 422， 電流調(diào)節(jié)不方便，得使勁搖手柄 ， 單相供電，造成電網(wǎng)不平衡，影響其他設(shè)備工作。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案 方案一： 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。 所以，采用方案一。 VSS： 電源地端。 XTAL2： 系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。 EA/Vpp： EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM中）來執(zhí)行程序。 AT89S51可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的 8 位鎖存器（如 74LS373），將端口 0 的地址總線 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 （ A0～ A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)?AT89S51 是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。 PORT0（ ～ ）： 端口 0是一個(gè) 8位寬的開路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8個(gè)位， 表示位 0， 表示位 1，依此類推。 PORT1（ ～ ）： 端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng) 4 個(gè)LS TTL 負(fù)載，同樣地若將端口 1 的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 PORT3（ ～ ）： 端口 3也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng) 4個(gè) TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中 斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋? ： TXD，串行通信輸出。 ： INT1，外部中斷 1 輸入。 ： T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 1 輸入。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖見圖34所示。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 無(wú)線遙控模塊的構(gòu)成 由發(fā)射部分和接收部分組成。 圖 31發(fā)射模塊 接收部分由無(wú)線信號(hào)接收電路，解碼芯片構(gòu)成。也可以直接連到單片機(jī)的 I/O 腳上，通過單片機(jī)采集數(shù)據(jù)端口狀態(tài)，然后進(jìn)行外部控制。其中發(fā)射芯片 PT2262IR將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變 得非常簡(jiǎn)潔。后綴為“ M”為“暫存型”，后綴為“ L”為“鎖存型”，其數(shù)據(jù)輸出又分為 0、 6不同的輸出，例如： PT2272M4 則表示數(shù)據(jù)輸出為 4位的暫存型無(wú)線遙控接收芯片。地址設(shè)置跳線如圖 7 所示，用戶可以在PCB 板上直接將地址引腳（ PCB 板中間 8個(gè)過孔焊盤）與 L（低電平）或 H（高電平）相連，從而實(shí)現(xiàn)地 址設(shè)置。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的 D1～ D4 端輸出約 4V 互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí) VT端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。 一般直流穩(wěn)壓電源用的整流器多為單橋式整流，直流側(cè)常采用電容濾波。 C2 為高頻濾波電容，常選用 — F 的瓷片電容， 用于抑制浪涌尖峰。三端穩(wěn)壓電源的輸出端常接倆個(gè)電容 C3 和 C4， C3主要起負(fù)載匹配作用，常選用幾十至幾百微伏的電解電容； C4 為抗高頻干擾電容，常選取 F 的瓷片電容。系統(tǒng)總電源只提供非穩(wěn)壓直流電源，在各功能模塊上都接有三端集成穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，并配以適當(dāng)?shù)臑V波電容。、 另外，并不是每個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都要采用圖 33 所示電源系統(tǒng)，在交流電壓波動(dòng)不大的場(chǎng)合，交流穩(wěn)壓器可省略；在浪涌和尖峰電壓不大的場(chǎng)合，隔離變壓器和電源變壓器可以合二為一。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 33 直流穩(wěn)壓系統(tǒng) 光耦隔離驅(qū)動(dòng)繼電器 耦合器（ optical coupler，英文縮寫為 OC）亦稱 光電隔離器 ，簡(jiǎn)稱光耦，是開關(guān)電源電路中常用的器件。 它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。 光耦合器 一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。這就 完成了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。 光耦的優(yōu)點(diǎn) 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 效率高。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。 非線性光耦的電流傳輸特性曲線是非線性的，這類光耦適合于開關(guān)信號(hào)的傳輸，不適合于傳輸模擬量。 線性光耦的電流傳輸特性曲線接近直線，并且小信號(hào)時(shí)性能較好，能以線性特性進(jìn)行隔離控制。 開 關(guān)電源中常用的光耦是線性光耦。由此產(chǎn)生的后果是對(duì)彩電 ，彩顯， VCD， DCD 等等，將在圖像畫面上產(chǎn)生干擾。 在彩電，顯示器等開關(guān)電源維修中如果光耦損壞，一定要用線性光耦代換。 PC111 TLP521等常用的六腳線性光耦有： LP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 35光耦隔離驅(qū)動(dòng) 當(dāng)有車輛進(jìn)入時(shí)，紅外被阻斷，計(jì)數(shù)器加 1，存好車 后，人員出來，紅外再次被阻斷，計(jì)數(shù)器再加 1，當(dāng)計(jì)數(shù)器等于 2時(shí)，車庫(kù)門經(jīng)過一段延時(shí)后落下，出庫(kù)時(shí)，人員進(jìn)入，紅外被阻斷，計(jì)數(shù)器加 1，車輛出庫(kù)，紅外再次被阻斷，計(jì)數(shù)器加 1，當(dāng)計(jì)數(shù)器等于 2時(shí)，車門經(jīng)過一段延時(shí)后落下。 圖 37限位開關(guān) 第 4 章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 程序流 程圖 圖 4