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1、淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第17頁(yè)共29頁(yè)1 緒論1.1 課題背景隨著科技的大力發(fā)展和人民生活水平的不斷提高。電子類產(chǎn)品越來(lái)越智能 化,人們的依賴性也逐步上升。門和人類文明是學(xué)生的,它伴隨著人類文明的發(fā) 展而躍動(dòng)。數(shù)千年來(lái),門一直作為人類社會(huì)活動(dòng)的守護(hù)神,拒侵入者于門外,而 作為人類社會(huì)活動(dòng)的航道,門又承載著文明,追尋著人們向往的光輝彼岸。本文 主要涉及電動(dòng)門控制器的設(shè)計(jì),我們知道,電動(dòng)門說(shuō)白了,也就是守護(hù)安全的,目 前的門很多種類型,比如說(shuō)電動(dòng)門,伸縮門,不銹鋼門,大鐵門等。而現(xiàn)今還有一種 叫門禁系統(tǒng)屬于智能弱電系統(tǒng)中的一個(gè)安防系統(tǒng)。 作為一種新型現(xiàn)代化安全管理 系統(tǒng),集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和

2、現(xiàn)代安全管理措施為一體,涉及電子、機(jī)械、光學(xué)、計(jì) 算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。門禁系統(tǒng)通過(guò)在建筑物內(nèi)的主要 管理區(qū)、出入口、電梯廳、設(shè)備控制中心機(jī)房、貴重物品的庫(kù)房等重要部門的通 道口安裝門磁、電控鎖或控制器、讀卡器等控制裝置,由計(jì)算機(jī)或管理人員在中 心控制室監(jiān)控,能夠?qū)Ω魍ǖ揽诘奈恢谩⑼ㄐ袑?duì)象及通行時(shí)間、方向等進(jìn)行實(shí)時(shí) 控制或設(shè)定程序控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口的控制。門禁系統(tǒng)常規(guī)由門禁控制器、 門禁讀卡器、卡片、電控鎖、門禁軟件、電源和相關(guān)門禁應(yīng)用設(shè)備幾部分組成。1.2 研究的目的和意義目前我們遇到的難題,全球數(shù)字競(jìng)爭(zhēng)激烈,產(chǎn)品多元化,功能齊全化,本文 提到的電動(dòng)門控制器正是基于此

3、而設(shè)計(jì)的, 本設(shè)計(jì)可用單片機(jī)作為軟件設(shè)計(jì),提 高液晶顯示的內(nèi)容,使得電動(dòng)門更為的生動(dòng),多樣。最好能設(shè)計(jì)多種貼近人們的 日常生活的圖案。1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展中國(guó)早在十多年前就開(kāi)始引用歐洲電動(dòng)門,電動(dòng)門特別是伸縮自動(dòng)門由于具 有噪音小、美觀大方、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),在賓館、企業(yè)等單位大門得到了廣泛應(yīng) 用,目前正向車庫(kù)、高級(jí)別墅等場(chǎng)所推廣。隨著應(yīng)用的不斷推廣,對(duì)電動(dòng)門性能 的要求也越來(lái)越高,除了定位定時(shí)、遠(yuǎn)距離遙控等功能外,還要求體積小、成本1 , 3,7電動(dòng)門的普及和應(yīng)用,改變了人們的防護(hù)意識(shí),提升了人們的安全觀念。電 動(dòng)門除可美化出入口環(huán)境外由于中國(guó)沒(méi)有相關(guān)的電動(dòng)門國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 導(dǎo)致電動(dòng)門檔

4、次、質(zhì)量良莠不齊。2方案論證及系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1 方案論證通過(guò)對(duì)本電路的分析,我們將硬件的實(shí)現(xiàn)方法分成三部分:第一部分為單片 機(jī)處理部分,第二部分為顯示器部分,第三部分為控制部分。綜上三部分,我們的硬件選擇方式也是多種多樣。 首先我們看單片機(jī),目前 單片機(jī)種類也很多,如微芯公司的 PIC系列單片機(jī),MCS-51系列的單片機(jī)等等。 因?yàn)锳T89C51適合我們學(xué)校現(xiàn)有的單片機(jī)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室,所以我們選擇AT89C51單片機(jī)1'6'8。顯示器是本系統(tǒng)的窗口,各種信息都是從顯示器上反應(yīng)出來(lái)的,顯示器有 LED型的數(shù)碼管顯示;有LCD型的液晶顯示器,LCD有分字符型的,點(diǎn)陣型的。 那么我們

