基于单片机的红外线自动门控制
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。自动门的控制系统是随着人们对生活条件的不断追求，科技的不断发展应运而生的高科技产品。由于单片机系统的适应能力强，稳定性高，所以本设计采用STC89C52 单片机作为主控制器。
本次设计是红外线自动门控制系统，使用红外线传感器作为感应器，检测到人体辐射的红外线能量变化，将其转化为电信号，传给单片机，步进电机作为门驱动装置。通过单片机控制电机，使门自动打开，当人进门后又可以使门自动关闭。在开门时可以调节开门的速度，在关门时有防夹功能。另外本设计也可监测门内的温湿度并显示。本课题主要实现红外线检测和基于STC89C52的单片机控制系统。
关键词：单片机；热释红外线传感器；主控制器
Abstract
With the continuous development of science and technology, automatic doors in the interrupt has been widely used, people's daily life and every aspect of its safety and performance requirements more and more high. Automatic door control system is along with the people of the pursuit of better living conditions, the continuous development of science and technology arises at the historic moment of high-tech products. Because of the single chip microcomputer system adaptable, high stability, so this design uses the STC89C52 single-chip microcomputer as the main controller.
Is this design infrared automatic door control system, the use of infrared sensors as sensor that detects human radiation of infrared energy changes, and convert it into electrical signals, to the step motor as drive door through the single-chip microcomputer control of the motor, the door opens automatically, when people after taking the door, can make the door shut down automatically. Can adjust the speed of the door when open the door, close the door when in the clamp function. In addition, our design can also be used in the monitoring of the gate of temperature and humidity and display.This topic is mainly to realize that infrared detection, and other based on STC89C52 single-chip microcomputer control system.
Key words: singlechip; pyroelectric infrared sensors; main controller
目录
第1章概述 (1)
1.1 课题研究的可行性 (1)
1.2 自动门的发展 (1)
1.3 电机自动控制系统的应用和发展 (2)
1.4 课题研究的目的和意义 (3)
1.5 课题研究的要求和思路 (4)
1.6 毕业设计所要实现的功能 (4)
第2章系统硬件设计 (5)
2.1 设计电路的框图和原理 (5)
2.2 单片机介绍 (6)
2.3 热释电红外传感器介绍 (10)
2.4 BISS0001芯片介绍和典型电路 (11)
2.5 步进电机 (15)
2.6 温度传感器DS18B20 (16)
2.7 湿度传感器DHT11 (20)
2.8 液晶显示模块 (22)
2.9 ISD1760多段语音录放芯片 (26)
2.10 本章小结 (28)
第3章系统软件设计及硬件调试 (29)
3.1 各部分程序流程设计 (29)
3.2 单片机的编程（程序见附录） (31)
3.3 硬件电路图 (33)
3.4 硬件电路调试 (34)
3.5 本章小结 (35)
结论 (36)
参考文献 (37)
致谢 (38)
附录 (39)
第1章概述
1.1 课题研究的可行性
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，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。
在本次毕业设计中，利用红外线感应的元器件感应到人体的存在之后控制步进电动机的运行，在红外线感应到人的存在时，会产生相应的高低电平，之后传入单片机，单片机对此产生相应的控制信号控制单片机的运行。通过分析，此次毕业设计在理论上是完全可行的。本论文着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核心的系统。
1.2 自动门的发展
自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。自动门指：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。
自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。当初，用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、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，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。
21世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防范、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。在不断发展和完善的过程中，门的高级形式自动门起源在欧美，迅速发展
至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门。对于我们国家来说，在控制方面我们和欧美发达国家在技术上还有很大的差距，但是让我们欣喜地是我们国家在这方面已经做出了很大的进步，差距总归是有的，但是通过我们持之不懈的努力我们和他们的差距会越来越小的。
1.3 电机自动控制系统的应用和发展
电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱、空调、DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。伺服系统是以机械运动的驱动设备，电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。这类系统控制电动机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现运动机械的运动要求。具体在数控机床中，伺服系统接收数控系统发出的位移、速度指令，经变换、放大与调整后，由电动机和机械传动机构驱动机床坐标轴、主轴等，带动工作台及刀架，通过轴的联动使刀具相对工件产生各种复杂的机械运动，从而加工出用户所要求的复杂形状的工件。作为数控机床的执行机构，伺服系统将电力电子器件、控制、驱动及保护等集为一体，并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步，经历了从步进到直流，进而到交流的发展历程。目前，伺服技术正朝着交流化、数字化的方向迅速发展。
随着大规模及超大规模集成电路制造工艺的迅速发展，微型计算机的性能越来越高，价格也越来越便宜。此外电力电子技术的发展，使得大功率电子器件的性能迅速提高。因此就有可能比较普遍地应用微机来控制各类电机．完成备种新颖的、高性能的控制策略，是电机的各种潜在能力得到充分发挥，是电机的性能更符合使用要求，还可以制造出便于控制纳新型电机，使电机出现新的面貌。
