班級：2010 材物;姓名：余小艷;學(xué)號201010240137

1、題目_家用自動(dòng)開關(guān)門的設(shè)計(jì) _班級_2010熱能與動(dòng)力工程二班_ 學(xué)號_ 201010610237_ 姓名_陳權(quán)書_指導(dǎo)_ 王俊祥_ _時(shí)間_2011年12月19日_景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名陳權(quán)書 班級 10熱工（ 2 ）班 指導(dǎo)老師王俊祥 設(shè)計(jì)課題：家用自動(dòng)開關(guān)門的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求查找一個(gè)感興趣的電工電子技術(shù)應(yīng)用電路，要求電子元件超過3050個(gè)或以上，根據(jù)應(yīng)用電路的功能，確定封面上的題目，然后完成以下任務(wù)：1、 分析電路由幾個(gè)部分組成，并用方框圖對它進(jìn)行整體描述；2、 對電路的每個(gè)部分分別進(jìn)行單獨(dú)說明，畫出對應(yīng)的單元電路，分析電路原理、元件參數(shù)、所起的作用、以及與其他部

2、分電路的關(guān)系等等；3、 用簡單的電路圖繪圖軟件繪出整體電路圖，在電路圖中加上自己的班級名稱、學(xué)號、姓名等信息；4、 對整體電路原理進(jìn)行完整功能描述；5、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；設(shè)計(jì)步驟1、 查閱相關(guān)資料，開始撰寫設(shè)計(jì)說明書；2、 先給出總體方案并對工作原理進(jìn)行大致的說明；3、 依次對各部分分別給出單元電路，并進(jìn)行相應(yīng)的原理、參數(shù)分析計(jì)算、功能以及與其他部分電路的關(guān)系等等說明；4、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；5、 總體電路的繪制及總體電路原理相關(guān)說明；6、列出設(shè)計(jì)中所涉及的所有參考文獻(xiàn)資料。設(shè)計(jì)說明書字?jǐn)?shù)不得少于3000字。參考文獻(xiàn)1傳感器及其應(yīng)用.張金鐸 金歡陽名編著.西安電子科技大學(xué)出版社，2002

3、.2傳感器及其應(yīng)用實(shí)例.何希才編著.機(jī)械工業(yè)出版社.2003.3傳感器的理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用，單成祥 編著.國際工業(yè)出版社 .2002.4傳感器技術(shù)與應(yīng)用.金慶發(fā)編著.機(jī)械工業(yè)出版社.1994.5單片微行計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù).張迎新編著.國防工業(yè)出版社.2000.6電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光.陳大欽編著.高等教育出版社,1998.7單片機(jī)原理及其接口技術(shù).胡漢才編著.北京：清華大學(xué)出版社.2004.8紅外線探測與控制電路. 陳永甫編著.北京：人民郵電出版社.2004.9傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例.黃繼昌.徐巧魚等編著.人民郵電出版社.2002.10基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).沈紅衛(wèi)編著.北京

4、.電子工業(yè)出版社.2005.11現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用.陽憲惠編著.清華大學(xué)出版社.1999.12單片機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn).張友德,等編著.復(fù)旦大學(xué)出版社.2000.13單片機(jī)原理及接口技術(shù).李朝青編著.北京航空航天大學(xué)出版社.1996.14數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石編著.高等教育出版社.1998.15向鳳紅.自動(dòng)控制原理.陳玉宏編著.重慶:重慶大學(xué)出版社.2003.目錄1、 總體方案與原理說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12、 熱釋電紅外傳感器電路. . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33、 BISS0001芯片的電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34、 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115、 斬波恒流驅(qū)動(dòng)的原理圖電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、. . .116、 總體電路原理相關(guān)說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137、 總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168、 元件清單. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179、 參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1810、設(shè)計(jì)心得體會(huì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191、 總體方案與原理說明自動(dòng)門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門、自動(dòng)平開門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)折疊門等，其中自動(dòng)平移門使用得最廣泛，我們通常所說的自動(dòng)門、感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門。自動(dòng)平移門最常見的結(jié)構(gòu)形式是自動(dòng)門機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和門內(nèi)外兩側(cè)紅外線，當(dāng)人走近自動(dòng)門時(shí)，紅外線感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)

