基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)

.....基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì).....單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)：考勤10守紀(jì)10過(guò)程30設(shè)計(jì)報(bào)告30答辯20總成績(jī)（100）專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2014年1基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)?；趩纹瑱C(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。1、設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的車庫(kù)自動(dòng)門的設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)目的（1)制作解決相應(yīng)的實(shí)際問(wèn)題，鞏固和運(yùn)用在《單片機(jī)技術(shù)》中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，為以后從事電子電路設(shè)計(jì)、研發(fā)電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。 (2)設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的自動(dòng)車庫(kù)門。該車庫(kù)門在有人來(lái)時(shí)（進(jìn)門或出門）開(kāi)門，無(wú)人時(shí)關(guān)門延遲，關(guān)門中途來(lái)人，立即開(kāi)門。3、整體設(shè)計(jì)方案3.1硬件總體設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。人體信號(hào)光學(xué)系統(tǒng)（菲涅爾透鏡）熱釋電紅外人體信號(hào)光學(xué)系統(tǒng)（菲涅爾透鏡）熱釋電紅外線傳感器信號(hào)處理自動(dòng)門控制電路圖2.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖1設(shè)計(jì)總結(jié)構(gòu)圖紅外自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件組成如圖2所示。本系統(tǒng)主要由AT89C51單片機(jī)及其外圍電路、紅外檢測(cè)電路，門行程檢測(cè)電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、故障檢測(cè)電路、故障顯示電路、控制方式切換電路等七部分組成。單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)紅外檢測(cè)電路和門行程檢測(cè)電路輸出信號(hào)，據(jù)此產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)門運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到控制方式發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入相應(yīng)的控制方式。如門在關(guān)門過(guò)程中遇到人或其他障礙物時(shí)門無(wú)條件朝相反方向打開(kāi)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，進(jìn)入故障處理程序。感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號(hào)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(kāi)啟；門扇開(kāi)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。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)。平移式自動(dòng)門機(jī)組由以下部件組成：基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。(1)主控制器：它是自動(dòng)門的指揮中心，通過(guò)部編有指令程序的大規(guī)模集基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。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(guò)主控器調(diào)節(jié)門扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。(2)感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)。(3)動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制門扇加速與減速運(yùn)行。(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)。(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。(6)下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門體擺動(dòng)。(7)當(dāng)門扇要完成一次開(kāi)門與關(guān)門。AT89C51單片機(jī)SRAM紅外線檢測(cè)門行程檢測(cè)AT89C51單片機(jī)SRAM紅外線檢測(cè)門行程檢測(cè)故障檢測(cè)EPROM電機(jī)電路控制故障顯示報(bào)警控制方式切換圖2紅外線自動(dòng)門控制系統(tǒng)硬件框圖4圖2紅外線自動(dòng)門控制系統(tǒng)硬件框圖4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。整個(gè)系統(tǒng)軟件主要由主程序、開(kāi)門子程序、關(guān)門子程序、T0中斷服務(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(wú)人操控情況下自動(dòng)運(yùn)行，主要功能是當(dāng)檢測(cè)到有人出入門時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門的目的?；趩纹瑱C(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。4.2各部分程序流程設(shè)計(jì)（見(jiàn)附錄a）在開(kāi)門過(guò)程中首先進(jìn)行門狀態(tài)檢測(cè)，根據(jù)所檢測(cè)到的信號(hào)判斷自動(dòng)門上次停機(jī)所處位置。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定門此刻應(yīng)運(yùn)行方式，如檢測(cè)出門是半開(kāi)狀態(tài)，門直接轉(zhuǎn)入加速開(kāi)門的過(guò)程。如檢測(cè)出門是全開(kāi)狀態(tài)，門轉(zhuǎn)入延時(shí)開(kāi)門過(guò)程。如檢測(cè)出門是全關(guān)狀態(tài)，那么在檢測(cè)到有人出人時(shí)，門會(huì)緩慢打開(kāi)，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(kāi)門后暫停一段時(shí)間，然后關(guān)門。關(guān)門是開(kāi)門的一個(gè)反過(guò)程，它經(jīng)過(guò)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(guò)程。在自動(dòng)門關(guān)閉過(guò)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(hào)時(shí)，門會(huì)重新打開(kāi)。與開(kāi)門情況不同的是當(dāng)在關(guān)門過(guò)程中檢測(cè)到故障信號(hào)時(shí)門會(huì)朝反方向運(yùn)動(dòng)，將門打開(kāi)，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(hào)使整個(gè)系統(tǒng)停止工作的可能。為了運(yùn)行過(guò)程可靠，在以不同速度運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)運(yùn)行時(shí)間做了安全設(shè)置，當(dāng)在開(kāi)門狀態(tài)下檢測(cè)到運(yùn)行時(shí)間超過(guò)安全時(shí)問(wèn)或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，程序轉(zhuǎn)人故障處理程序。