比较简单的电机微机控制，例如在适当的时候让电机启动、制动或反转之类，只要让微机控制继电器或电子开关元件使电路开通或关断就可以了。在各种机床
设备及生广流水线中，现在已普遍采用微机的可编程控制器。按一定的规律控制各类电机的动作。至于复杂的控制，则要用微机控制电机的电压、电流、转矩、转速、转角等等，使电机按指定的指令准确工作。
通过微机控制，电机的性能有很大的提高。例如传统的直流电集合变流电机各有忧缺点，直流电动机的调速性能好。但带有机械按向器，有机械磨损及换向火化等问题；交流电动机，不论是异步电动机还是同步电动机，结构都比直流电动机简单。工作也比直流电动机可靠，但在频率恒定的电网上运行时，他们的速度不能方便而又经济的调节。交流电动机采用正弦脉宽调制方式进行变额调速是比较理想的，但若要用普通的模拟电路或数字电路完成这任务，电器相当复杂．用微机控制就简单多了。若要进一步调节精度及动态性能，可采用矢量控制方案，它的调速性能将与直流电动机相当。但矢量控制比较复杂，用传统的模拟电路或数字电路根难做到，而应用微机控制。则能方便的实现。为了提高性能．在先进的数控交流伺服系统中，已采用高速数字信号处理芯片，指令执行速度达到每秒数百兆以上，且具有适合于矩阵运算的指令。
复杂的电机微机控制主要用于以下两个方而：第一，发电机励磁系统的控制。用以保证正常工作时发电机电压稳定，发生故障后尽可能保持稳定，达到优化控制的目的。第二，电动机调速及其位置伺服控制。用于鼓风机或水泵的调速节能、数控机床、微型计算机磁盘驱动器、机器人等控制系统。
在电机微机控制系统中，微机主要完成下列工作：第一，实时控制。根据给定的要求驶控制规律，对发电机的电压，电动机的转速等物理量实现在线实时控制。第二，监控。完成事故报警、事故处理、系统诊断及管理等。第三，数据处理完成必要的数据采集、分析处理、计算、显不、记录等。
1.4 课题研究的目的和意义
自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。
自动平移门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内外两侧红外线，当人走近自动门时，红外线感应到人的存在，给控制器一个信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，提高了建筑的档次。随着电子科技的不断发展, 各种智能控制系统进入人们的生活。自动平移门控制系统成为学校、公司等人流密集地疏导人流、控制出入的首选。
1.5 课题研究的要求和思路
对于本次毕业设计，结合了我们大学四年所学的很多知识，可以说是对大学四年我们所学知识的回顾和总结，要圆满的完成此次毕业设计，必须对以前所学的知识全面的复习，还要对新知识点的学习和掌握。为了此次毕业设计应该做到以下几点。第一，了解各种元器件的原理及其在电路中的作用，绘制出电路原理图。第二，查阅相关资料，了解有关自动门设计的一些必要的知识。第三，复习在学校里所学的知识，并借鉴和阅读相关的设计从中找出灵感和思路。
1.6 毕业设计所要实现的功能
本次毕业设计主要是实现以下功能。
功能一：有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，启动电动机实现开门。
功能二：无人时关门延迟,当热释收发装置没有检测到有人在离门一定的范围内，将延迟启动电动机关门。
功能三：关门中途来人，立即开门。当启动电动机关门时，感应探头突然检测到在离门一定的范围内有人，则立即停止电动机关门，启动电动机开门。
功能四：防止夹伤乘客的防夹功能，当门在关闭时，如果有人被夹，则会马上开门，这时人可以从门中离开，之后便会关门。
功能五：控制门开关速度的电动机具有变速功能，通过调速按钮，可以适当的调节开门时的电动机的转速，进而控制开门的速度。
功能六：语音播报功能，在开门和关门之前会有相应的关门语音提示。
功能七：当前温度和湿度检测并在1602液晶上显示。总体结构图如下图1-1：
图1-1 总体结构图自动门防挤调
速，语音播报
自动门
控制
人体信号
热释电红外
线传感器
DS18B20温度传
感器测量温度
门内环境
DHT11湿度传
感器测量湿度
温度湿度测量结果
在液晶1602中显示光学系统（菲
涅尔透镜）
第2章 系统硬件设计
2.1 设计电路的框图和原理
红外自动门控制系统的硬件组成，本系统主要由STC89C52单片机及其外围
电路、红外检测电路，门挤压检测电路、步进电机控制电路、语音播报电路、步
进电机调速电路、温度湿度测量、温湿度显示电路部分组成。单片机循环检测红
外检测电路和门行程检测电路输出信号，据此产生步进电机控制信号，电动机带
动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应的控制方式。如门
在关门过程中遇到人或其他障碍物时门无条件朝相反方向打开，当系统出现故障，进入故障处理程序。
系统硬件框图如图2-1所示。
图2-1 系统硬件框图 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。
当门扇要完成一次开门与关门，其工作流程如下：感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便
通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行， STC89C52 单片机 红外线感应 挤压检测 电机调速
语音播报 温度测量 湿度测量 温湿度显示
控制方式切换
将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启；门扇开启后由控制器做出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。
2.2 单片机介绍
单片机是把微型计算机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，即将运算器，控制器，输入输出接口，部分存储器以及其他一些逻辑部件集成在一个芯片上，故可以把单片机看成是一个不带外部设备的微型计算机，相当于一个没有显示器，没有键盘，不带监控程序的单板机。单片机在各行各业中都有广泛的应用，尤其是在工业控制方面的应用最为广泛，单片机的应用代替了很多用到人的地方，大大提高了工作效率。
STC89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中AT89C2051是它的一种精简版本。STC89C52单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图2-2所示。
图2-2 STC89C52外形及引脚图
2.2.1 STC89C52管脚说明
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。在实际应用中，大多数情况下都使用P3口的第二功能。
P3.0 —RXD：串行输入口
P3.1 —TXD：串行输出口
P3.2 —/INT0：外部中断0
P3.3 —/INT1：外部中断1
P3.4 —T0：记时器0外部输入
P3.5 —T1：记时器1外部输入
P3.6 —/WR：外部数据存储器
P3.7 —/RD：外部数据存储器
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号，单片机的P3口不同于单片机的其他I/O口，作为一个特殊的I/O端口P3口有着与其他的I/O端口所不具备的第二功能。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时，则单片机会复位，因此RST端口作为单片机的复位端口。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE 只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。PSEN信号的出现，选通外部程序存储器，存储器将相应的地址单元的内容送出至数据总线，供CPU读取。PSEN端和ALE端具有同样的驱动能力。
EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
MCS-51单片机有四组8位并行输入/输出口P0～P3，供32个输入/输出引脚。端口引脚为P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7、P3.0～P3.7。
80C52单片机有4个并行的IO口即P0、P1、P2 、P3 ，每一个端口有8条IO口线80C52单片机还有1个全双功能的串行IO口，可以和主机进行远距离通讯。该串口有2条线即发送数据线和接受数据线。