8、信號，控制器通過驅(qū)動(dòng)裝置將門打開。當(dāng)人通過門之后，再將門關(guān)閉。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人看管，同時(shí)又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音，提高了建筑的檔次。在自動(dòng)門使用上要根據(jù)安裝的環(huán)境及要求，考慮選擇自動(dòng)門的配置。由于公共場所（像醫(yī)院、機(jī)場等）的自動(dòng)平移門使用頻率非常高，而自動(dòng)門的使用頻率和壽命是有限的。在這種情況下，要使用自動(dòng)門必須進(jìn)行綜合考慮。例如增加門的數(shù)量，加大門扇寬度，增加關(guān)門延遲時(shí)間等。以上介紹的是自動(dòng)門的安裝使用要點(diǎn)。而一個(gè)自動(dòng)門的設(shè)計(jì)還要包括下面三個(gè)方面：一、智能化設(shè)計(jì)自動(dòng)門選擇配置智能化控制系統(tǒng)，可隨意設(shè)定門扇的運(yùn)行速度，并可設(shè)定半開狀態(tài)，調(diào)節(jié)方便。使自動(dòng)門始終保持在最

9、佳運(yùn)行狀態(tài)。并具有自動(dòng)矯正功能，即使遇到大風(fēng)等原因引起的運(yùn)行阻力增大，仍然能夠保持平穩(wěn)的開關(guān)門動(dòng)作。2、 安全性設(shè)計(jì)具有自動(dòng)反轉(zhuǎn)安全裝置，當(dāng)碰到障礙物或人體等異常狀況時(shí)，門扇自動(dòng)反轉(zhuǎn)退出，并在下次接近阻力區(qū)域時(shí)以安全速度前進(jìn)，避免夾人事件和機(jī)件損毀的現(xiàn)象發(fā)生，提高自動(dòng)門運(yùn)行時(shí)的安全性，延長自動(dòng)門壽命。門扇開啟輕巧方便，當(dāng)停電時(shí)，老人、兒童等均可開閉自如，開閉力量在3.5公斤以下，方便、安全、可靠。3、 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)自動(dòng)門采用步進(jìn)電機(jī)，具有高效、省電、低噪音、高轉(zhuǎn)速、高扭力、連續(xù)使用不過熱等特性，大大超越傳統(tǒng)交流伺服馬達(dá)。由于采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配合T型齒條同步帶，使門體自低速至高速的運(yùn)行中具有卓越

10、的穩(wěn)定性。由于采用高性能的電源輸入，不管電壓波幅多大均可自動(dòng)穩(wěn)壓。此外在負(fù)載瞬間短路時(shí)還有過壓及過流保護(hù)措施，有效保障自動(dòng)門運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定耐久和安全。自動(dòng)門在具體場合的使用設(shè)計(jì)上，還應(yīng)注意做好以下配置的選用：1、 安全輔助裝置如在高檔酒店等地方可以選擇安裝防夾人紅外感應(yīng)器，防止停留在門附近的人被門所夾住。2、備用電源為保證停電時(shí)自動(dòng)門也能工作正常，應(yīng)配置備用電源。3、 輔助光線傳感器 在需要的地方，自動(dòng)門可以安裝輔助光線傳感器（紅外對射保護(hù)裝置），當(dāng)門打開時(shí)，人站著不動(dòng)，用手遮擋輔助光線傳感器，門應(yīng)該保持打開狀態(tài)。當(dāng)手離開后幾秒后，門應(yīng)該重新關(guān)閉。3.1、有人來時(shí)（進(jìn)門或出門）開門。當(dāng)人走到離門不

11、遠(yuǎn)的時(shí)候時(shí)，安裝在門上側(cè)的熱釋紅外線傳感器信號檢測裝置檢測到有人時(shí)，將啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開門。3.2、無人時(shí)關(guān)門延遲,當(dāng)熱釋收發(fā)裝置沒有檢測到有人在離門1N的范圍內(nèi)，將延遲1秒啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門。3.3、關(guān)門中途來人，立即開門。當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門時(shí)，感應(yīng)探頭突然檢測到在離門1m的范圍內(nèi)有人，則立即停止電動(dòng)機(jī)關(guān)門，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開門?？傮w結(jié)構(gòu)圖如下圖1：人體信號光學(xué)系統(tǒng)（菲涅爾透鏡）熱釋電紅外線傳感器信號處理自動(dòng)門控制電路圖1設(shè)計(jì)總結(jié)構(gòu)圖4、感應(yīng)自動(dòng)門的種類很多，在此，僅以平移型感應(yīng)自動(dòng)門機(jī)作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。首先，平移式自動(dòng)門機(jī)組由以下部件組成4.1主控制器：它是自動(dòng)門的指揮

