【正文】 的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。 第四，運(yùn)用單片機(jī)作為自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)，單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng) ,軟件編程靈活 ,自由度大 ,可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法 ,并且具有功耗低 ,體積小 ,技術(shù)成熟 ,成本低廉等有點(diǎn) ,使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng) 用廣泛。 核心元件的選用 這里我將設(shè)計(jì)一種以 STC12C5410AD 單片機(jī)為核心的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)，包括硬件組成和軟件設(shè)計(jì)，采用紅外對(duì)管傳感器檢測(cè)信號(hào)變化利用開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行電路信號(hào)放大。 ② 用 555 定時(shí)器來(lái)提供觸發(fā)脈沖 ，保證單片機(jī)能接收到準(zhǔn)確的信號(hào)觸發(fā)信號(hào)。以便后級(jí)電路的接受。 ⑤ 拖動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換電路，主要由用 NPN和 PNP 型的三極管對(duì)管來(lái)實(shí)現(xiàn)，另一方面此對(duì)管也擔(dān)任著驅(qū)動(dòng)的角色，來(lái)驅(qū)動(dòng) 5V 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 方案二： （ 1） 硬件 ①用 28 腳的 STC12C5410AD 單片機(jī)作為本控制電路的核心元件，用此元件可實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)拖動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)的 控制，處理前級(jí)來(lái)的紅外感應(yīng)觸發(fā)信號(hào) ②用 555 定時(shí)器來(lái)提供觸發(fā)脈沖，保證單片機(jī)能接收到準(zhǔn)確的信號(hào)觸 發(fā)信號(hào) ③用 CD4069 集成反相器，來(lái)將模擬觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 ④用 七段數(shù)共陽(yáng)極 碼管來(lái)顯示控制電路的狀態(tài)，顯示方法用動(dòng)態(tài)掃描顯示。 ⑥本系統(tǒng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路部分用一組單刀雙擲開(kāi)關(guān)和一組行 程保護(hù)開(kāi)關(guān)。 （ 2） 軟件 ①本系統(tǒng)的軟件由 C 語(yǔ)言編寫(xiě) 紅外線自動(dòng)探測(cè)門(mén)控制電路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開(kāi)封大學(xué)電 子電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 設(shè)計(jì)概要 本系統(tǒng)共有六部分電路構(gòu)成，分別是電源部分、紅外感應(yīng)部分、脈沖觸發(fā)電路部分、單片機(jī)核心控制電路部分、顯示電路部分、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制及驅(qū)動(dòng)電路部分六大部分組成。紅外感應(yīng)電路部分， 主要有 900nm 的發(fā)射、接收對(duì)管組成，通過(guò)反射原理，來(lái)感應(yīng)人的到來(lái)，則接收管會(huì)有觸發(fā)信號(hào)產(chǎn) 生。這個(gè)將會(huì)送給電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路，來(lái)控制電機(jī)的動(dòng)作，從而達(dá)到開(kāi)啟或關(guān)閉門(mén)的目的。從而實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)功能。管壓降約 ，工作電流一般小于 20mA。在很多電路中都是配對(duì) PT3336B， PT3346C(紅外線接收管）使用。 無(wú)鉛，節(jié)能環(huán)保。由于是黑色環(huán)氧樹(shù)脂的設(shè)備是可見(jiàn)光和近紅外輻射。 (常配合IR333CA 使用 ) ③反相器的選用： CD4069六反相器 ，該器件的簡(jiǎn)述 CD4069 是由六個(gè) COS/MOS 反相器 電路組成，此器件主要用作通用反相器， 即用于不需要中功率 TTL 驅(qū)動(dòng)和邏輯電平轉(zhuǎn)換的電路中。此器件主要用作通用反相器、即用于不需要中功率 TTL驅(qū)動(dòng)和邏輯電平轉(zhuǎn)換的電路中。推薦工作條件： 電源電壓范圍 3V～ 15V 輸入電壓范圍0V～ VDD 工作溫度范圍 ， M 類(lèi)－ 55℃～ 125℃ E類(lèi)－ 40℃～ 85℃ 極限值： 電源電 壓－ ～ 18V 輸入電壓－ ~VDD+ 輸入電流177。如圖 1— 3 為 CD4069 的引腳圖 圖 1— 3 本部分電路的工作原理分析如下： 本部分電路的主要作用是檢測(cè)運(yùn)動(dòng)體是否到來(lái)，第一檢測(cè)信號(hào)源為紅外感應(yīng)對(duì)管，紅外發(fā)射管是產(chǎn)生紅外信號(hào)源的器件，紅外發(fā)射管的正極接電源， 負(fù)極串一個(gè)電阻，接一個(gè) NPN 型三極管（ Q4）的集電極， 通過(guò)三極管的截止和飽和來(lái)控制紅外線發(fā)射管的紅外發(fā)射光線 。當(dāng)紅外發(fā)射管發(fā)射出紅外線信號(hào)時(shí)，若有運(yùn)動(dòng)體靠近紅外線發(fā)射管子時(shí)，紅外光線會(huì)被反射回去，此時(shí)裝配在紅外線發(fā)射管旁的紅外線接受管，會(huì)接收到紅外光線，使紅外接收管本身由截止?fàn)顟B(tài)，變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)， 紅外發(fā)射管導(dǎo)通之后會(huì)在電阻 R21 上產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)，此信號(hào)通過(guò)耦合電容 C7，傳遞給三極管 Q5 的基極，使 Q5 由截止變?yōu)轱柡?，?dāng) Q5紅外線自動(dòng)探測(cè)門(mén)控制電路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開(kāi)封大學(xué)電 子電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 飽和時(shí)，則 Q6 會(huì)滿足放大條件，使 Q6 的基極信號(hào)被放大，送給六反向器 CD4069 的 1腳，進(jìn)行邏輯電平的轉(zhuǎn)換，由 CD4069 的 4 腳輸出，此腳輸出的是較標(biāo)準(zhǔn)的高電平信號(hào)，以確保能滿足后級(jí)的觸發(fā)電平需求。若 D9被觸發(fā)導(dǎo)通，則三極管 Q7 會(huì)從截止?fàn)顟B(tài)變 為飽和狀態(tài)，三極管 Q7的集電極會(huì)被強(qiáng)制拉為低電平，這時(shí)穩(wěn)壓二極管 Z1 會(huì)暫時(shí)失去穩(wěn)壓作用，兩端均變?yōu)榈碗娖健? 3． 