【正文】 ................................ 39 第 12 章 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................... 40 第 13 章 其他問題 ...................................................................................... 41 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... 42 結(jié)束語 ......................................................................................................... 43 致謝 ............................................................................................................. 44 附錄 ............................................................................................................. 45 ┊ 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 5 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 1 章 課題研究的意義和目的 自動門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為 自動平移門、自動平開門、自動旋轉(zhuǎn)門、自動圓弧門和自動折疊門等，其中平開門用的場合較少，旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常龐大，一般只用于有需要的高檔賓館，自動平移門使用得最廣泛，大家一般所說的自動門和感應(yīng)門就是指自動平移門。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) ,自動門 ,直流電機(jī) ,紅外傳感器 ,轉(zhuǎn)速測量 ┊ 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Abstract As it bees more and more automatic and informational nowadays, the application of microcontroller also bees more and more extensively. Progress of with the development of the society, science and technology and gradual improvement of people39。本課題通過紅外傳感器感應(yīng)到來人進(jìn)出門時(shí)向單片機(jī)送入一個(gè)高電平，后以單片機(jī)為控制核心對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。 單片機(jī)在控制領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)：體積小，成本低，運(yùn)用靈活，易于產(chǎn)品化，它能方便的組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電一體化。其優(yōu)點(diǎn)硬件電路簡單，軟件功能 完善，控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等特點(diǎn)，具有一定的使用和參考價(jià)值。本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用單片機(jī) 8051 作為控制核心，步進(jìn)電機(jī)、熱釋電型紅外傳感器、電位器相結(jié)合的系統(tǒng)。除能實(shí)現(xiàn)自動開關(guān)門之外，還具有常開、常關(guān)、門禁、防誤夾等多種功 能 。┊ 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 1 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要 隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的自動門系統(tǒng)就是其中之一。本 論 文介紹的自動門控制器使用簡單、工作穩(wěn)定、成本低廉，采用雙速運(yùn)行、動作迅速。通過對 “ 控制自動門系統(tǒng) ” 的研究和設(shè)計(jì)，精心撰寫了控制自動門系統(tǒng)論文。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。單片機(jī)主要組成部分：中央處理器 CPU（ Central Processing Unit）、隨機(jī)存儲器 RAM（ Ramdom Access Memory）、只讀存儲器 ROM(Read Only Memory)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以及 I/O（ Input/Output）口電路等部件。它能針對性的解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，抗 干擾能力強(qiáng)，適用溫度范圍寬，可以方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單，但功能強(qiáng)，能有效的對門進(jìn)行開關(guān)控制。s living standard, various kinds of help automatic control system in life begin to enter people39。 自動平移門最常見的形式是自動門機(jī)及門內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人走近自動門時(shí)，感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。由于自動平移門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到大范圍的 ┊ 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 6 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 2 章 課題的功能概述 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于通過微機(jī)程序?qū)?LED 點(diǎn)陣的顯示順序和步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，從而對門進(jìn)行開、關(guān)的控制。當(dāng)有人或物品進(jìn)入到感應(yīng)器的掃描范圍內(nèi)，感應(yīng)器就會做出感應(yīng)，向中央處理器提出申請，中央處理器轉(zhuǎn)而控制電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了開門的過程。