12、中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。4.2感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號。4.3動(dòng)力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制門扇加速與減速運(yùn)行。4.4門扇行進(jìn)軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。4.5門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。4.6下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在

13、運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門體擺動(dòng)。4.7當(dāng)門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測器探測到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使門扇開啟；門扇開啟后由控制器做出判斷，如需關(guān)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉門扇。 2、熱釋電紅外傳感器電路 圖為熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電路優(yōu)點(diǎn)： 本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。缺點(diǎn)： 容易受各種熱源、光源干擾；被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；環(huán)境溫

14、度和人體溫度接近時(shí)，探測和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。3. BISS0001芯片的電路BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。它不僅能和熱釋電紅外傳感器的輸出良好地匹配，而且也能和其他多種傳感器進(jìn)行匹配。它的內(nèi)部是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、與門電路、狀態(tài)控制器、定時(shí)控制器、鎖定時(shí)間控制器和禁止電路等組成。 BISS00

15、01采用16腳標(biāo)準(zhǔn)型塑料封裝結(jié)構(gòu)。腳（A）為觸發(fā)方式控制端，當(dāng)A1時(shí)，電路可重復(fù)觸發(fā)；當(dāng)A0時(shí)，電路不可重復(fù)觸發(fā)。腳（V0）為控制信號輸出端，當(dāng)有傳感信號輸人時(shí)，V0輸出高電平。腳（RX）和腳（CX）為輸出定時(shí)控制器T，的外接元件端，定時(shí)時(shí)間為：TX50×103RXCX。腳（Ri）和腳Ci）為鎖定時(shí)間控制器i的外接元件，鎖定時(shí)間Ti24RiCi。腳（VRF）為參考電壓及復(fù)位端，使用時(shí)一般接VDD，若按SS，可使定時(shí)器復(fù)位。腳（Vc）為觸發(fā)禁止端，當(dāng)VCVR時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng)VCVR時(shí)，允許觸發(fā)，VR0.2VDD.腳（IB）為偏置電流設(shè)置端，由外接電阻RB接SS端，RB一般取1M的電阻。1

16、2腳（OUT2）和13腳（IN2-）分別為第二級運(yùn)放的輸出端和反相輸人端。14腳（IN1+）和15凈（IN1-）分別為第一運(yùn)放的同相和反相輸入端。16腳（OUT1）為第一運(yùn)放的輸出端。11腳（VDD）和7腳（VSS）分別為電源正、負(fù)端。BISS0001的內(nèi)部：下圖中，運(yùn)算放大器OPl將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一級放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器01：'2進(jìn)行第二級放大，再經(jīng)由電壓比較器COPl和ODP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號VO經(jīng)晶體管T1放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。圖為熱釋紅外傳感器處理芯片BISS0001的特點(diǎn)：*CMOS工藝

17、，公耗低*數(shù)?；旌?具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器*內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾*內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器*采用16腳DIP封裝* 內(nèi)置參考電源 *工作電壓范圍寬（3V5V)BISS001管腳圖：BISS0001工作原理：BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。當(dāng)熱釋電紅外傳感器接收到人體紅外輻射后輸出檢測信號，然后由14腳輸入BISS0001,經(jīng)地內(nèi)部電路處理，由2腳輸出探測信號（正向脈沖信號）。輸出脈沖信號的寬度由外接電阻R9和電容C6來決定。當(dāng) 2腳輸出控制脈沖后，電子開關(guān)被接通，數(shù)字編碼電路和無線

18、電發(fā)射電路由于得到電源而開始工作。電源變壓器為5W/15V，E為12V免維護(hù)蓄電池，供停電使用。S1為鎖控電源開關(guān)，可根據(jù)需要安裝在適當(dāng)處所，用來接通工作電源，無必要時(shí)可取消設(shè)置。SCR采用1A的單向可控硅。HFC9301為軟封裝發(fā)聲電路，發(fā)聲為“嘀、嘀”聲。電路的調(diào)試主要是主機(jī)與各分機(jī)之間的統(tǒng)調(diào)。將發(fā)射電路和接收電路組裝好后，先將發(fā)射機(jī)中C10的調(diào)至適當(dāng)位置后固定不動(dòng)，接著調(diào)整接收機(jī)中的C1，使接收機(jī)能收到發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號。若為“一對多”或“多對一”報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)先將主機(jī)“一”（可以是發(fā)射機(jī)，也可以是接收機(jī) ）調(diào)好固定，然后調(diào)整各分機(jī)，使其與主機(jī)統(tǒng)調(diào)。BISS0001 應(yīng)用線路圖所示。上圖6中