3 脈沖觸發(fā)電路 如圖 1— 4為脈沖觸發(fā)電路 圖 1— 4 本電路為脈沖觸發(fā)電路，主要由 555定時(shí)器構(gòu)成。此電路后來(lái)竟風(fēng)靡世界。 555 定時(shí)器可以說(shuō)是 模擬電路與數(shù)字電路 結(jié)合的典范。此外還有輸出級(jí)和放電管。 比較器 C1 和 C2 的參考電壓分別為 UA和 UB，根據(jù) C1和 C2 的另一個(gè)輸入端 —— 觸發(fā)輸入和閾值輸入，可判斷出 RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。若無(wú)需復(fù)位操作，復(fù)位端應(yīng)接高電平。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。 它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè) 放電管 T 及功率輸出級(jí)。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于 VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。 (2)它的各個(gè)引腳功能如下： 1腳：外接電源負(fù)端 VSS 或接地，一般情況下接地。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論 TR、 TH 處于何電平，時(shí)基電路輸出為 “0” ，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只 電容接地，以防引入干擾。 7腳：放電端。 8腳：外接電源 VCC，雙極型時(shí)基電路 VCC 的范圍是 ~ 16V， CMOS 型時(shí)基電路VCC 的范圍為 3 ~ 18V。 在 1 腳接地， 5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器 A A2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下， 555時(shí)基電路的功能表如表 1— 1 示。 D為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時(shí) 555 電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開(kāi)關(guān)管 T導(dǎo)通，輸出端 Vo 輸出低電平，當(dāng)有一個(gè)外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)加到 Vi 端。當(dāng) Vc 充電到 2/3VCC 時(shí)，高電平比較器動(dòng)作，比 較器 A1翻轉(zhuǎn)，輸出 Vo從高電平返回低電平，放電開(kāi)關(guān)管 T重新導(dǎo)通，電容 C 上的電荷很快經(jīng)放電開(kāi)關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，恢復(fù)穩(wěn)定，為下個(gè)觸發(fā)脈沖的來(lái)到作好準(zhǔn)備。 圖 1— 6 圖 1— 6 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖 暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間 Tw（即為延時(shí)時(shí)間）決定于外接元件 R、 C 的大小。當(dāng)這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計(jì)時(shí)器時(shí)，可直接驅(qū)動(dòng)小型繼電器，并可采用復(fù)位端接地的方法來(lái)終止暫態(tài)，重新計(jì)時(shí)。 本設(shè)計(jì)，就是利用的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的特性去，去選通信號(hào)的，由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路是低電平有效，所以當(dāng)前級(jí)穩(wěn)壓管 Z1 低電平信號(hào)送來(lái)時(shí)，脈沖觸發(fā)電路開(kāi)始工作，輸出高電平信號(hào)，高電平信號(hào)再送到 CD4069 進(jìn)行邏輯電平轉(zhuǎn)換，變?yōu)榈碗娖剑徒o單片機(jī)。 紅外線自動(dòng)探測(cè)門(mén)控制電路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開(kāi)封大學(xué)電 子電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 單片機(jī)及數(shù)碼管顯示電路 如圖 1— 7為單片機(jī)及數(shù)碼管顯示電路 圖 1— 7 （ 1） 單片機(jī)我選用是精簡(jiǎn)版的 28 腳 STC12C5410AD，選用 STC12C5410AD 的理由是，能滿足我設(shè)計(jì)要求，價(jià)格更為低廉，下載程序方便。 其主要性能特點(diǎn)如下： 1．增強(qiáng)型 1T 流水線 /精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu) 8051CPU 2．工作電壓： ‐ （ 5V 單片機(jī) ） /‐ （ 3V單片機(jī)） 3．工作頻率范圍： 0‐ 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0‐ 420MHz 4．用戶應(yīng)用程序空間 12K/10K/8K/6K/4K/2K 字節(jié) GNDS1C1310uF/16VR210KC330pC430p12Y112MVCCGNDR3470R4 470R5 470R6470R7470R8 470R9470R10470R1110KR1210KR1310KVCC ABCDGDPRSTABCDEFGDP1HABCDEFGDP2HABCDEFGDP3HR4210KSPKGNDVCCQ18550Q28550Q385503H 2H 1HQ158550A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DPY1A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DPY3A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DYP212RST345XTAL26XTAL1781091211GND14132021222324252627VCC281918171615U1STC12C5410ADVCCRSTLPSPKPWRONFR12P3EF紅外線自動(dòng)探測(cè)門(mén)控制電路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開(kāi)封大學(xué)電 子電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 5．片上集成 512 字節(jié) RAM 6．通過(guò) I/O 口（ 27/23 個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻，開(kāi)漏 7． ISP（在系統(tǒng)可編程） /ASP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器可通過(guò)串口（ ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 8． EPROM 功能 9．看門(mén)狗 10．內(nèi)部集成 MAX810 專(zhuān)用復(fù)位電路（外部晶振 2