5、前述的數(shù)碼管肯定不能適合我們的系統(tǒng),本系統(tǒng)中,我們選擇點(diǎn)陣型 LED顯示器,點(diǎn)型的應(yīng)用就是8*8的顯示器,雖然顯示的數(shù)據(jù)量不大,但顯示直 觀控制器的部分在本設(shè)計(jì)中有多個(gè)模塊,我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)鐘控制是直接由單片機(jī) 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的,既簡(jiǎn)單又節(jié)省了板子的使用面積。開(kāi)關(guān)門我們通過(guò)無(wú)線控制來(lái)實(shí)現(xiàn), 我們采用現(xiàn)在市面上常使用的 PT2272,此器材便宜又好找。我們?cè)O(shè)計(jì)了行程開(kāi)關(guān) 來(lái)控制電動(dòng)門遇阻停止,在運(yùn)行的過(guò)程中可以通過(guò)它的觸動(dòng)來(lái)控制電動(dòng)門冏。2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)針對(duì)上述方案的選取,電動(dòng)門控制器分以下模塊:電源模塊;單片機(jī)處理模 塊;顯示器模塊;控制模塊。整個(gè)電路框圖:開(kāi)關(guān)顯示器繼電器單片機(jī)AT89C51遇阻電

6、路遙控器圖2.1系統(tǒng)框圖電路中要有電源給單片機(jī)和顯示器供電,單片機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的管理,一方面通過(guò)鍵盤和人進(jìn)行信息交換,另一方面管理顯示器將人們要完的工作反應(yīng)出來(lái),使整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)的工作。3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)處理模塊為了實(shí)現(xiàn)控制電動(dòng)門本設(shè)計(jì)我們使用的單片機(jī)是 AT89C51現(xiàn)在有些電動(dòng)門 控制器用的是PIC16C72因?yàn)槲覀儗W(xué)校有個(gè) AT89C51開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室,所以我們選 擇了 AT89C51PIC16C72是一款基于EPROM6 8位高性能微控制器6 0使用PIC16C72單片機(jī)可以使用此方案,因?yàn)镻IC16C72有22個(gè)I/O 口,2K OTPROM作為此處應(yīng)用, 無(wú)需在擴(kuò)展I

7、/O 口和程序存儲(chǔ)器。B 口的RB4-RB般為中斷/入口。RB0-RB殿 為輸入方式,接到鍵盤接口。 C 口的RC4-RC5s為IC接口,與預(yù)置時(shí)間存儲(chǔ)器 相接。RC0-RC2設(shè)為輸出方式,驅(qū)動(dòng)繼電器接口,實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)門的各種操作。A口的RA0-RA劃輸入方式,接收遙控信息。A19>OSCbCLKIN0SC2/CLK0UTMCLR/VPPR.CO/T1CSO/T1CKI«RAO/ANORC1/T1OSI,RA1/AN1RC2/CCP14RA2/AN2RC3/SCK/SCL4RA3/AN3/VREFRC4/SDI/SDAW>RA4/TOCEIRC 鄒RA5/AN4JSSRC6

8、>RBMNTRC7RBIRB5RB2RB6 <EB3RB?<RB41.0112 -1231341451561.6_L-n17211.8222S2327242825PIC16C72圖3.1 PIC16C72的引腳圖AT89C5促一種基本型號(hào)1'9,它的Flash存儲(chǔ)器容量為4kb, 16位定時(shí)計(jì) 數(shù)器2個(gè)、中斷有2級(jí)、P3.2為中斷0、P3.3為中斷1。單片機(jī)中的定時(shí)器/計(jì) 數(shù)器由加法計(jì)數(shù)器、TMODJ存器、TCONJ存器等組成。AT89C51的P0:是雙向8位三態(tài)I/O 口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí),可分時(shí)用低 8位地址線和8位數(shù)據(jù)線;在EPRO褊程時(shí),它輸入指令字節(jié),而在

9、驗(yàn)證程序時(shí), 則輸入指令字節(jié)。P0 口能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL輸入。P1:是一個(gè)帶有內(nèi)部帶有上拉電阻的 8位雙向I/O 口。在EPRO褊程和程序 驗(yàn)證時(shí),它接收低8位地址,能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL輸入。P2:是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O 口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí), 它送出高8位地址。在外EPROMI程和程序驗(yàn)證時(shí)。它接收高8位地址,能驅(qū)動(dòng) 4個(gè)LSTTL輸入。P3:是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向的I/O 口。在MCS-51單片機(jī)中, 這8個(gè)引腳都有各自的第二功能,在實(shí)際工作中,大多數(shù)情況下都使用P3 口的第二功能,功能如下:引腳父五功能P3.0RXD(申行數(shù)據(jù)接收端)P3.1TXD(申行

10、數(shù)據(jù)發(fā)送端)P3.2INT0(外部中斷0中請(qǐng)輸入端)P3.3INT1(外部中斷1中請(qǐng)輸入端)P3.4TO(定時(shí)器0計(jì)數(shù)輸入端)P3.5T1(定時(shí)器1計(jì)數(shù)輸入端)P3.6WR(外部RAMW選通)P3.7RD(外部RAMS選通)這樣我們可以使用P0和P2來(lái)控制顯示器部分;用P1.0和P1.1來(lái)接無(wú)線遙 控部分;P1.6和P1.7連接繼電器,控制開(kāi)關(guān)門;P3.7和P3.6接按鈕開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)置 時(shí)間。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2來(lái)自反向振蕩器的輸出。C 5圖3.2振蕩電路的設(shè)計(jì)因?yàn)閱纹瑱C(jī)芯片內(nèi)