19、，運(yùn)算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一級放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號Vo經(jīng)晶體管T1放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。上圖6中，R3為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，R3的電阻值會(huì)降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號Vs。SW1是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SW1與1端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1與2端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。圖中R6可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原廠圖紙選10K，實(shí)際使用時(shí)可以用

20、3K，可以提高電路增益改善電路性能。輸出延遲時(shí)間Tx由外部的R9和C7的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部的R10和C6的大小調(diào)整，R9/R10可以用470歐姆，C6/C7可以選0.1U。在BISS0001的內(nèi)電路中，運(yùn)放A是一個(gè)獨(dú)立的放大器，由它放大后輸出的信號電壓通過. 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)：它將電脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移即結(jié)一個(gè)脈沖信號，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度因此作常適合于單片機(jī)控制。近30年來數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和水磁材料的迅速發(fā)展推動(dòng)廠步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展，為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用開辟了廣鬧的前景。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn):(1)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比具有良好的跟

21、隨型。以由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡單、廉價(jià)，又非?？煽俊Ｍ瑫r(shí)它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉外數(shù)控系統(tǒng)。(2)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速。(3)速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。低速下仍能保證獲很大轉(zhuǎn)矩，因此，一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。(4)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)只能通過脈沖電源供電才能遠(yuǎn)行。它不能直接使用交流電源和直流電源(5)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象必須對控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)的措施。(6)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的噪音和振動(dòng)較大帶慣性負(fù)載的能力較差。4、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成電路使用、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如圖8所

22、示：信號分配脈沖信號負(fù)載步進(jìn)電機(jī)功率放大圖8 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號工作。在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制中，控制信號由單片機(jī)產(chǎn)生。其基本控制作用如下:1) 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制換相順序步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電換相順序嚴(yán)格安照步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作方式進(jìn)行。通常我們把通電換相這過程稱為脈沖分配。三相六拍步進(jìn)電機(jī)工作方式通電換相的正序是A-AB-B-BC-C-CA；反序?yàn)锳-CA-C-BC-B-AB；共有八個(gè)通電狀態(tài)P1口輸出控制信號，0表示繞子通電，表示繞子斷電，則可以用六個(gè)字來表示六個(gè)通電狀態(tài)。這六個(gè)字表示如下表：A11006HAB10008HB10109HBC00101HC01103

23、HCA01002H表2 通電狀態(tài)2) 通電狀態(tài) P1.2(C) P1.1(B) P1.0(A) 控制字3) 3) 控制電路模型如9圖所示：P1.0P1.1P1.28051系列單片機(jī)A相驅(qū)動(dòng)A相驅(qū)動(dòng)A相驅(qū)動(dòng)圖9 控制電路模型5、斬波恒流驅(qū)動(dòng)的原理電路圖下面講的是斬波恒流驅(qū)動(dòng)的原理圖。T1是一個(gè)高頻開關(guān)管。T2開關(guān)管的發(fā)射極接一只小電阻只，電動(dòng)機(jī)繞組的電流經(jīng)這個(gè)電阻到地，所以這個(gè)電阻是電流取樣電阻。比較器的一端接給定電壓Uc，另一端接取樣電阻上的壓降，當(dāng)取樣電壓為0時(shí)，比較器輸出高電平。圖 10 斬波恒流驅(qū)動(dòng)電路原理圖當(dāng)控制脈沖Ui為低電平時(shí)T1和T2兩個(gè)開關(guān)管均截止；當(dāng)U1為高電平時(shí)，T1和T2