单片机内部的四个8位端口的内部结构各不相同，所以对应的其中的功能也随之有所差别，P0口作为特殊的I/O的端口其内部的电路结构决定着其余其他的端口的不同，单片机内部的四个8位端口的功能：
P0口：P0口可作为输入/输出口，但在实际应用中常作为地址/数据总线口，即低8位地址与数据线分别为P0口。
P1口：P1口的每一位都能作为可编程输入或输出线。
P2口：P2口可作为输入口或输出口使用，外接I/O设备时，又作为扩展系统的地址总线，输出高8位地址，与P0口一起组成16位地址总线。
P3口：P3口为双功能口。作为第一功能使用时，其功能同PI口。
当作第二功能使用时，每一位功能定义如表2-1所示。
表2-1 P3口第二功能
端口引脚第二功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2INT0（外部中断0输入线）
P3.3INT1（外部中断1输入线）
P3.4T0（定时器0外部输入）
P3.5T1 （定时器1外部输入）
P3.6WR（外部数据存储器写选通信号输出）
P3.7RD（外部数据存储器读选通信号输出）
2.2.2 STC89C52主要特性
与MCS-51兼容，寿命：1000写/擦循环，数据保留时间：10年，全静态工作：0Hz-24H，三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。
以上讨论针对标准51系列单片机。标准51单片机就片内资源来说是不满足项目的硬件要求的。主要是因为程序和数据存储器的容量太小。其次，对于其他的很多功能，单片机来完成此项目来说51机的中断资源和运行速度也不令人满意。根据项目的任务及技术要求分析，结合上面列举的标准的51单片机系统的硬件资源，得到的结论是：标准的51系列单片机完成很多的项目任务有一定缺陷。
标准的51单片机作为主控器的缺点分析：51机的程序与数据存储器的容量小是核心问题，片上资源不足，需要外扩。随着单片机向片上系统方向的发展，单片机应用也从系统扩展工作方式向单片机最小应用系统方向发展，这是由单片机丰富的片内资源支持的。从设计理念上说，硬件设计越简单，使用器件越少，系统可靠性就越高。因此，综合考虑在做其他的很多项目的时候，51单片机并不一定就是首选。
因为52单片机只比51单片机多了一个定时器T2，因此，编程时的头文件，reg52.h中也比reg51.h多了几行定义T2寄存器的内容除此之外两种单片机的开发板、引脚等都相同故将两种单片机放在一起进行介绍，对于51单片机和52单片机的区别在于其内部的存储器的大小，还有52是51的增强型，S52比C51,定时
器多一个T2（这个东东强悍的很），RAM多128B，ROM多4K，中断多了2个，多一个看门狗,在掉电、数据指针等方面还有一些改进。S52的最高外接晶振可以达到33MHz，C51大概只有24MHz。对于不同的单片机来说在工业应用中有着不同的用处。
51/52单片机广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51/52系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51/52单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。51/52单片机的管脚也很有特点，大多数51/52单片机的管脚都大同小异。
2.2.3 芯片擦除
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦除操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，STC89C52设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
2.3 热释电红外传感器介绍
热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10-20米范围内人的行动。
热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有ΔT 的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生微弱电压ΔV。热释电效应所产生的电荷ΔQ会跟空气中的离子所结合而消失，当环境温度稳定不变时ΔT=0，传感器无输出。若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。热释电红外传感器的结构及内部电路见下图所示。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元
件PZT、场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约5mm 以下）可很好滤除。热释电元件PZT将波长在8mm-12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。热释红外线传感器内部结构与电路如图2-3所示。
图2-3 热释电红外线传感器的结构及内部电路
热释电红外探头的优缺点：优点：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。缺点：容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。
2.4 BISS0001芯片介绍和典型电路
BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。
它不仅能和热释电红外传感器的输出良好地匹配，而且也能和其他多种传感器进行匹配。它的内部是由运算放大器、电压比较器、与门电路、状态控制器、定时控制器、锁定时间控制器和禁止电路等组成。BISS0001采用16脚标准型塑料封装结构。
1脚（A）为触发方式控制端，当A＝1时电路可重复触发；当A＝0时电路则不可。
2脚（V0）为控制信号输出端，当有传感信号输人时，V0输出高电平。
3脚（RX）和4脚（CX）为输出定时控制器T，定时时间为：TX＝50×103RXCX。
5脚（Ri）和6脚Ci）为锁定时间控制器Υi的外接元件，锁定时间Ti＝24RiCi。
7脚（VSS）为电源正端。
8脚（VRF）为参考电压及复位端，使用时一般接VDD，若按ⅤSS，使定时器复位。
9脚（Vc）为触发禁止端，当VC＜VR时禁止触发；当VC＞VR时允许触发。
10脚（IB）为偏置电流设置端，由外接电阻RB接ⅤSS端，RB一般取1MΩ的电阻。
11脚（VDD）为电源正、负端。
12脚（OUT2）为第二级运放的输出端。
13脚（IN2-）为第二级运放的反相输人端。
14脚（IN1+）第一运放的同相输入端。
15净（IN1-）第一运放的反相输入端。
16脚（OUT1）为第一运放的输出端。
2.4.1 BISS0001的内部结构及特点
运算放大器将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器进行第二级放大，再经由电压比较器构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号VS去启动延迟时间定时器，输出信号VO经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。探头的窗口为长方形，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间距离有差值差值越大感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向灵敏度强，安装时仍须尽量按以上要求。BISS0001的特点：CMOS工艺，公耗低，数模混合，具有独立的高输入阻抗运算放大器，内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰，内设
延迟时间定时器和封锁时间定时器，采用16脚DIP封装，对于此芯片的工作电压范围宽（3V～5V)。
2.4.2 BISS001管脚图及管脚说明
BISS0001芯片采用16脚DIP封装，同时也有贴片式封装的形式和其他的芯
片一样我们要正确的区分各个管脚的位置和作用。BISS0001管脚图如图2-4所示。
图2-4 BISS001管脚图
BISS001芯片的每一个管脚都有着不同的功能和作用，当我们知道每一个管脚的具体位置之后，接下来我们要做的是对，芯片每一个管教的作用和功能了解和掌握，并会熟练应用在我们要做项目中。BISS001芯片管脚说明如表2-2所示。
表2-2 BISS0001管脚说明
引
名称I/O 功能说明
脚
1 A I 可重复触发和不可重复触发选择。当A为“1”时允许重复触发反之不
可重复触。
