隐形冠军
车库门自动开闭系统设计 1 随着经济的发展，现在拥有汽车的国人越来越多，对好的车库门的需求也在不断增大，同时外国先进的车库门不断的占领中国市场，国产的车库门还处于落后状态。本文是对车库门的机械和控制系统的具体设计说明,运用了单片机对电机控制和红外传感控制的方法，实现了自动车库门的各种功能。并且有利于自动车库门的国产化，降低成本。自动照明设置，车库门打开自动亮灯后自动熄灭，无需遥控器，可自动识别和开启，安全、便捷。 本设计使用编解码芯片PT2262/PT2272 以及315MHZ 的无线收发模块实现车辆的唯一识别，并且控制单片机自动关和开启车库门以及车库内灯的照明系统，单片机动态扫描键盘，只有在密码输入正确的情况下才能使单片机控制电机启动车库门，否则锋鸣器报警。单片机在各个技术领域中的迅猛发展，我也想通过自己的能力充分发挥它的效用，在这个设计中，我选用的是 51 系列单片机，除了学以致用，当然与单片机应用的很多特点分不开： ?? 单片机构成的应用系统有较大的可靠性。 ?? 系统构建简洁、易行，能方便的实现系统功能。 ?? 构成的系统是一个计算机系统，相当多的功能由软件实现，故具有柔性特点。 ?? 有优异的性能价格比。 车库门自动开闭系统设计 2 2 设计并制作一个无线自动门电路（其结构框图如图2-1） 基本模块 1) 单片机最小系统电路部分 2) 解码芯片PT2272 和315M 的无线接收模块 3) 编码芯片PT2262 和315M 的无线发射模块 4) 4×4 行列式扫描键盘电路部分 5) 数码管显示电路部分 6) 继电器蜂鸣器照明部分 PT2262 315M 315 PT2272 PT2272 AT89S52 4*4 车库门自动开闭系统设计 3 3 系统的总体设计 单片机 单片机的说明及应用 单片机的原名叫 Microcontroller，即微型控制器。 顾名思义，单片机有别于通用微型计算机，它是专门为控制和智能仪器设计的一种集成度很高的微型计算机。其控制功能强，有优异的性能/价格比，有很高的可靠性。因而，单片机的应用范围在不断的扩大，它已经成了生产中和人类生活中不可缺少的工具。 单片机的应用体现在多个方面，如在控制过程中的应用、智能仪器中的应用、在机电一体化产品中的应用、在家用电器中的应用以及在计算机网络及通信中的应用等等。本设计主要应用了单片机在控制过程中的应用。过程控制是微型机应用最多、最有效的方面之一，单片机广泛的用于过程控制。它既可以作为主机控制，也可以作为分布式控制系统的前端机，对现场的信息进行实时的测量和控制。单片机可用于开关量控制、顺序控制及逻辑控制等。如锅炉控制、电机控制、机器人控制、交通信号灯控制、造纸纸浆浓度控制、纸张定量水分及厚薄控制、雷达与导弹控制以及航天导航系统鱼雷制导系统控制等。 单片机的结构特点 本次毕业设计我用到的单片机是 MCS-51 系列单片机中的 AT89S52，下面通过与通用微机的比较，来简单介绍MCS-51 系列单片机的结构特点。 就CPU 的结构来说，通用微机的CPU 内部有一定数量的通用或专用寄存器，而MCS-51 系列单片机则在数据RAM 区开辟了一个工作寄存器区。该区共有4 组，每组8 个寄存器，共计可提供32 个工作寄存器，相当于通用微机CPU 中的通用寄存器。除此之外，MCS-51 系列单片机还颇具特色的21 个特殊功能寄存器SFR. 要理解MCS-51 系列单片机的工作，就必须对特殊功能寄存器SFR 的工作有清楚地了解。SFR 使具有40 条引脚的单片机系统的功能有很大的扩展。由于这些SFR 的作用，每个通道在程序控制下，都可有第二功能，从而使得有限的引脚能衍生出更多的功能。而且，利用SFR 可完成对定时器、串行口、中断逻辑的控制，这就使得单片机可以把定时/计数器、串行口、中断逻辑等集成在一个芯片上。 MCS-51 系列单片机在存储器结构上与通用微机也有不同之处，通用微机中车库门自动开闭系统设计 4 程序存储器和数据存储器时一个地址空间，而单片机把程序存储器和数据存储器分成两个独立的地址空间，采用不同的寻址方式，使用两个不同的地址指针，PC 指向程序存储器，DPTR 指向数据存储器。采用这种结构主要是考虑到工业控制的特点。一般工业控制系统中，需要较大的程序存储器空间和较小的随机存储器空间，不同于通用微机需要较大的数据存储器空间。 MCS-51 系列单片机在输入输出接口方面的特点是，通道口引线在程序的控制下都可有第二功能，可由用户系统设计者灵活选择。比如数据线和地址线 8 位分时合用通道0，而地址线高8 位与其它信号线也可合用通道2。由于存储器和接口都在片内，就给应用提供了方便，往往只在其引脚处增加驱动器即可简化接口设计工作，提高单片机与外设数据交换的处理速度。同时，功能变换和选择由相应的指令来控制实现，而不是靠硬件上的跳线短接等方法实现。MCS-51 系列单片机I/O 一线多功能的特点方便了用户，但在组成应用系统时，也应根据其特点分时使用。 MCS-51 系列单片机的另一个显著特点是内部有一个全双工串行口，即可同时发送和接收；有两个物理上独立的接收、发送缓冲器。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入。在程序的控制下，串行口工作与四种工作方式，用户可根据需要，设定为移位寄存器以扩展I/O 口和外接同步输入输出设备，或用作异步通信口，以实现双机或多机通信，极为方便的组成分布式控制系统。 最后还值得一提的是，MCS-51 系列单片机内部有一个功能相对独立的位处理（即布尔处理机），因而其具有较强的位处理功能。 单片机的引脚配置 MCS-51 单片机采用 40 引脚双列直插封装（DIP）形式。