11、部設(shè)有一個(gè)反向放大器所構(gòu)成的振蕩器,18腳和19腳分別為振蕩電路的輸入端和輸出端,時(shí)鐘由內(nèi)部電路產(chǎn)生,定時(shí)器件為石英晶體和 電容組成的并聯(lián)諧振回路,電容C5,C6的取值在530Pf;Y1的取值在1.212M 之間選取。所以我們?cè)O(shè)計(jì)了個(gè)振蕩電路。ImUn GCIWEnd Gpv浮od (wn 寸Qd RdwKad 曾5mod (lalQd工父過(guò)窯 wmved 臺(tái) IMnEd 里QmdSWM 他Hl-14 電詞Ed (但rmdmix(1IK S 臺(tái)匕鵬母 (二 NsEd SHNSM圖3.3 AT89C51引腳圖3.2 顯示模塊D N G-=C C-3LJ16 16 15 15 11 11 103

12、13 18,1A7YZ6 15 11 16=LDQ94845728AAAAAAAA2H678Rh.R1456936IYIYI YIYIYIYIYIYI Yi9 JPTP011131415161713PQ 5DX3 P0 1K cDNNMT3 2Q 0R HTSDQ 51R222222PPPPPP6 2Q 05 9Q2Q 25 91 R 40 0 P2 0 P3 0 P5 0 P6 0 P/ 0 P4 0 P41 0 P13 PQ 25 97 82 A2Q 05 9914H2 T 5HA A A A A A A A9RR901234911111 1YYYYYYY61:川2;5nA A A A A

13、 A A A31 R15O O N2 3R R2 3D AQ cD EQG Q DVSK KL cchTIDS cS FDNDABcDEFGHODQQ QQ qqQ QDKKcHTIDFcSEDNSLROSG8c : 37cTF:,二二36c :J , , "5c4c.:. . , ,3c 學(xué)中二2c.一/J 1c -二8 28c ,:'7cJ6c ,5c4c ;:3c 49232 /2c.,,1c Od Wg;:AA AAA AAA8c7c6C5C4C3C2C1COOOODOOO goe OOOODOOO OQOOOQOO CiGDOPQQQ OCOGQOOO 1 2 3

14、4 5 6 7 8 R RRR RR RR8C7C6C5C4c3C2C1 COQQCCQCiQ DODOODOD diOCDCiCL; ODDDOOOD DOODDCaC OaDOOOOQ 0agUm OODOBDOC1 2 3 4 5 6 7 8 RRRRRRRRQ0 5 94845728AAAAAAAAQ 25 98C7C6C5C4C3C2C1C-59004040 QCOGQCHJQ S8 ocoooooo S3 ocooaooo go R RRR R R R RQ0 5 98C7C6C5C4c3C2c1 caonoDcoc 0000電0中0 COSGDCCC a-5ooocsc OODC

15、DCOCRRRrRRRRQ0 5 9Q 05 9c',:8R 6 匕£匚?5R : 4R ."3R - - - 2R :二廠:1 c ccc cc CC 8 765 43 218c7c6c5c4c3c2c1 c外n口心口口。白 。自己白心0口???:口口口口匕口GDDDqGG nODODGOC oooaooco oooaDaoc1 2 3 4 5 6 7 8RRRRRRRR418H57"AAAAAAAA用2317出圖3.4顯示器模塊我們所在做的顯示模塊是為了在開(kāi)門的時(shí)候顯示門”狀態(tài)A B C D2 3 4 51 2 3 4 5 6 7 81111開(kāi)門”漢字

16、,在關(guān)門時(shí)顯示“關(guān),在停止的時(shí)候顯示時(shí)間。通過(guò)顯示器我們可以知道現(xiàn)在的門處于什么運(yùn)行3.2.1顯示子程序流程圖子程序返回是“顯示時(shí)鐘是“顯示“關(guān)門”是 .H顯示“開(kāi)門”顯示時(shí)鐘查鍵調(diào)顯示關(guān)開(kāi)門電機(jī)關(guān)關(guān)門電機(jī)是否要關(guān)門開(kāi)關(guān)門電機(jī)顯示關(guān)門動(dòng)畫調(diào)顯示關(guān)門動(dòng)作是否結(jié)束關(guān)關(guān)門電機(jī)是否要開(kāi)門開(kāi)開(kāi)門電機(jī)顯示開(kāi)門動(dòng)畫調(diào)顯示圖3.5顯示模塊流程圖程序代碼:main: mov bz,#0 lcall keyIcall display setb relay setb rel jb close,toopen clos: clr relmov bz,#1 lcall display jnb close,clos set