2 VO O 控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高
电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo
保持低电平状态。
3 RR1 - 输出延迟时间Tx的调节端
4 RC1 - 输出延迟时间Tx的调节端
5 RC2 - 触发封锁时间Ti的调节端
6 RR2 - 触发封锁时间Ti的调节端
7 VSS - 工作电源负端
8 VRF I 参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时可使定时器复位
9 VC I 触发禁止端。当Vc
10 IB - 运算放大器偏置电流设置端
11 VDD - 工作电源正端
12 2OUT O 第二级运算放大器的输出端
13 2IN- I 第二级运算放大器的反相输入端
14 1IN+ I 第一级运算放大器的同相输入端
15 1IN- I 第一级运算放大器的反相输入端
16 1OUT O 第一级运算放大器的输出端
2.4.3 BISS0001工作原理
BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。当热释电红外传感器接收到人体红外辐射后输出检测信号，然后由14脚输入BISS0001经地内部电路处理，由2脚输出探测信号（正向脉冲信号）。输出脉冲信号的宽度由外接电阻R9和电容C6来决定。当2脚输出控制脉冲后，电子开关被接通，数字编码电路和无线电发射电路由于得到电源而开始工作。BISS0001应用线路图如2-5所示。
图2-5 BISS0001的热释电红外开关应用电路图
上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮，R的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。图中R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用3K，可以提高电路增益改善电路性能。输出延迟时间TX由外部的R9和C7的大小调整，触发封锁时间Ti 由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470欧姆，C6/C7可以选0.1U。在BISS0001的内电路中，上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号V o经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。
2.5 步进电机
步进电动机是纯粹的数字控制电动机：它将电脉冲信号转变成角位移．即结一个脉冲信号，步进电动机就转动一个角度。因此作常适合于单片机控制。近30年来，数字技术、计算机技术和水磁材料的迅速发展。其领域内各项技术的创新和应用都推动厂步进电动机的发展和进步，为步进电动机的在各个行业上的应用开辟了广阔的前景。
2.5.1 步进电动机的特点
步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。 传统的机械速度和位置控制结构比较复杂调整困难，使用步进电机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。测速电机是将转速转换成电压，并传递到输入端作为反馈信号。
相较于其他电动机而言，步进电机有着其独特的特点和功能。第一，步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比具有良好的跟随型。以由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统，既非常简单廉价，又非常可靠。同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭外数控系统。第二，步进电动机的动态响应快，易于起停正反转及变速。第三，速度可在相当宽的范围内平滑调节。低速下仍能保证获很大转矩，因此，一般可以不用减速器而直接驱动负载。第四，步进电动机只能通过脉冲电源供电才能远行。它不能直接使用交流电源和直流电源第五，步进电动机存在振荡和失步现象。必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。第六，步进电动机自身的噪音和振动较大带惯性负载的能力较差。
2.5.2 驱动控制系统的组成
使用和控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，则有相应的驱动控制系统与之对应，其驱动控制系统方框图如图2-6所示。
图2-6 驱动控制系统方框
信号分配 脉冲
信号
负载 步进电机 功率放大
步进电动机的驱动电路根据控制信号工作。在步进电动机的单片机控制中，控制信号由单片机产生，其基本控制作用如下所述。
对于反应式步进电动机控制换相顺序，步进电动机的通电换相顺序严格安照步进电动机的工作方式进行。通常我们把通电换相这—过程称为脉冲分配。三相六拍步进电机工作方式通电换相的正序是A-AB-B-BC-C-CA ；反序为A-CA-C-BC-B-AB ；共有八个通电状态P1口输出控制信号，0表示绕子通电，表示绕子断电，则可以用六个字来表示六个通电状态。对于三相六拍步进电机工作方式通电换相的脉冲分配，三相六拍步进电机工作时的这六个字表示步进电机的通电状态表如表2-3所示。
表2-3 通电状态
步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作，而必须使用专用的步进电动机驱动器，它由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。驱动单元与步进电动机直接耦合，也可理解成步进电动机微机控制器的功率接口。在步进电机以三相六拍步进电机工作方式工作时控制电路模型如图2-7所示。
2.6 温度传感器DS18B20
DS18B20是美国DSLLAS 半导体公司推出的第一篇支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串型数字信号，并将信号传给单片机进行处理，此传感器的一个很大的特点便是单总线的结构。 A
1 1 0 06H AB
1 0 0 08H B
1 0 1 09H BC
0 0 1 01H C
0 1 1 03H CA 0 1 0 02H
图2-7 控制电路模型
P1.0 P1.1 P1.2 8951系列 单片机 A 相驱动 B 相驱动 C 相驱动
自动门控制系统的设计
— 内容摘要 随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。 索引关键词：PLC 变频器驱动装置感应器 ， — ] \
目录 第一章绪论 (1) 国内外自动门发展现状 (1) 本课题研究的内容 (1) 本课题研究的目的和意义 (2) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (3) 自动门的功能需求分析 (3) 系统设计的基本步骤 (4) 自动门技术参数的确定 (4) 自动门的机械传动机构设计 (4) 第三章自动门硬件系统的设计 (5) 控制系统结构设计 (5) 可编程控制器(PLC)的选型 (6) 驱动装置的选型 (8) 变频器的选型 (9) 感应开关的选型 (11) 后记 (12) 参考文献 (13)
自动门控制系统的设计 第一章绪论 国内外自动门发展现状 在国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的控制方法很多，从控制器的不同来分，有传统的继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运用现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。 本课题研究的内容 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。
基于单片机的自动门控制系统方案
基于单片机的自动门控制系统 班级：120406 学号：20124310 姓名：强 指导教师：郭昕刚 设计时间：2014年12月15-2014年12月19日