对于 CHMOS 单片机除采用DIP 形式外，还采用方形封装工艺。由于受到引脚数目的限制，所以有部分引脚具有第二功能。图3-1 是MCS-51 中AT89S52 的引脚图 车库门自动开闭系统设计 5 在单片机的40 条引脚中，有2 条用于主电源的引脚，2 条外接晶体的引脚，控制或其他电源复用引脚 RST/ Vpd、ALE、和 VPP，32 条输入/输出引脚。下面就本系统用到的引脚分别说明这些引脚的名称和功能。 1) 主电源引脚Vcc 和Vss Vcc：接+5V 电源 Vss：接电源地 2) 钟电路引脚XTAL1 和XTAL2 XTAL1：接外部晶体的一端。在单片机内部，它是反相放大器的输入端，该放大器构成了片内振荡器。在采用外部时钟电路时，对于 HMOS 单片机，此引脚必须接地；对CHMOS 单片机，此引脚作为驱动端。 XTAL2：接外部晶体的另一端。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端，振荡器的频率是晶体振荡频率。若采用外部时钟电路时，对于HMOS 单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS 单片机，此引脚应悬空。 3) 信号引脚RST/Vpd RST/Vpd:复位/备用电源输入端。单片机上电后，只要在该引脚上输入 24 车库门自动开闭系统设计 6 个振荡周期（2 个机器周期）宽度以上的高电平就会使单片机复位；若在RST 与 Vcc 之间接一个10μ F 的电容，而在RST 与Vss 之间接一个Ω 的下拉电阻，则可实现单片机上电自动复位。 RST/Vpd 具有复用功能，在主电源Vcc 掉电期间，该引脚可接上+5V 备用电源。当Vcc 下掉到低于规定的电平，而Vpd 在其规定的电压范围内时，Vpd 就向片内RAM 提供备用电源，以保持片内RAM 中的信息不丢失，复电后能继续正常运行。 4) 输入/输出（I/O）引脚P0、P1、P2 和P3 MCS-51 单片机有4 个双向并行的8 位I/O 口P0～P3，P0 口为三态双向口，可驱动 8 个 TTL 电路，P1、P2、P3 口为准双向口（作为输入时，口线被拉成高电平，故称为准双向口），其负载能力为4 个TTL 电路。 口是一个8 位双向I/O 端口。在访问片外存储器时，它分时提供低8 位地址和作8 位双向数据总线。在EPROM 编程时，从P0 口输入指令字节；在验证程序时，则输出指令字节（验证时，要外接上拉电阻）。P0 口能以吸收电流的方式驱动8 个LSTTL 负载。 口是8 位准双向I/O 端口。在EPROM 编程和程序验证时，它输入低8 位地址。P1 口能驱动4 个LSTTL 负载。 口是一个8 位准双向I/O 端口。在CPU 访问外部存储器时，它输出高8 位地址。在对 EPROM 编程和程序验证时，它输入高 8 位地址。P2 口可驱动4 个LSTTL 负载。 口是8 位准双向I/O 端口。它是一个复用功能口。作为第一功能使用时，为普通I/O 口，其功能和操作方法与P1 口相同。作为第二功能使用时，各引脚的定义如表 3-1 所示
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业设计简介 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，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。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。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。 通过对“微机控制自动门系统”的研究和设计，精心撰写了微机控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体，LED点阵显示芯片及步进电机为核心的系统。 本设计主要应用AT89C51作为控制核心，LED点阵显示芯片、步进电机、压力传感器、电位器相结合的系统。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 单片机 自动门控制 A/D模数转换 传感器 Abstract Progress of with the development of society , science and technology and gradual improvement of people’s living standard, various kinds of help automatic control system in life begin to enter people’s life, the system of automatically-controlled door taking one-chip computer as the core is one of them. Indicate too that the automatic controlled field became a member in digitized era at the same time. Its practicability is strong, multiple functional, modern techniques, make people believe this is an achievement