17、b reltoopen: jb open,main openn: clr relaymov bz,#2 lcall displayjnb open,openn ;開(kāi)門動(dòng)作是否結(jié)束ajmp main尸=display: mov a,bzcjne a,#0,other ;顯示標(biāo)志為0顯示時(shí)鐘lcall d_timeother: mov a,bzcjne a,#1,other1 ;顯示標(biāo)志為1顯示“關(guān)門”兩個(gè)漢字lcall d_closeother1: mov a,bzcjne a,#2,outdis ;顯示“開(kāi)門”兩個(gè)漢字lcall d_openoutdis: ret此段為顯示控制,控制時(shí)間顯示和

18、漢字顯示,當(dāng) cjne a,#0,other 是顯示 標(biāo)志為0,這時(shí)候顯示器顯示為時(shí)間;當(dāng) cjne a,#1,other1是顯示標(biāo)志為1,這 時(shí)顯示“關(guān)門”兩個(gè)漢字;當(dāng)cjne a,#2,outdis 是顯示標(biāo)志為2,這時(shí)顯示“開(kāi) 門”兩個(gè)漢字。3.2.2 選用的器件因?yàn)槲覀冞x擇的是八個(gè)8X8的LED點(diǎn)陣,所以我們用了四個(gè)74LS154和一個(gè) 74HC595a) 74LS154是4線16線譯碼器5其主要電特性的典型值如下:表3.1電特性表TpdPDABCD->outputG1、G2->output23ns19ns170mW當(dāng)選通端(G1、G2)均為低電平時(shí),可將地址端(ABCD的

19、二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端,以低電平譯出。若將G1和G2中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端,由 ABCD對(duì)輸出尋址,54/74154 還可作1線-16線數(shù)據(jù)分配器。管腳圖:圖3.6 74LS154 引腳圖功能表如下:表2.2 74LS154 功能表Inpu tsLow Output*gTDCBALLLLLL0LLLLLH1LLLLHL2LLLLHH3LLHLL4LLHLH5LLHHL6LLHHH7LLLLLSLLL9LLH10LLH11LLL12LLL13LLHLLH15LHXHLXHHX說(shuō)明:H高電平L 低電平X任意*其他輸出端為高電平b) 74HC5951 8位申行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器5

20、74HC5951硅結(jié)構(gòu)的CMO器件, 兼容低電壓TTL電路,遵守JEDEClg準(zhǔn)。74HC595具有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器,三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和 存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。 數(shù)據(jù)在SCHcM上升沿輸入,在STcp的上升沿進(jìn)入的存 儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起,則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。移位寄存器有一個(gè)用行移位輸入(Ds),和一個(gè)用行輸出(Q7 ),和一 個(gè)異步的低電平復(fù)位,存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行8位的,具備三態(tài)的總線輸出,當(dāng) 使能OE時(shí)(為低電平),存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線圖3.7 74HC595Y引腳圖特點(diǎn):8位串行輸入/8位串行或并行輸出存儲(chǔ)狀態(tài)寄存器,三種狀態(tài)輸

21、出寄存器可以直接清除100MHz勺移位頻率功能表如下:表2.3 74HC595功能表輸入輸出功能SHCpSTcpOEMRDSQ7QXXLXLNCMR為低電平時(shí)緊緊影響移位寄存器XTLLXLL空移位寄存器到輸出寄存器XxHLXLZ清空移位寄存器,并行輸出為高阻狀態(tài)TXLHHQ,NC邏輯高電平移入移位寄存器狀態(tài) 0 ,包 含所有的移位寄存器狀態(tài)移入,例如,以 前的狀態(tài)6 (內(nèi)部Q6')出現(xiàn)在串行 輸出位。XTLHXNCQn'移位寄存器的內(nèi)容到達(dá)保持寄存器并從 并口輸出TLHXQ6Qn'移位寄存器內(nèi)容移入,先前的移位寄存器 的內(nèi)容到達(dá)保持寄存器并輸出。H =高電平狀態(tài)L =低

22、電平狀態(tài)T =上升沿;=下降沿z =高阻NC=無(wú)變化c) 8X8點(diǎn)陣LED工作原理說(shuō)明:R1R2R3R4那感即RBOOOOOOOO OOOOOOOO OOOOOOOO OOOOOOOO OOOOOOOO OOOOOOOO OOOOOOOO OOOOOOOODS3圖3.8 8X8 點(diǎn)陣LED從圖中可以看出,8X8點(diǎn)陣共需要64個(gè)發(fā)光二極管組成7 ,且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上,當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一列置1電平,某一行置0 電平,則相應(yīng)的二極管就亮;因此要實(shí)現(xiàn)一根柱形的亮法,如圖所示,對(duì)應(yīng)的一 列為一根豎柱,或者對(duì)應(yīng)的一行為一根橫柱,因此實(shí)現(xiàn)柱的亮的方法如下所述:一根豎柱:對(duì)應(yīng)的列置1,而行