24、兩個(gè)開關(guān)管均導(dǎo)通，電源向繞組供電。由于繞組電感的作用，只上的電壓逐漸升高，當(dāng)超過給定電壓Uc的值時(shí),比較器輸出低電平，使與門輸出低電平、Tl截止，電源被切斷；當(dāng)取樣電阻上的電壓小于給定電壓時(shí)，比較器輸出高電乎，與門也輸出高電平，T1又導(dǎo)通，電源又開始向繞組供電。這樣反復(fù)循環(huán)，直到Ui為低電平。故障檢測及顯示在故障檢測電路中，配置了溫度和速度傳感器，用來監(jiān)測電機(jī)的工作情況，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)過熱保護(hù)和門運(yùn)行障礙保護(hù)，同時(shí)還設(shè)置了電壓監(jiān)控電路，用于檢測系統(tǒng)異常情況。檢測電路首先將檢測到的信號轉(zhuǎn)換成電壓，然后經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部的戶以轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，單片機(jī)定期讀取數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，即馬上采取相應(yīng)的緊急措

25、施，向系統(tǒng)發(fā)出故障信號，系統(tǒng)停止工作，向故障顯示電路發(fā)出指令，發(fā)出報(bào)警信號并顯示故障類型。門行程檢測門行程檢測電路通過檢測門行程開關(guān)的閉合情況來發(fā)送不同的信號，使電機(jī)改變轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制門運(yùn)行的速度以提高運(yùn)作效率，為了保護(hù)門不受到損害和保證門運(yùn)行效率，在門行程檢測電路中設(shè)置了四個(gè)行程開關(guān)。它們分別代表開門極限、程極限1、行程極限2、關(guān)門極限。門在開啟過程中，分別經(jīng)過慢速、加速、減速和停止四個(gè)過程，門的關(guān)閉過程則與上述過程相反。門運(yùn)行到極限位置時(shí)，限位開關(guān)動(dòng)作，單片機(jī)根據(jù)接收到響應(yīng)的信號，改變電機(jī)運(yùn)行速度。6、總體電路原理相關(guān)說明系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)整個(gè)系統(tǒng)軟件主要由主程序、開門子程序、關(guān)門子程序、T0中

26、斷服務(wù)程序、T1中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)子程序組成。主程序主要是完成系統(tǒng)進(jìn)行初始化、中斷設(shè)置等功能。程序設(shè)計(jì)中設(shè)置了一個(gè)外部中斷0，它保證紅外自動(dòng)門能夠在無人操控情況下自動(dòng)運(yùn)行，主要功能是當(dāng)檢測到有人出入門時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)門的目的。Y開 門門狀態(tài)檢測加速？電機(jī)加速減速？電機(jī)減速停止？電機(jī)停止返 回NNN圖12 開門子程序流程圖Y圖13 T0中斷程序流程圖關(guān)T0中斷讀按鍵操作開門否開門子程序開門否關(guān)門子程序裝載T0常數(shù)開中斷中斷返回NNYY在開門過程中首先進(jìn)行門狀態(tài)檢測，根據(jù)所檢測到的信號判斷自動(dòng)門上次停機(jī)所處位置。根據(jù)檢測結(jié)果確定門此刻應(yīng)運(yùn)行方式，如檢測出門是半開狀態(tài)，門直接轉(zhuǎn)

27、入加速開門的過程。如檢測出門是全開狀態(tài)，門轉(zhuǎn)入延時(shí)開門過程。如檢測出門是全關(guān)狀態(tài)，那么在檢測到有人出人時(shí)，門會(huì)緩慢打開，之后加速運(yùn)行，接著減速運(yùn)行，最后電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，門由于慣性緩慢關(guān)閉。自動(dòng)門開門后暫停一段時(shí)間，然后關(guān)門。關(guān)門是開門的一個(gè)反過程，它經(jīng)過慢速運(yùn)行、加速運(yùn)行、減速運(yùn)行、慣性運(yùn)動(dòng)直至停止這幾個(gè)過程。在自動(dòng)門關(guān)閉過程中當(dāng)系統(tǒng)接收到由紅外線傳感器電路發(fā)出的有人出入的信號時(shí)，門會(huì)重新打開。與開門情況不同的是當(dāng)在關(guān)門過程中檢測到故障信號時(shí)門會(huì)朝反方向運(yùn)動(dòng)，將門打開，這樣可以排除因自動(dòng)門遇到障礙物或人身體而產(chǎn)生故障信號使整個(gè)系統(tǒng)停止工作的可能。信號流程說明：是否手動(dòng)方式？關(guān)外部中斷1開定時(shí)器T