在感應(yīng)器的選擇方面是很靈活的，現(xiàn)在 被廣泛應(yīng)用的感應(yīng)器主要有微波感應(yīng)器和紅外感應(yīng)器。這是因?yàn)槲⒉ǜ袘?yīng)器只能對其感應(yīng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的物體進(jìn)行感應(yīng)，雖說反應(yīng)速度快，但對于其感應(yīng)區(qū)域內(nèi)不動的物體不能夠進(jìn)行感應(yīng)，便會根據(jù)程序所設(shè)定的步驟進(jìn)行關(guān)門操作，容易出現(xiàn)門將人夾到的行為。 ┊ 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3 章 控制開關(guān)電源 的設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)方案 數(shù)字控制開關(guān)電源是一種基于數(shù)字信號控制調(diào)節(jié)其輸出電壓的、初步實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的數(shù)字化和智能化控制的電路系統(tǒng)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一種基于 TOP234Y 的電壓可調(diào)數(shù)控開關(guān)電源，利用 PWM 原理控制占空比，采用可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)并經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換放大做控制信號，對輸出電壓進(jìn)行相對較大范圍的調(diào)節(jié)，由 反饋電路確保電壓的穩(wěn)定性，數(shù)字芯片電源由內(nèi)部電源提供。模擬部分實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源電壓的整流、濾波、功率變換、限流保護(hù)等功能 。 基本設(shè)計(jì)思路 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括模擬開關(guān)電源、反饋電路、 PWM 及比較器控制和數(shù)字調(diào)壓控制四大模塊。┊ 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 8 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 1 電壓可調(diào)數(shù)控開關(guān)電源系統(tǒng)原理框圖 模擬開關(guān)電源部分對輸入交流電進(jìn)行濾波、抗電磁干擾處理、整流、功率變換和穩(wěn)壓等。開關(guān)電源反饋采用輸出電壓 的雙向控制?？刂菩盘柕碾妷号c輸出電壓的關(guān)系是由 PWM 控制器實(shí)現(xiàn)線性控制，故 PWM 控制器必須用線性 PWM 控制器件。轉(zhuǎn)化后的反饋信號電壓與脈沖調(diào)制器前置的比較器的計(jì)數(shù)調(diào)壓控制電壓比較后的電壓偏低，導(dǎo)致占空比的寬度變窄，引起輸出電壓下降 。調(diào)壓控制的原理與反饋控制原理相似， 但這里集成在 TOP 芯片中。計(jì)數(shù)器輸出的信號為數(shù)字量，故須再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換形成相應(yīng)的控制電壓，即數(shù)字調(diào)壓控制信號。多功能端主要有線路過壓和欠壓保護(hù)、利用線路電壓前饋來降低占空比 Dmax、從外部設(shè)定芯片的極限電流 ILIMIT 等功能。它的工作原理是利用反饋電流 IC 來調(diào)節(jié)占空比 Dmax，達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。 TOPSwitchFX 有一大特性，當(dāng)控制端電流 IC 在規(guī)定范圍內(nèi)，而多功能端的輸入電流 IM 為定值時(shí)，脈寬調(diào)制器的輸出占空比 Dmax 與 IC 成反比。實(shí)際上，占空比不僅與 IC 有關(guān)，還取決于 IM 值。在輸出電壓采樣電路中，一般有鉗位電路。但在 電壓可調(diào)的開關(guān)電源中，因?yàn)檩敵鲭妷罕旧硎且笞兓?，所以不能用類似的反饋電路。橫向是比較兩輸出電路電壓是否相同，而縱向比較是在另一路輸出中加入延時(shí)操作，同時(shí)在調(diào)壓時(shí)禁止反饋。而為了在調(diào)壓時(shí)禁止反饋，反饋輸出后加脈沖控制反饋電路的通斷，當(dāng)有調(diào)壓脈沖信號存在時(shí)，反饋通路中斷，這里由壓控繼電器來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)在電路中對輸出采用光耦合器件 TL431 隔離，提高電壓調(diào)整率。電源整體輸出電壓為 5至 40V，步長值設(shè)計(jì)為 ，總計(jì)數(shù)次數(shù)為 175 次，故須采用八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。因?yàn)?ΔD 與 ΔIC 成反比，即占空比的 變化與 IC 的變化成反比。 計(jì)數(shù)控制電路 控制按鈕為四鍵，分別用于步加、步減、清零和預(yù)置為最大值。 74LS193 是一種雙時(shí)鐘 4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，具有預(yù)置、清零、加和減計(jì)數(shù)功能 [8]。 LD 接地，即預(yù)置功能在輸出為最低時(shí)有效，預(yù)置數(shù)據(jù)均接高電平。第一片的 CO 為 0 時(shí)，加計(jì)數(shù)進(jìn)位， BO 為 0 時(shí)，減計(jì)數(shù)借位。當(dāng)計(jì)數(shù)到 175時(shí)，加無效，當(dāng)計(jì)數(shù)為 0 時(shí)，減無效。當(dāng)輸出為 00000000 時(shí)，執(zhí)行減操作則計(jì)數(shù)器預(yù)置為最大值。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路如圖 2 所示。其中接數(shù)控信號與接反饋信號進(jìn)行比較放大后接控制端 C， M 端通過大電阻接電輸入正極， TOP234Y 的外圍電路如圖 3 所示。第二路為數(shù)字IC 提供電源。為了設(shè)計(jì)簡便，這里用集成三端穩(wěn)壓器。在輸入端和輸出端與地之間要接大濾波電容，在芯片引腳根部還要接小容量電容（ ～ 10uF）到地。它是把中央處理器（ＣＰＵ）、 取存儲器（ RAM）、只讀存儲器（ＲＯＭ）、輸入／輸出端口（Ｉ／０）等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯 片上的微型計(jì)算機(jī)?？v觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng) 絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，