23、則采用掃描的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。一根橫柱:對(duì)應(yīng)的行置 0,而列則采用掃描的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們選擇LED是因?yàn)樗奶攸c(diǎn):1)電壓:LED使用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,根據(jù)產(chǎn)品不同而異, 所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源,特別適用于公共場(chǎng)所。2)效能:消耗能量較同光效的白熾燈減少 80%3)適用性:很小,每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制備成 各種形狀的器件,并且適合于易變的環(huán)境4)穩(wěn)定性:10萬(wàn)小時(shí),光衰為初始的50%5)響應(yīng)時(shí)間:其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí),LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)6)對(duì)環(huán)境污染:無(wú)有害金屬汞7)顏色:改變電流可以變色,發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法,

24、調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙,實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LER隨著電流的增加,可以依次變?yōu)槌壬?,黃色,最后為綠色7)價(jià)格:LED的價(jià)格比較昂貴,較之于白熾燈,幾只 LED的價(jià)格就可以與 一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng),而通常每組信號(hào)燈需由上300500只二極管構(gòu)成。LED點(diǎn)陣的等價(jià)8*8電路原理圖如右: 漢字的顯示原理LED漢字顯示模塊采用動(dòng)態(tài)掃描的方式來(lái)顯示不同的內(nèi)容。用動(dòng)態(tài)掃描的方法顯示漢字的關(guān)鍵在于顯示的亮度和顯示內(nèi)容的穩(wěn)定性。 亮度的高低由單位時(shí)間 內(nèi)通過(guò)的電流大小有關(guān),內(nèi)容的穩(wěn)定性是指人眼對(duì)顯示內(nèi)容的感覺(jué), 在單位時(shí)間 內(nèi),屏幕刷新的次數(shù)越多,人在視覺(jué)殘留效應(yīng)的影響下,就會(huì)感覺(jué)內(nèi)容

25、越穩(wěn)定。3.3 控制模塊5VQ3 1EA/VPP0.0(AD0)P0.1 (AD1)XTAL1P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)XTAL2P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)RESETP2. 0(A8)P2. 1(A9)P3. 2(INT0)P2.2(A10)P3. 3(INT1)P2.3(A11)P3. 4(T0)P2.4(A12)P3. 5(T1)P2.5(A13)P2.6(A1 4)P1. 0P2.7(A1 5)P1. 1P1. 2P3.7(RD)P1. 3P3.6(WR)P1. 4PSEN-P1. 5ALE/P-P1. 6P3.1 (TXD)P1.

26、 7P3.0(RXD)391 938371 836-3534-9S31 221222324-1 4 *251 5126272817-1_SET HOUR工整q SET min 上111GND-TO-2-34-5678U189C5 1 -DIPH1H2MOTO1GNDGND圖3.9 控制模塊控制模塊主要的任務(wù)是有開(kāi)關(guān),時(shí)間控制,電機(jī)和無(wú)線遙控接收端組成的, 基本控制著門的開(kāi)關(guān)。圖3.10 門控制流程圖程序代碼:org 40hstart: mov sp,#79h;堆棧深度mov th0,#3ch;T0初值mov tl0,#0c0hmov tmod,#01h;T0為定時(shí)器1工作方式mov ip,#0

27、2h;T0為高優(yōu)先mov ie,#82h;開(kāi)中斷mov r7,#20;一秒計(jì)數(shù)器setb tr0;開(kāi)T0mov 30h,#0;秒mov 31h,#0;分mov 32h,#12;時(shí)mov 78h,#0;顯示功能標(biāo)志mov bz,#0該程序控制著門的開(kāi)關(guān)和顯示,當(dāng)單片機(jī)接受信號(hào)先進(jìn)行判斷是開(kāi)門還是關(guān) 門。如果是開(kāi)門將信號(hào)傳入到開(kāi)門上,并且在顯示器上顯示“開(kāi)門”漢字;判斷 是關(guān)門信號(hào),則在關(guān)門的同時(shí)顯示器上“關(guān)門”漢字。3.3.1 遇阻電路我們?cè)贖1和H2各接個(gè)行程開(kāi)關(guān)。當(dāng)遇到物體時(shí)就碰到行程開(kāi)關(guān),行程開(kāi)關(guān) 就切斷了電路。行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān),用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。 在實(shí)際生產(chǎn) 中,將行

28、程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置,當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊 行程開(kāi)關(guān)時(shí),行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此,行程開(kāi)關(guān)是一種根 據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器,它的作用原理與按鈕類似。所以我們使用它做開(kāi)關(guān),可以保護(hù)門不所損壞。3.3.2 電機(jī)控制在電機(jī)控制方面我們使用了 2個(gè)單相電機(jī),而不是使用三相電機(jī)。這樣一個(gè) 電機(jī)損壞,還有一個(gè)電機(jī)可以使用。當(dāng)繼電器 D1接通時(shí),MOTO危機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),控 制門打開(kāi);當(dāng)繼電器 D2接通時(shí),MOTO21機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制門關(guān)閉。繼電器的電源電壓為12V。繼電器是保護(hù)電路,當(dāng)開(kāi)關(guān) H1閉合D1繼電器的電感產(chǎn)生磁場(chǎng),將 D1繼電 的開(kāi)關(guān)吸下,MOTO的電機(jī)電路就

