51单片机的大楼自动门控制系统设计 源程序 电路图

51单片机的大楼自动门控制系统设计 源程序 电路图 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 51单片机的大楼自动门控制系统设计 +源程序+电路图 摘要:随着科技的不断发展，自动门在人们日常生活中断得到了广泛的应用，同时对其安全性及各方面的性能的要求越来越高。本设计主要使用红外线传感器作为感应器，将接受到的信号转化为电信号传给单片机。步进电机作为门驱动装置。通过单片机控制步进电机，使门自动打开，当人进门后又可以使门自动关闭。通过遥控器还可控制门保持开或关。此外系统还带有故障 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 和显示电路，增加其安全性。本设计的优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用价值。4961 关键词:自动门,单片机,红外传感器,故障检测。 The Control System Design of Building Automatic 1 / 18 Door Based on Single-chip Microcomputer Abstract: As technology continues to develop, automatic doors in people's daily life disruption has been widely applied, and its performance in terms of safety and the increasingly high demand. The design of the main infrared sensor as the sensor used, the received signals into electrical signals pass microcontroller. Stepping motor is a driving apparatus of zhe gate. Stepper motor is controlled by single-chip, so that the door opens automatically. When a person entered into the door, the door closed automatically. The remote controller can also make the door open or closed. In addition, the system also has fault detection and display circuit, increasing its security. The advantage of this design is simple hardware circuit, software, perfect function, and the control system is reliable, high cost, etc. It has a certain value. Key Words: Automatic doors; single-chip; pyroelectric infrared sensors; fault detection. 目录 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 摘要1 引言1 1.研究意义及设计思路2 1.1课题研究的意义2 1.2自动门的发展2 1. 研究意义及设计思路 1.1 课题研究的意义 在不断发展的当今，社会科技化、信息化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广，成为人们生 3 / 18 活不可或缺的一部分。随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，自动门控制系统也逐渐向复杂化和智能化的方向发展，而以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果[3]。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。 为了使这种自动门能够越来越广泛地被应用，本文研究一种公用场合的平移式自动门控制系统，根据人流状况控制两扇门的开合。 1.2 自动门的发展 自动门其实是门的一种延伸，是门的功能根据人的需求所进行的发展和完善。自动门是指:可以将人接近门的动作,或将某种入门授权,识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启，在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用了，受此影响，世界第一的自动门品牌多玛在1945年开发出了油压式、空气式自动门，新建起来的大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式的自动门已开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。最初，供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压式、空压式速度控制，但转换时能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。比如各种可识别控制的自动专用门，如感应自动门,红外感应门、触摸感应门,、刷卡自动门等[4]。 表1 89C51RC引脚功能 管脚管脚编号说明 管脚LQFP44PDIP40PLCC44说明 5 / 18 P0.0 ~ P0.737-3039-3243~36P0:P0口既可作为输入/输出口，也可作为地址/数据复用总线使用。当P0口作为输入/输出口时，P0是一个8位准双向口，上电复位后处于开漏模式。P0口内部无上拉电阻，所以作I/O口必须外接10K-4.7K的上拉电阻。当P0作为地址/数据复用总线使用时，是 低8位地址线[A0~A7]，数据线的[D0~D7]，此时无需外接上拉电 阻。 P 1.0401 2P 1.0定时器/计数器2的外部输入 P1. 14123P 1.1 定时器/计数器2捕捉/重装方式的触发控制 P2.0 ~ P2.718-2521-2824-31Port2: P2口内部有上拉电阻，既可作为输入/输出口，也可作为高8位地址总线使用(A8 ~ A 5)。当P2口作为输入/输出口时，P2是一个8位准双向口。 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ P3.051011P3.0串口1数据接收端 P3.1 7113P3.1 串口1数据发送端 P3.281214P3.2外部中断0 P3.3 91315P3.3外部中断1 P3.4101416P3.4定时器/计数器0的外部输入 图3 51单片机基本连接 2.2 红外探测技术 根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器两大类。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质都会辐射红外线， 7 / 18 除非它本身具有一定的温度,高于绝对零度,。它具有以下几特点:本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。在测量时它不与被测物体直接接触，因而不会存在摩擦。红外探测技术利用红外光波作为载波来传送测量信号或者控制指令。