基于单片机的自动门控制系统 摘要 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，自动门开始进入人们的日常生活，成为宾馆、超市、银行等现代建筑所必备之物，是建筑智能化水平的重要指标之一。它具有美观大方、防风、防尘、降低噪音等优点，同时方便了人们出入，也方便了管理，增强了安全。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。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。控制系统是自动门的心脏，也是衡量其设计制造水平的重要指标，同时自动门控制系统逐渐向大型化、复杂化和智能化的方向发展。 本设计主要应用单片机8051作为控制核心，直流电机、热释电型红外传感器等相结合的系统。它充分发挥了单片机的性能，其优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。 关键词：自动门；单片机；控制；热释电红外传感器
The Automatic Door Control System Based On SCM Abstract Along with society's development, the technical progress as well as the people living standard's gradual enhancement, automatic valve starts to enter people's life. It is not only indispensable for hotels, supermarkets, banks and other modern architecture, but also become an important indicator of the level of construction of intelligent. There is beautiful, generous,windbreak,
计算机毕业设计论文_基于AT89C51红外线控制自动门
基于AT89C51红外线控制自动门 摘要：随着经济的发展和人民生活水平的提高，自动门的应用也越来越广泛，它已经成为宾馆、超市等现代建筑所必备的，是建筑智能化水平的重要指标。自动门控制系统作为自动门系统的控制核心，决定了自动门系统的性能。国外生产的自动门控制系统性能比较优良，但是价格偏高；国内的同类产品虽然价格便宜，但是性能较差，故障率较高。本文研究一种基于AT89C51的自动门控制系统，功能强大，运行可靠，用户操作方便，而且成本适中，在市场上有较强的竞争力。关键词：自动门控制系统；AT89C51； ABSTRACT：With the development of economy and living standard,automatic doors are being widely used.It is absolutely necessary to a modern building such as hotel,supermarket.As the controlling core of the automatic door,the automatic door controller determines its performance.Most of automatic door controllers that have been sold in our country are made by foreign manufactures.The performance of these products is high, but they are very expensive. Our home-made automatic door controllers are not so expensive,however,the performance is unsatisfied and the faulty rate is high. So we have developed a new kind of automatic door controller based on AT89C51. The controller has good competitive ability because it’s powerful, reliable, convenient and low-cost. Key words:automatic door controller；AT89C51；
自动门及门禁系统解决方案
自动门及门禁系统 项目概览 目录 一、概述 (2) 1.安装环境 (3) 2.安装环境简图 (3) 二、工程安装设计及工期 (5) 1、工程所需时间 (5) 2、具体安装流程 (5) 3、工程安装方案 (5) 4、工程完工装修方案 (6) 5、工程安装简图 (7) 6、工程效果简图 (10) 1).楼道内视图（关门状态） (10) 2).楼道内视图（开门状态） (10) 3).电梯间视图（关门状态） (11) 4).电梯间视图（半开门状态） (11) 三、设备报价及工程概预算 (11) 1、自动门动力系统报价 (11) 2、门禁系统报价 (12) 3、12MM全钢化玻璃门体 (12) 4、工程整体预算： (12) 1)、报价一：史丹利 521 SLD滑动式自动门控制系统 (12) 2)、报价二：TORMAX（托马斯）模组化平移门系统 (13) 3)、报价三：MANUSA（欧宝）ACTIVA自动感应门主机 (14) 四、保修服务 (15) 五、产品详细介绍 (16)
1.产品选型 (17) 1).门禁主机： (17) 2).自动门驱动装置： (17) 3).门体样式： (17) 2.产品功能及配置 (17) 1).F7指纹门禁机 (17) 2).CU-K18感应卡门禁控制器 (19) 3).STANLEY（史丹利）521 SLD滑动式自动门控制系统 (21) 4).TORMAX（托马斯）模组化平移门系统 (24) 5).MANUSA（欧宝）ACTIVA＋自动感应门主机 (27) 6).12mm钢化玻璃门体 (29) 7).12mm不锈钢包框钢化玻璃门体 (30) 8).12mm高级铝型材包框钢化玻璃门体 (30) 六、产品资质证书 (30) 1.史丹利-实用新型专利证书-滑动门顶部导向装置.......... 错误!未定义书签。 2.史丹利-ISO9000质量管理体系认证...................... 错误!未定义书签。 3.史丹利-AAADM认证.................................... 错误!未定义书签。 4.史丹利-ANSI/BHMA认证................................ 错误!未定义书签。 5.托马斯-ISO9000:2000国际质量体系认证 ................ 错误!未定义书签。 6.托马斯-ISO9000:2000国际质量体系认证 ................ 错误!未定义书签。 7.托马斯-ISO9001:2000国际质量体系认证 ................ 错误!未定义书签。 8.托马斯制造厂商声明.................................. 错误!未定义书签。 一、概述 为了能够构建一个安全、和谐的办公环境，杜绝闲杂人员随意进出办公区域，现准备对5、6、7三层办公区域安装智能门禁系统及自动平移门，该系统通过指纹或者授权卡方式控制自动门驱动装置及电子锁的开合，实现人员进出后自动锁闭通道大门的功能，通过对主要通道的控制防止无关人员的进出，并且可以通过对通道门的控制限制无关人员的活动范围以减少不必要的损失。 通过这套门禁系统，贵局可以实现对人员权限的明确限定，无论是内部人员或外部人员，都可以通过对权限的设置清楚的界定可以自由出入的范围，并对人员的进出情况进行纪录，以备查询，极大的解放人员管理的压力，并可达到在提高安全度的情况下节
基于单片机的红外线遥控器设计
毕业设计 姓名： 专业： 班级： 指导教师：
课程设计任务书 姓名：钟思 专业：自动化 班级：1301班 设计课题：基于单片机的红外线遥控器设计指导教师： 电子信息工程系印制 二○一五年十二月 目录
第一章红外发射部分 (1) 1、设计要求与指标 (1) 2、红外遥感发射系统的设计 (1) 3、红外发射电路的设计 (2) 4、调试结果及其分析 (3) 第二章红外接受部分 (4) 1、红外遥控系统的设计 (4) 2、系统的功能实现方法 (9) 3、红外接受电路图 (10) 4、软件设计： (10) 5、调试结果及分析： (10) 6、结论： (11) 参考文献 (11)