29、形成回路,達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.3.3 無(wú)線控制無(wú)線控制有很多種,有紅外,有無(wú)線,有激光,有時(shí)間定時(shí)。我們選擇的是無(wú)線控制,它使用的有效范圍很適合我們的要求,而且不受地形的約束,格也使宜,簡(jiǎn)單易懂。我們采用的是PT2272和PT2262的組合,在本設(shè)計(jì)中只要控制門的開(kāi)關(guān)U32A0A1A2A3A4A5D0D1GNDVCCVT OSC1 OSC2DinD5D4D3D21110j 6R10 6C1110K-IH0.1 UF-6 R16 R21 K_ ”3-2 2UFg,Nd3119,EA/VPP0.0 (AD0)P0.1 (AD1),XTAL1P0.2 (AD2)P0.3 (AD3)P0.4 (AD4)

30、,XTAL2P0.5 (AD5)P0.6 (AD6)P0.7 (AD7) RESETP2.0 (A8)P2.1 (A9)P3.2 (INT0 )P2.2 (A10)P3.3 (INT1 )P2.3 (A11 ) P3.4 (T0)P2.4 (A12 )C口丫12 丁 12M1 J1830P912143Q1151P3.5 (T1)P2.5 (A13)P2.6 (A14),P1.0P2.7 (A15),P1.1,P1.2P3.7 (RD),P1.3P3.6 (WR)P1.4PSEN'P1.5ALE/P,P1.6P3.1 (TXD)P1.7P3.0 (RXD)89C5 1-DIP901 32

31、3Q2901 3345678C1U1393837363534333221222324252627281 7162930 1 110GND圖3.11無(wú)線控制器接收?qǐng)DVCC圖3.12無(wú)線控制器發(fā)射圖PT2262/PT227皆是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS:藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路,PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸 空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位 (D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳用行輸出,可用于無(wú)線遙控 發(fā)射電路。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由:地址碼、數(shù)據(jù)碼、同

32、步碼組成一個(gè)完整的碼字,解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后,其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后,VT腳才輸出高電平,與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平, 如果發(fā)送端一直按住按 鍵,編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒(méi)有按鍵按下時(shí),PT2262不接通電源,其17腳為低電平,所以315MHz勺高頻發(fā)射電路不工作,當(dāng)有按鍵按下時(shí),PT2262 得電工作,其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的申行數(shù)據(jù)信號(hào),當(dāng)17腳為高電平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào),當(dāng)17腳為低平期間315MHz勺高頻發(fā) 射電路停止振蕩,所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào),從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控(ASK調(diào)制)

33、相當(dāng)于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。PT2262引腳圖:圖3.13 PT2262 引腳圖PT2262管腳說(shuō)明:淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第18頁(yè)共29頁(yè)表3.1 PT2262引腳說(shuō)明表管腳說(shuō)明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f"(懸空),D0-D57-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端,有一個(gè)為“ 1”即有編碼發(fā)出,內(nèi)部下拉Vcc18電源正端(+ )Vss9電源負(fù)端(一)TE14編碼啟動(dòng)端,用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射,低電平有效;OSC116振蕩電阻輸入端,與 OSC淅接電阻決定振蕩頻率;OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端;Dout17編碼輸出端(正常

34、時(shí)為低電平)在具體的應(yīng)用中,外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),阻值越大振蕩頻率越慢,編碼的寬度越大,發(fā)碼一幀的時(shí)間越長(zhǎng)。外形圖及測(cè)試應(yīng)用圖PT2272T2272解碼電路引腳圖:V"VTCSC! 0SC2DIN Mil/DO ALO/Dl 心/注 Afi/DS圖3.14 PT2272 引腳圖PT2272管腳說(shuō)明:淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第32頁(yè)共29頁(yè)表3.2 PT2272引腳說(shuō)明表名稱管腳說(shuō)明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空,必須與2262 一致,否則不解碼D0-D57-8、10-13地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管

35、腳時(shí),只有在地址碼與2262一致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的高電平,否則輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc18電源正端(+ )Vss9電源負(fù)端(一)DIN14數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端,來(lái)自接收模塊輸出端OSC116振蕩電阻輸入端,與 OSC淅接電阻決定振蕩頻率;OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端;VT17解碼后效確認(rèn) 輸出端(常低)解碼后效變成局電平(瞬態(tài))PT2272解碼芯片有不同的后綴,表示不同的功能,有 L4/M4/L6/M6之分,其中L表示鎖存輸出,數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài),直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。M表示非鎖存輸出,數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)