4.3自動(dòng)車庫(kù)門的原理圖圖3自動(dòng)車庫(kù)門的原理圖基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。4.4仿真圖基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。圖4自動(dòng)車庫(kù)門的仿真圖4.5主程序（見(jiàn)附錄b）4.6功能說(shuō)明 （1)有人來(lái)時(shí)（進(jìn)門或出門）開(kāi)門。當(dāng)人走到離門不遠(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(hào)檢測(cè)裝置檢測(cè)到有人時(shí)，將啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開(kāi)門。（2）無(wú)人時(shí)關(guān)門延遲,當(dāng)熱釋收發(fā)裝置沒(méi)有檢測(cè)到有人在離門1m的圍，將延遲1秒啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門。（3）關(guān)門中途來(lái)人，立即開(kāi)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(cè)到在離門1m的圍有人，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(kāi)門。4.5調(diào)試調(diào)試為了確保該門控系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行必須滿足下列條件：（1）大門的結(jié)構(gòu)必須適合于自動(dòng)控制特別要注意滾輪的直徑必須與需要控制的大門重量相匹配其尺寸和重量符合有關(guān)技術(shù)規(guī)之規(guī)定。（2）確保大門在滑動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生傾斜。（3）確保大門活動(dòng)平穩(wěn)準(zhǔn)確在整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中不出現(xiàn)任何不正常的摩擦現(xiàn)象。（4）確保地面條件穩(wěn)固避免固定基座的膨脹螺絲發(fā)生搖晃。基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。（5)認(rèn)真檢查上方導(dǎo)軌和行程限位的機(jī)械擋塊是否安裝到位?；趩纹瑱C(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。4.6門行程檢測(cè)及故障檢測(cè)門行程檢測(cè)電路通過(guò)檢測(cè)門行程開(kāi)關(guān)的閉合情況來(lái)發(fā)送不同的信號(hào)，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(cè)電路中設(shè)置了四個(gè)行程開(kāi)關(guān)。它們分別代表開(kāi)門極限、行程極限1、行程極限2、關(guān)門極限。門在開(kāi)啟過(guò)程中，分別經(jīng)過(guò)慢速、加速、減速和停止四個(gè)過(guò)程，門的關(guān)閉過(guò)程則與上述過(guò)程相反。門運(yùn)行到極限位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，單片機(jī)根據(jù)接收到響應(yīng)的信號(hào)，改變電機(jī)運(yùn)行速度。在故障檢測(cè)電路中，配置了溫度和速度傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)電機(jī)的工作情況，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)過(guò)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(cè)系統(tǒng)異常情況。檢測(cè)電路首先將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓，然后經(jīng)單片機(jī)部的戶以轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，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)的緊急措施，向系統(tǒng)發(fā)出故障信號(hào)，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(hào)并顯示故障類型。5結(jié)束語(yǔ)我在這一次車庫(kù)自動(dòng)門的設(shè)計(jì)過(guò)程中，很是受益匪淺。通過(guò)對(duì)自己在大學(xué)三年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并充分發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和對(duì)課程設(shè)計(jì)的思考及書面表達(dá)能力，最終完成了。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。撰寫論文的過(guò)程也是專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，它使我運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析和解決一個(gè)理論問(wèn)題或?qū)嶋H問(wèn)題，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。參考文獻(xiàn)基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。[1]王思明.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).:科學(xué),2012.基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。[2]金鐸.傳感器及其應(yīng)用.:電子科技大學(xué),2002.[3]何希才.傳感器及其應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè),2003.[4]單成祥.傳感器的理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用.國(guó)際工業(yè),2002.[5]金慶發(fā).傳感器技術(shù)與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè),1994.[6]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育,1998.附錄a信號(hào)流程說(shuō)明基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。附錄1系統(tǒng)主程序流程圖基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)?；趩纹瑱C(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。附錄2開(kāi)門子程序流程圖基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。附錄3開(kāi)門中斷程序流程圖基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。附錄4T1中斷服務(wù)程序流程圖基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。附錄b主程序基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。#include<reg52.h>基于單片機(jī)的自動(dòng)門設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitP20=P2^0;//實(shí)驗(yàn)sbitKK=P2^3;sbiten=P2^4;sbitrw=P2^5;sbitrs=P2^6;//正反控制ucharcodeFFW[8]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9};//反轉(zhuǎn)ucharcodeFFZ[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1};//正轉(zhuǎn)ucharcodeopen[]="OpenTheDoor";ucharcodeclose[]="CloseTheDoor";voidinit();//delay();voidmotor_start();voidwcom(uchar);voidwdat(uchardat);voidlcd1602_init();voiddelay(uintz){ 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