第一章红外发射部分 1.设计要求与指标 红外遥控是目前使用较多的一种遥控手段。功能强、成本低等特点。系统。设计要求利用红外传输控制指令及智能控制系统，借助微处理器强大灵活的控制功能发出脉冲编码，组成的一个遥控系统。本设计的主要技术指标如下： (1) 遥控范围：0 —1 米 (2) 显示可控制的通道 (3) 灵敏可靠，抗干扰能力强 (4) 控制用电器电流最高为2 A 红外遥控的特点是不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；多路遥控。 红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，系统采用编/ 解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。设计的电路由几个基本模块组成：直流稳压电源，红外发射电路，红外接收电路及控制部分。发射电路，利用遥控发射利用键盘，这种代码指令信号调制在40KH z 的载波上，激励红外光二极管产生具有脉冲串的红外波，通过空间的传送到受控机的遥控接收器。 2.红外遥感发射系统的设计 红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，系统采用编/解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。发射系统设计的电路由如下的几个基本模块组成：直流稳压电源，红外发射电路。 系统框图如图所示。
基于-单片机的自动门控制系统完整
毕业设计报告题目： 院系：信息与控制学院 专业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩：
2014 年月日
目录 1 方案设计 (1) 1.1 设计任务要求 (1) 1.2 硬件方案设计 (1) 1.3 软件方案的设计 (2) 1.4 主要设计的实现原理 (3) 2 硬件设计 (4) 2.1 单片机的简介 (4) 2.2 硬件器件选择 (4) 2.2.1 单片机选型 (4) 2.2.2 按键部分 (5) 2.2.3 人体检测传感器 (5) 2.2.4 光电检测传感器 (6) 2.3 单片机最小系统 (6) 2.4 按键部分电路图 (7) 2.5 光电检测部分 (8) 2.6 人体热释电传感器 (9) 2.7 电机驱动电路 (10) 3 软件部分设计 (11) 3.1 总程序设计 (11) 3.2 按键程序流程图 (12) 3.3 定时器0中断 (13) 3.4 门控判断程序 (14) 参考文献 (16) 附录A 系统原理图 (17) 附录B 程序代码 (18) 附录C 实物图片 (28)
1 方案设计 1.1 设计任务要求 对于自动门控制系统，需要实现的功能如下所示： （1）自动检测功能：能够自动检测门的附近是否有人，如果有人则开启该门，在没有人体信号时，延时数秒后自动关闭。 （2）安全保护功能：关门时，检测门导轨上是否有人，如果有则停止关门，并迅速打开门，防止人被挤住。 （3）电机调速功能：能够通过单片机控制电机的速度，开门关门时需要有个加速与减速的过程。 （4）按键输入功能：能够通过按键来控制门自动还是手动运行，在特殊情况下需要手动来操作该门。 （5）门开关限位功能：在开门与关门的时候能够检测到门的限位开关，来检测是否到门的关门与开门的限位。 1.2 硬件方案设计 本设计选用STC89C52单片机作为本设计的微控制芯片。按键部分采用独立式按键, 人体检测部分，使用红外热释电传感器对外部人体信号进行检测。光电检测传感器使用TCRT5000光电传感器进行检测。 硬件部分框图如图1.1所示。 图1.1 硬件部分框图 自动门控制系统的硬件组成如图1.1所示，本系统主要由STC89C52RC单片机及其
自动门控制系统的设计
毕业设计报告（论文）
2016年12月17日
容摘要 随着科学技术的日新月异，我们的生活发生了巨大的变化。一个智能化、自动化的社会已经开始呈现于我们的眼前，这为我们提供了非常多的便利。其中自动门就是自动化进程中的一个典型代表，此设计就是运用所学的知识，结合实际需要而进行研究的。为了增强自动门运行的可靠性,提出了一种以S7-200可编程序控制器(PLC)为核心的自动门控制系统。分析了该控制系统的工作原理,描述了系统的硬件组成,介绍了人体感应探测、自动门运行位置检测、门运行障碍检测等控制电路的工作过程,对PLC 的选型及I/O点的确定进行了说明。结合PLC的运行特点,对控制系统的工作流程作了合理的优化。在此基础上,采用结构化的编程方法,给出了主程序模块、开门子程序模块、关门子程序模块的程序流程图。系统已通过硬件和软件调试,在实际中获得了应用。应用结果表明,整个系统功能完善,性能可靠。 索引关键词：可编程控制器 S7-200 自动门控制系统
目 B录 第一章概论 (1) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (2) 2.1自动门的功能需求分析 (2) 2.2自动门控制系统构成 (2) 2.3自动门的机械传动系统构成设计 (3) 第三章系统硬件设计 (3) 3.1PLC简介与选型 (3) 3.2驱动装置的设计 (4) 3.3感应器件的设计 (5) 3.4变频器的选择 (5) 3.5行程开关的工作原理 (6) 3.6硬件电路设计 (7) 第四章系统软件设计 (8) 4.1程序的设计思路 (8) 4.2程序设计 (9) 后记 (11) 参考文献 (12)
基于单片机的自动门设计
单片机原理及系统课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014年1 月17日
1、设计题目 基于单片机的车库自动门的设计 2、设计目的 （1)制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。 (2)设计一个具有特定功能的自动车库门。该车库门在有人来时（进门或出门）开门，无人时关门延迟，关门中途来人，立即开门。 3、整体设计方案 3.1 硬件总体设计 硬件系统总体设计如图1所示。 3.2 设计电路框图和原理 红外自动门控制系统的硬件组成如图2所示。本系统主要由AT89C51单片机及其外围电路、红外检测电路，门行程检测电路、步进电机控制电路、故障检测电路、故障显示电路、控制方式切换电路等七部分组成。单片机循环检测红外检测电路和门行程检测电路输出信号，据此产生步进电机控制信号，电动机带动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应的控制方式。如门在关门过程中遇到人或其他障碍物时门无条件朝相反方向打开，当系统出现故障，进入故障处理程序。 感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启；门扇开启后由控制器做出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。 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。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，通过内部编有指令程序的大规模集
基于51单片机的红外遥控器设计
天津职业大学 二○一五～二○一六学年第1学期 电子信息工程学院 通信系统综合实训报告书 课程名称：通信系统综合实训 班级：通信技术（5）班 学号：1304045640 1304045641 1304045646姓名：韩美红季圆圆陈真真指导教师：崔雁松 2015年11月17日
一、任务要求 利用C51单片机设计开发一套红外线收发、显示系统。 具体要求： ●编写相关程序（汇编、C语言均可）； ●用Proteus绘制电路图并仿真实现基本功能； ●制作出实物 二、需求分析（系统的应用场景、环境条件、参数等） 现在各种红外线技术已经源源不断进入我们的生活中，在很多场合发挥着作用。 机场、宾馆、商场等的自动门，会在人进出时自动地开启和关闭。原来，在自动门的一侧有一个红外线光源，发射的红外线照射到另一侧的光电管上，红外线是人体察觉不到的。当人走到大门口，身体挡住红外线，电管接收不到红外线了。根据设计好的指令，触发相应开关，就把门打开了。等人进去后，光电管又可以接到红外线，恢复原来的线路，门又会自动关闭。因此这种光电管被称为“电眼”，在许多自动控制设备中大显身手。 在家庭中，许多电子设备如彩色电视、空调、冰箱和音响等，都使用了各种“红外线遥控器”。利用它我们可以非常方便的转换电视频道或设定空调的温度档次。 三、概要设计（系统结构框图/系统工作说明流程图） 红外线收发、显示系统硬件由以下几部分组成：红外遥控器，51单片机最小系统，接收放大器一体集成红外接收头，LED灯显示电路。 红外线接收是把遥控器发送的数据(已调信号)转换成一定格式的控制指令脉冲(调制信号、基带信号)，是完成红外线的接收、放大、解调，还原成发射格式（高、低电位刚好相反）的脉冲信号。这些工作通常由一体化的接收头来完成，输出TTL兼容电平。最后通过解码把脉冲信号转换成数据，从而实现数据的传输。 红外遥控系统电路框图
基于的自动门控制系统设计
学号2014215945 《电气控制与PLC》 课程设计 （2014级本科） 学院：物理与机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 作者姓名：张林 指导教师：盛海龙职称：工程师 完成日期：2017 年 6 月25 日
课程设计任务书