红外测控系统一般包括发射、接收以及处理部分。在本设计中，红外线探测器中的热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号。然后，对电压信号进行波形 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。于是，只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时，才输出检测信号。例如，在两个不同的频率范围内放大电压信号，且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。原理图如图4所示。 图4 红外线感应器电路图 2.3 步进电机 步进电动机是一种数字控制电动机。它将电脉冲信号转变成角位移[7]，常作单片机控制。近30年来，数 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 字技术、计算机技术以及水磁材料的迅速发展，使步进电动机也飞速发展，为步进电动机的应用开辟了广闹的前景[8]。步进电动机有如下特点: 1、一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 2、步进电动机的动态响应快。易于起停、正反转及变速。 3、步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，它不能直接使用交流电源和直流电源。 图6 稳压模块电路图 2.6 设计电路的框图和原理 9 / 18 自动门控制系统的硬件组成如图7所示。 本系统主要由七部分组成，分别为AT89C51单片机以及其外围电路、红外检测电路、步进电机控制电路、门行程检测电路、控制方式切换电路、故障检测电路、故障显示电路。单片机不停地进行检测，检测红外检测电路和门行程检测电路的输出信号，将其转换为步进电机的控制信号，电动机运转，通过传送带带动门一起运行[14]。当改变控制方式时可以使系统进入相应的控制方式。如果门在关门过程中遇到人或其他障碍物时门将无条件朝相反方向打开。当系统出现故障，则会自动进入故障处理程序。 感应自动门的种类很多，在此，仅以平移型感应自动门机作为设计的重点。首先，平移式自动门机组由以下部件组成: (1)主控制器:它是自动门的指挥中心，通过内部编程的大规模集成块，发出相应指令，命令电机进行各种工作。 (2)感应探测器:主要负责采集外部信号，就像人们 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 的眼睛一样，当它检测到有移动的物体进入它的工作范围时，它会发送一个脉冲信号给主控制器。 (3)电机:是门的动力源泉，正转可以开门，反转则会关门，用于控制门扇加速与减速运行。 自动门开一次与关一次门的工作流程为:感应探测器探测到有人进出时，将脉冲信号传给主控器，主控器经过判断后通知马达运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，步带转动一段时间后，马达反转，自动门关闭。 3. 系统软件设计 3.1 系统软件问题 它的软件设计主要包括主程序和中断处理两大部分:主程序要完成I,O口，定时器的初始化及对中断输入的设定，然后延时使传感器进入稳定工作状态，等待定时器的中断,中断处理程序根据具体情况需要有相应的子程序。要对程序进行多次调试，分块编程。 11 / 18 对各个子程序块所解决的问题要相当明确。最后在制作完成硬件电路板后要调试出设计要求的功能。 3.3.1 系统主程序 系统主程序流程图如图8所示。该部分起着主导作用，其主要实现的功能是先进行定时，主要包括定时器的设置与开定时器,然后进行中断优先级的设置，设置完成后开中断,之后是检测是否有系统故障，若有故障，系统等待，若无故障，系统进入下一阶段，即判断是手动方式还是自动方式,若是手动方式，关闭外部中断1，同时开定时器T0，之后继续检测系统故障，一直循环，若不是手动方式，则开启外部中断1，之后也是继续检测系统故障，一直循环。故障检测系统的设置是为了防止有夹人事故，可使得保证安全第一。控制方式选择系统主要负责控制方式的选择，选择控制方式有两种，分别为手动控制门的开关与自动控制门的开关。外部中断1接红外传感信号，实现了门的自动开关[17]。 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 图8 系统主程序流程图 主程序主要程序段为如下: ORG001BH AJMPT1 ORG0050H START:CLRDOOROPEN, 关电机驱动 CLRDOORCLOSE MOVTMOD,#11H, 定时器工作方式 MOVTLO,#OFOH,置定时器常数, CLREXO 13 / 18 SETBETO SJMPLOOP AUTO:SETBETO SJMPLOOP WAIT:SJMP$, 等待 3.3.2 开门子程序 该过程要不停地进行门状态的检测，若门是关闭的，则电机加速，门低速地启动，之后是高速地开门，然后低速运行，若门已完全打开，则退出该过程。开门子程序流程图如图9所示: 图9 开门子程序流程图 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 3.3.3 关门子程序 关门的过程和开门的过程是相似的，都是在不停地检测门的状态，然后改变电机的运行状态。而两者的区别在与电机的转向问题。开门与关门时，电机的转向是相反的。因此其流程图与开门的流程图也是类似的。 3.3.4 T0中断程序 该过程是实现门禁开的程序。开门或关门中断按钮按下后，进入该过程。先进行开门还是关门的判定。若是开门则转入开门子程序，若是关门则转入关门子程序中。流程图如图10所示。 图10 开门中断程序流程图 3.3.5 T1中断服务程序 15 / 18 该过程是为了进行数据的转换，通过A/D转换，将模拟信号转换为数字信号。流程图如图11所示。 图11 T1中断服务程序流程图 3.3.6 故障检测服务程序 该程序主要是保证红外自动门能够在无人操控情况下自动运行，主要功能是若检测到系统有故障，则保持门状态使门停机，若检测到无故障时，当检测到有人出入门时，启动电机，从而实现自动开关门的目的。 5. 设计 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 在此次有关自动门的控制系统的设计，让我感觉到了单片机的复杂深度性，同时也让我体会到了它是多么地贴切我们的日常生活，无所不在，它并不是想象中的那么简单，也并非是无法克服的堡垒。 在设计硬件之前，要首先收集好有关的基础性资料， ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 应备有良好的应用类参考书和专业类参考书。还要经常阅读有关的科技期刊和专利文献，以便了解最新的发展情况，借鉴现成的经验，避免重复劳动。在设计中，要充分了解所用芯片的使用条件及输入输出的特性，这样才能避免因使用错误而多走弯路。 电路设计部分应该有广集资料的精神。只凭借自己头脑中的知识是远远不够的。哪里出现了问题，就要翻书本，或上网查资料。当然也要开动自己的脑筋怎样使系统电路更完美。 在电路设计时，应充分发挥单片机的记忆运算、判断控制能力，避免采用复杂的、稳定性较差的模拟电路。 本设计程序以汇编语言语言编写，易于读写、易于调试和修改，同时汇编语言用来编制系统软件和过程控制软件，其目标程序占用内存空间少，运行速度快。 为了使微机控制系统各种硬件设备能够正常运行，有效地实现电机各个控制环节的实时控制和管理，除 17 / 18 了要设计合理的硬件电路，还必须要有高质量的软件支持。因此用汇编语言编写电机单片机实施控制的应用程序，是整个系统中十分重要的内容。 51单片机的大楼自动门控制系统设计+源程序+电路图(8):