36、的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對(duì)應(yīng),可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制。后綴的6和4表示有幾 路并行的控制通道,當(dāng)采用4路并行數(shù)據(jù)時(shí)(PT2272-M4),對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該 是8位,如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(shí)(PT2272-M6),對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位。 我們是這樣修改的:在通常使用中,一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼,這時(shí)編 碼電路PT2262和解碼PT2272的第18腳為地址設(shè)定腳,有三種狀態(tài)可供選擇: 懸空、接正電源、接地三種狀態(tài),3的8次方為6561,所以地址編碼不重復(fù)度為 6561組,只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同,才能配對(duì) 使用,遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理,出

37、廠時(shí)遙控模塊的PT2262和PT2272的八位地址編碼端全部懸空,這樣是為方便我們用戶自己選擇編碼狀態(tài), 其實(shí)我們只要將PT2262和PT2272的18腳設(shè)置相同即可,例如將發(fā)射機(jī)的 PT2262的第1腳接地第5腳接正電源,其它引腳懸空,那么接收機(jī)的PT2272只 要也第1腳接地第5腳接正電源,其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。當(dāng)兩者地址 編碼完全一致時(shí),接收機(jī)對(duì)應(yīng)的D1D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號(hào),同時(shí) VT端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。我們可以舉個(gè)例子:O O O O O O O O L1 1 1 1 1 1 1 1H我們可以看到,跳線區(qū)是由三排焊盤組成,中間的8個(gè)焊盤是PT2272解碼芯

38、 片的第18腳,最左邊有1字樣的是芯片的第一腳,最上面的一排焊盤上標(biāo)有L 字樣,表示和電源地連同,如果用萬(wàn)用表測(cè)量會(huì)發(fā)現(xiàn)和PT2272的第9腳連同;最下 面的一排焊盤上標(biāo)有 H字樣,表示和正電源連同,如果用萬(wàn)用表測(cè)量會(huì)發(fā)現(xiàn)和 PT2272的第18腳連同.所謂的設(shè)置地址碼就是用焊錫將上下相鄰的焊盤用焊錫 橋搭短路起來(lái),如國(guó)將第一腳和上面的焊盤L用焊錫短路后就相當(dāng)于將 PT2272芯片的第一腳設(shè)置為接地,同理將第一腳和下面的焊盤H用焊錫短路后就相當(dāng)于 將PT2272芯片的第一腳設(shè)置為接正電源,如果什么都不接就是表示懸空。設(shè)置 地址碼的原則是:同一個(gè)系統(tǒng)地址碼必須一致;不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址

39、碼加以區(qū)分。3.3.4 時(shí)間控制我們通過(guò)2個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)來(lái)控制調(diào)整時(shí)間的正確與否。其中的時(shí)鐘控制流程圖如 下:圖3.15時(shí)間設(shè)置流程圖設(shè)置時(shí)間流程圖程序代碼:key: jb hout,next;是否調(diào)時(shí)lcall de10ms;延時(shí)去抖動(dòng)jb hout, nextwait: lcall display;調(diào)顯示jnb hout,waitmov 31h,#0;分為 0inc 32h;時(shí)加一mov a,32hcjne a,#24,outkeymov 32h,#0next: jb min,outkey ;是否調(diào)分lcall de10ms;jb min,outkeywaitl: lcall display;

40、jnb min,wait1mov 30h,#0;inc 31h;mov a,31hcjne a,#60,outkeymov 31h,#0outkey: ret此段程序是控制時(shí)鐘,我們?cè)O(shè)計(jì)是mov 31h,#0inc 32hmov a,32hcjne a,#24,outkeymov 32h,#0上段是調(diào)整小時(shí),當(dāng)秒為延時(shí)去抖動(dòng)調(diào)顯示秒為0分加一24時(shí)制的,時(shí)間顯示秒為0時(shí)加一0,按擊SET HOUR小時(shí)顯示就加1位,最多加到24。mov 30h,#0;秒為 0inc 31h;分加一mov a,31hcjne a,#60,outkey上段是調(diào)整分鐘,當(dāng)秒鐘為0,按擊SETMIN,分鐘顯示就加1位,

41、最多加到60。4硬件調(diào)試4.1印刷線路板的合理設(shè)計(jì)與布局PCB圖的生成:繪制PROTELfe路圖生成SCH文件、電器規(guī)則檢測(cè)、產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表生成NETi件、新建PCBi件載入NETi件、部線、布局印刷線路板是測(cè)控系統(tǒng)中器件、信號(hào)線、電源線的高密度集合體,其設(shè)計(jì)合 理與否,對(duì)系統(tǒng)的抗干擾性影響很大。所以在設(shè)計(jì)印刷線路板時(shí),要遵循一定的 抗干擾設(shè)計(jì)原則。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)所采取的抗干擾措施如下:a)采用隔離法消除各板塊間的相互申擾將模擬信號(hào)輸入和轉(zhuǎn)換電路、功率輸出控制電路、開(kāi)關(guān)量輸入電路、CPU&控電路分別設(shè)計(jì)在不同的線路板上; 采用光電隔離切斷主控板與輸出控制、 開(kāi)關(guān) 量輸入部分的UO口通道間的