目录 第1章分析评估及控制任务 (5) 1.1课题的分析评估 (5) 1.2课题的控制任务 (5) 1.2.1课题内容： (5) 1.2.2控制要求： (6) 第2章PLC的选型 (7) 2.1 PLC容量的选择 (7) 2.2 PLC及外设型号的选择 (7) 第3章功能器件的基本工作原理 (10) 3.1 自动感应门机的基本工作原理 (10) 3.2 自动门的分类 (10) 3.3 限位开关的工作原理 (11) 3.4 光电开关介绍 (11) 第4章I/O地址分配 (13) 第5章电气原理图 (14) 5.1 方案说明 (14) 5.2 程序流程图 (15) 5.3 继电器接触控制图 (16) 5.4 plc控制输出输入接线 (17) 第6章系统程序设计 (18) 6.1 梯形图 (18) 6.2 语句表 (19) 6.3 过程分析 (20) 第7章总结 (21) 参考文献 (22)
第1章分析评估及控制任务 1.1课题的分析评估 随着PLC功能的不断提高和完善，PLC几乎可以完成工业领域的所有任务。但PLC还是有它最适合的应用场合，所以在接到一个控制任务后，要分析被控对象的控制过程和要求，看看用什么控制装备（PLC，单片机，DCS或IPC）来完成该任务最合适，比如仪器及仪表装置，家电的控制器就要用单片机来做；大型的过程控制系统大部分要用DCS来完成。而PLC最合适的控制对象是：工业环境较差，而对安全性，可靠性要求较高，系统工艺复杂，输入/输出以开关量为主的工业制动控制系统或装置。其实，现在的可编程控制器不仅处理开关亮，而且对模拟量的处理能力也很强。所以在很多情况下，也可以取代工业控制计算机（IPC）作为主控制器，来完成复杂的工业控制任务。 控制对象及控制装置（选定为PLC）确定后，还要进一步确定PLC的控制范围。一般来说，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量的参数，控制逻辑复杂的部分都由PLC完成。另外，如紧急情况停车的环节，对主要控制对象还要加上手动控制功能，这就需要在设计电气系统原理图与编程时统一考虑。 1.2课题的控制任务 1.2.1课题内容： 1．自动门控制装置的硬件组成： 自动门控制装置由门内光电探测开关K1，门外光电探测开关K2，开门到位限位开关K3，关门到位限位开关K4，开门执行机构KM1（使直流电动机正转），关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。
自动门控制系统
2. 自动门控制系统总体方案设计 自动门的功能需求分析 本设计面向商场入口的应用，需要有安全和可靠性，在设计的时候改进了自动门的友好性，结构如图所示： 图自动门结构图 根据商场中对自动门的具体要求，本课题所设计的自动门应具有以下功能： 1．开门和关门控制应具有手动和自动方式 为了便于维护，自动门应具有手动和自动方式。手动和自动开门方式由手自动转换开关来控制。当转换开关拨向手动位置时，门可以手动调节开或者关。当转换开关拨向自动位置时，手动开门失效，由感应器检测到有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门且门未关闭，PLC动作输出信号给变频器来控制电机的正转或者反转来实现开门或者关门。 2．蜂鸣器的提示功能 当自动门开启和关闭时，PLC输出信号给蜂鸣器，蜂鸣器响以提醒来往行人注意。 3．防夹人功能 为了杜绝自动门的夹人事件，在门两侧安装防夹人红外感应器，以防止停留在门附近的人被门所夹住。 自动门控制系统包含PLC控制和动作执行元件构成。采用自动和手动点动控制方式，此种控制模式为目前大多自动门的控制方式。本课题所设计的自动门控制系统采用PLC为控制中心来控制传动机构从而控制门的开和关实现门的自动化控制。
系统设计的基本步骤 在自动门系统设计与调试过程中最主要的是先列出设计的主要步骤流程图，如图所示。 在自动门控制系统的设计过程中主要要考虑以下几点： 1.深入了解和分析自动门的工艺条件和控制要求。 2.确定I/O设备。根据自动门控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯等。 3.根据I/O点数选择合适的PLC类型。 4.分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。 5.设计自动门系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个自动门系统设计的核心工作。 6.将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。 7.自动门系统的整体调试，在PLC软硬件设计和现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，调试种发现的问题要逐一排除，直至调试成功。
基于单片机的自动门控制系统课程设计报告书
齐鲁工业大学 课程设计 2015年 1月 15 日
齐鲁工业大学 课程设计任务书 课程：单片机的控制系统课程设计 题目：自动门控制系统设计 专业：测控技术与仪器：涛学号：8 主要容： 利用51板实现自动门控制系统设计。具体要求如下： 1、有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。 2、无人时关门延迟，当热释收发装置没有检测到有人在离门1m的围，将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。 3、关门中途来人，立即开门。当启动电动机带动传动链关门时，感应探头突然检测到在离门1m的围有人，则立即停止电动机关门，启动电动机带动传动链开门。 基本要求： 1、熟悉MCS单片机系统的基本构成和工作原理。 2、了解自动门系统的原理及控制方法。 3、掌握 MCS-51系列单片机I/O、定时器等操作方法。 4、掌握单片机的一般编程技巧。 参考资料： 1、毅刚．单片机原理及应用[M]．：高等教育，2010. 2、蔡美琴．MCS-51系列单片机系统及其应用[M]．：高等教育，2004. 完成期限 2015-1-15 指导教师凯 专业负责人涛
2015年1月15日 目录 第1章绪论 (1) 1.1 自动门发展历史 (1) 1.2 单片机的发展及89C51系列的运用 (1) 1.3 红外探测技术的发展 (2) 1.4 设计的主要容 (2) 第2章系统结构及主要元器件 (3) 2.1设计整体框图及总电路图 (3) 2.2主要元器件介绍 (4) 第3章硬件设计 (11) 3.1 基本单片机系统 (11) 3.2 红外检测电路 (11) 3.3 步进电机 (12) 3.4 检测模块 (14) 第4章软件设计 (16) 4.1 系统软件结构 (16) 4.2 各部分程序流程设计 (16) 4.3 门行程检测及故障检测 (24) 结论 (28) 参考文献 (29)
51单片机红外控制
/****************************************************************************** * 单片机与红外接收模块的接线说明： P32-->J11 注意事项： 根据自己使用的LCD1602是否带有转接板，如果带有转接板的即为4位，需在LCD.H头文件中 将宏#define LCD1602_4PINS打开，我们这里使用的LCD1602是8位，所以默认将该宏注释。 实验现象： 按下红外遥控器键，在LCD1602上即可显示对应的键值码（注意：需要将红外遥控器的电池绝缘片抽下） ******************************************************************************* / #include
自动门控制系统的设计
容摘要 随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。 索引关键词：PLC 变频器驱动装置感应器
目录第一章绪论1 1.1 国外自动门发展现状1 1.2 本课题研究的容2 1.3 本课题研究的目的和意义2 第二章自动门控制系统总体方案设计3 2.1 自动门的功能需求分析3 2.2 系统设计的基本步骤4 2.3 自动门技术参数的确定4 2.4 自动门的机械传动机构设计4 第三章自动门硬件系统的设计5 3.1 控制系统结构设计5 3.2 可编程控制器(PLC)的选型6 3.3 驱动装置的选型9 3.4 变频器的选型9 3.5 感应开关的选型12 后记12 参考文献12