28、0開外部中斷1系統(tǒng)終止定時(shí)器T0、T1設(shè)置 中斷優(yōu)先級設(shè)置開定時(shí)器開中斷系統(tǒng)是否有故障？開 始YYNN圖系統(tǒng)主程序流程圖關(guān)T1中斷指向0809地址啟動(dòng)下一通道轉(zhuǎn)換結(jié)束否？數(shù)據(jù)存放通道號加1數(shù)據(jù)指針加1采樣結(jié)束否？開T1中斷中斷返回NYNY圖15 T1中斷服務(wù)程序流程圖為了運(yùn)行過程可靠，在以不同速度運(yùn)行過程中，對運(yùn)行時(shí)間做了安全設(shè)置，當(dāng)在開門狀態(tài)下檢測到運(yùn)行時(shí)間超過安全時(shí)問或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，程序轉(zhuǎn)人故障處理程序。 Y開 門門狀態(tài)檢測加速？電機(jī)加速減速？電機(jī)減速停止？電機(jī)停止返 回NNN圖12 開門子程序流程圖Y圖13 T0中斷程序流程圖關(guān)T0中斷讀按鍵操作開門否開門子程序開門否關(guān)門子程序裝載T0

29、常數(shù)開中斷中斷返回NNYY在開門過程中首先進(jìn)行門狀態(tài)檢測，根據(jù)所檢測到的信號判斷自動(dòng)門上次停機(jī)所處位置。根據(jù)檢測結(jié)果確定門此刻應(yīng)運(yùn)行方式，如檢測出門是半開狀態(tài)，門直接轉(zhuǎn)入加速開門的過程。如檢測出門是全開狀態(tài)，門轉(zhuǎn)入延時(shí)開門過程。如檢測出門是全關(guān)狀態(tài)，那么在檢測到有人出人時(shí)，門會(huì)緩慢打開，之后加速運(yùn)行，接著減速運(yùn)行，最后電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，門由于慣性緩慢關(guān)閉。自動(dòng)門開門后暫停一段時(shí)間，然后關(guān)門。關(guān)門是開門的一個(gè)反過程，它經(jīng)過慢速運(yùn)行、加速運(yùn)行、減速運(yùn)行、慣性運(yùn)動(dòng)直至停止這幾個(gè)過程。在自動(dòng)門關(guān)閉過程中當(dāng)系統(tǒng)接收到由紅外線傳感器電路發(fā)出的有人出入的信號時(shí)，門會(huì)重新打開。與開門情況不同的是當(dāng)在關(guān)門過程中檢測

30、到故障信號時(shí)門會(huì)朝反方向運(yùn)動(dòng)，將門打開，這樣可以排除因自動(dòng)門遇到障礙物或人身體而產(chǎn)生故障信號使整個(gè)系統(tǒng)停止工作的可能。信號流程說明：是否手動(dòng)方式？關(guān)外部中斷1開定時(shí)器T0開外部中斷1系統(tǒng)終止定時(shí)器T0、T1設(shè)置 中斷優(yōu)先級設(shè)置開定時(shí)器開中斷系統(tǒng)是否有故障？開 始YYNN圖系統(tǒng)主程序流程圖關(guān)T1中斷指向0809地址啟動(dòng)下一通道轉(zhuǎn)換結(jié)束否？數(shù)據(jù)存放通道號加1數(shù)據(jù)指針加1采樣結(jié)束否？開T1中斷中斷返回NYNY圖15 T1中斷服務(wù)程序流程圖為了運(yùn)行過程可靠，在以不同速度運(yùn)行過程中，對運(yùn)行時(shí)間做了安全設(shè)置，當(dāng)在開門狀態(tài)下檢測到運(yùn)行時(shí)間超過安全時(shí)問或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，程序轉(zhuǎn)人故障處理程序。 7、總體電路原理

31、圖8、元件清單BISS001管腳清單說明：引腳名稱I/O功能說明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)A為“1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸。2VOO控制信號輸出端。由VS的上跳變沿觸發(fā)，使Vo輸出從低電平跳變到高電平時(shí)視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時(shí)間Tx之外和無VS的上跳變時(shí)，Vo保持低電平狀態(tài)。3RR1-輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端4RC1-輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS-工作電源負(fù)端8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VDD，當(dāng)接“0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位9VCI觸發(fā)禁止端。當(dāng)Vc<VR時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng)Vc>VR時(shí)允許觸發(fā)10IB-運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端11VDD