42、電聯(lián)系。從而有效防止各部分電路間的相互干擾, 以及防止某些干擾從過(guò)程通道竄入主機(jī)。b)防止線間申擾:對(duì)弱信號(hào)線進(jìn)行屏蔽保護(hù);各板卡間選用可靠的線路連 接件;電源線與信號(hào)線分開(kāi)走線。c)合理布局地線:在微型機(jī)系統(tǒng)中,地線主要有系統(tǒng)地、屏蔽地、數(shù)字地 和模擬地等類型。正確的接地是抑制干擾的有效方法,采取措施如下:1)數(shù)字地與模擬地分開(kāi),分別與電源端地線相連,而且盡量加大模擬電路 的接地面積。2)接地線盡量加粗:因?yàn)槿绻拥鼐€很細(xì),接地電位會(huì)隨電流的變化而變 化,致使微機(jī)的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn),抗噪聲性能變差。接地線一般在23或以上。3)將只有數(shù)字電路構(gòu)成的印刷電路板的接地線,設(shè)計(jì)成閉環(huán)路。原因在于:線

43、路板上的眾多集成電路,特別是耗電較多的元器件,因受線條粗細(xì)因素的影響, 地線間將產(chǎn)生電位差,引起抗噪聲能力下降。若將其接成閉環(huán)路,則可減小所產(chǎn) 生的電位差值,明顯提高電路板的抗噪聲能力。d)布線所注意事項(xiàng)1)任何信號(hào)線都不形成環(huán)路;走線盡量短直;盡量減少過(guò)孔量;盡量用450 折線而不用90的折線布線。2)布電源線時(shí),根據(jù)電流大小,盡量加粗導(dǎo)線寬度,并使電源線、地線走 向與數(shù)據(jù)傳送方向一致,這有助于增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性。3)時(shí)鐘線盡量垂直于 VO口線,這比平行于I/O 口線的干擾小。4)模擬信號(hào)輸入線、參考電壓端盡量遠(yuǎn)離數(shù)字電路信號(hào)線。e)芯片管腳處理由于CMOS片輸入阻抗高,易受感應(yīng),所以其不用

44、的管腳接地或接正電源; 閑置不用的運(yùn)算放大器的正輸入端接地,負(fù)輸入端接輸出端。f)去耦電容的配置在電路板上合理配置去耦電容,可起到很好的抗干擾作用。具體做法如下:1)在電源輸入端跨接一個(gè)10UF的高頻電容。2)每個(gè)集成芯片都配置一個(gè)0.1uF的去耦電容,起兩方面作用:一是作為 集成芯片的蓄能電容,提供和吸收芯片開(kāi)門、關(guān)門的瞬間充放電能量;二是旁路 掉該芯片的高頻噪聲。焊接時(shí),去耦電容引腳盡量剪短,以防止分布電感使其本 身發(fā)生共振。g)印刷線路板的大小適中。過(guò)大,印刷線條長(zhǎng),阻抗增加,抗干擾能力差, 成本也高;過(guò)小,散熱不好,同時(shí)易受鄰近線條干擾。h)器件布局相關(guān)器件盡量靠近,這樣既能獲得較好的

45、抗噪聲效果, 又方便布線;因時(shí)鐘 發(fā)生器、晶振和CPU勺時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲,所以將它們靠近放置。止匕外, 將易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等盡量的放置在印刷板邊, 讓其 盡量遠(yuǎn)離邏輯電路。結(jié)論本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)AT89C51的電動(dòng)門控制器系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力基本 功能可以實(shí)現(xiàn),一些細(xì)節(jié)方面還需要改進(jìn)?,F(xiàn)在它可以實(shí)現(xiàn)控制門的開(kāi)關(guān), 在開(kāi) 關(guān)門的同時(shí)顯示運(yùn)行的狀態(tài);停止動(dòng)作時(shí),顯示時(shí)間。為了方便使用,我們控制 器是無(wú)線遙控的。該設(shè)計(jì)主要運(yùn)用模塊有:電源模塊,單片機(jī)模塊,顯示模塊,控制模塊。具 中單片機(jī)模塊為AT89C51是核心;電源模塊有兩個(gè)供電電源分別為 5V和12V; 顯示模塊是由8X8的LED點(diǎn)陣,74LS154和74HC59劃成,控制模塊是無(wú)線控制 電路和遇阻電路。由于我們學(xué)習(xí)單片機(jī)不長(zhǎng)時(shí)間,程序的設(shè)計(jì)方面存在有缺點(diǎn),有些簡(jiǎn)單的想 法卻用了很長(zhǎng)的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)造成了代碼冗余, 還有部分想法沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。我將在今 后的學(xué)習(xí)中不斷完善自己。致謝通過(guò)這次

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