自动门控制系统的设计 第一章绪论 1.1 国外自动门发展现状 在国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门外两侧加感应器，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国外建筑市场上得到大围的普及。 自动门的控制方法很多，从控制器的不同来分，有传统的继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运用现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。
(完整版)基于单片机的自动门控制系统定稿毕业论文
基于单片机的自动门控制系统 摘要 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，自动门开始进入人们的日常生活，成为宾馆、超市、银行等现代建筑所必备之物，是建筑智能化水平的重要指标之一。它具有美观大方、防风、防尘、降低噪音等优点，同时方便了人们出入，也方便了管理，增强了安全。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。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。控制系统是自动门的心脏，也是衡量其设计制造水平的重要指标，同时自动门控制系统逐渐向大型化、复杂化和智能化的方向发展。 本设计主要应用单片机8051作为控制核心，直流电机、热释电型红外传感器等相结合的系统。它充分发挥了单片机的性能，其优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。 关键词：自动门；单片机；控制；热释电红外传感器
The Automatic Door Control System Based On SCM Abstract Along with society's development, the technical progress as well as the people living standard's gradual enhancement, automatic valve starts to enter people's life. It is not only indispensable for architecture, but also become an important indicator of the level of construction of intelligent. There is beautiful, generous,windbreak, dustproof, lower noise. Meanwhile it is convenient for people to access. And it facilitate the management, enhance the safety. Its usable, is complete, the technological advance, causes the people to believe that this is the advance in technology achievement. It lets the , and the measure of the important indexes, the manufacture level. Also, it gradually toward large-scale, complicated and intelligent direction. This design mainly 8052 takes the control core using the
单片机控制红外线防盗报警器电路设计
单片机控制红外线防盗报警器 一、硬件电路 电路原理图如图1所示。可将该电路分为以下三个部分。 用当今最流行的A T89C2051单片机控制，体积小，成本低；用红外线收发管进行检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰；当有人试图闯入室内时，能自动进行声光报警。现将该报警器原理介绍如下，供广大单片机爱好者参考。 1、单片机系统。U1为A T89C2051单片机。C1，R0，R1和复位按钮RESET组成手动电平复位和上电自动复位电路；C2，C3以及晶振JT1组成时钟电路；C4，C5为+5V电源滤波电容。U2为CMOS6反相器CC4069，起驱动作用。VD1~VD6为红外发射管，其负极端接与P1口，P1口设置为输出状态，当P1口为“0”时，VD1~VD6发红外光。VD7~VD12为红外接收管，当接收到红外光时导通，+5V电源通过VD7~VD12加到反相器CC4069的输入端，经反相为低电平，这时P3.0~P3.5为低电平。发射管和接收管分别安装在门和窗口的适当位置，当有人闯入时遮挡了红外线，接收管截止，反相器输入端为低电平，这时U1的P3.0~P3.5为高电平。当在一定时间内检测到位于不同位置的光束被遮挡时，则由P3.7口输出报警信号（高低电平间隔1S的脉冲信号）。驱动声光报警电路，进行声光报警，直至按复位按钮RESET或电源开关S1。由于红外收发管之间没有遮挡时为正常，有遮挡时为异常，则当P1口输出00H时，P3口的正常状态数据为00H。 2、电源电路。220V交流市电经变压器T降压，桥式整流器D1整流，电解电容C7滤波，三端稳压器78L05稳压，最后得到整机要求的+5V稳定直流电源。 3、声光报警电路。555定时器U4，扬声器BY，普通红色发光二极管VD13等组成声光报警电路。其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器，其控制电压输入端5脚与单片机A T89C2051的P3.7脚相连，受P3.7脚输出的高低电平间隔1S的脉冲信号控制。当P3.7为
PLC自动门控制系统
PLC自动门控制系统 专业: 测控技术与仪器 班级: 测控08-2 姓名: 王彦东 学号: 18 指导教师: 姜勇森 时间: 2011 年 10 月 25 日 目录 1,前 言 ..................................................................... ........................................ 3 2,国内外自动门发展...................................................................... .. (3) 2.1国内外自动门发展现 状 ..................................................................... 4 2.2本课题研究的目的和意 义 (6) 3,自动门控制系统总体方案设 计 ..................................................................... . (7) 3.1在自动门的功能需求分 析 (7)
3.2自动门的控制要 求 ..................................................................... . (7) 3.3自动门控制系统构 成 ..................................................................... (8) 3.3.1PLC概 述 ..................................................................... (8) 3.3(2 具体构 成 ..................................................................... ............ 9 4,自动门控制系统的硬件设 计 ..................................................................... .. (10) 4.1 PLC的选 择 ..................................................................... ............. 10 5,自动门控制系统软件的设 计 ..................................................................... .. (12) 5.1 工作过程的分 析 ..................................................................... . (12) 5.2 程序程流图 (14)
c51、c52单片机红外线遥控接收解码c程序(可直接使用)
/ 亲，此程序以经过测试，可直接使用！！！/ #include
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