of scientific and technological progress. It lets the mankind understand even more, the development in digital era will change human life, will quicken the development of science and technology. Through the research and design to the thing that "the computer controls the system of automatically-controlled door" , have written the computer and controlled the systematic thesis of automatically-controlled door meticulously. Thesis this is it rely mainly on one-chip computer to explain emphatically, LED lattice show chip and walk into electrical machinery central systems. Is it use AT89C51 as core of controlling , LED lattice show chip , walk into electrical machinery , pressure sensor , electric potential system that device combine together mainly to design originally. Give full play to the performance of the one-chip computer. Its advantage hardware circuit is simple, the software is with perfect function, the control system is reliable , higher characteristic of the sex price, have certain use and reference value. Key words: One-chip computer The automatically-controlled door controlling A/D modulus changing Sensor 目 录 摘 要... I Abstract II 第1章 绪论... 1 课题研究的可行性... 1 课题研究的意义和目的... 1 课题的功能概述... 2 课题研究的方案... 3 第2章 系统硬件设计... 4 系统硬件总体逻辑设计... 4 8051单片机内部结构... 5 LED点阵显示模块... 6 显示及键盘扫描电路... 11 步进电机模块... 13 LCD 液晶显示器... 14 A/D转换器... 14 压力传感器... 16 总体设计原理图... 16 第3章 系统软件设计... 18 基本功能模块设计... 18 LED点阵显示部分... 18 门外触发部分... 19 门内触发部分... 19 步进电机控制部分... 19 键盘控制部分... 20 LCD液晶显示部分... 20 整体程序设计... 20 第4章 系统调试... 22 硬件电路调试... 22 功能模块的调试... 22 综合测试... 23 结 论... 25 致 谢... 26 参考文献... 27 附录1. 28 附录2. 课题研究的可行性近年来随着社会的进步，人类的发展,计算机在社会领域的渗透,单片机以其体积小、重量轻、价格便宜等特点广泛应用到国民经济建设及人们工作和生活各方面,并成为科学技术现代化的重要工具。由于单片机所拥有的诸多特点，人们将其溶入于生活。在我们所处的生活环境中，充斥着各种各样与单片机相结合而诞生的产物，如交通灯、声控灯、感应自动门等。我在这次毕业设计中所选择的，就是单片机与门结合的产物，自动门系统。在经济飞速发展的中国，在我们高楼耸立的大都市，在大厦、宾馆、酒店、银行、商场和写字楼，自动门已经是随处可见。自动门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。本设计的题目是“微机控制自动门系统”，实现办法是在实验台上仿真后的效果为通过电位器和压力传感器实时采样所采回来的值来决定门的运动形态，并相应的对LCD液晶显示屏和步进电机进行与LED点阵相对应的操作。应用到实际中可以完全的对门进行自动管理。 课题研究的意义和目的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、自动圆弧门和自动折叠门等，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和感应门就是指自动平移门。自动平移门最常见的形式是自动门机及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。 课题的功能概述这次的毕业设计主要应用于通过微机程序对LED点阵的显示顺序和步进电机的正转、反转进行控制，从而对门进行开、关的控制。在门的两侧各有一个感应器，分别感应从里面出去和从外面进来的人。当有人或物品进入到感应器的扫描范围内，感应器就会做出感应，向中央处理器提出申请，中央处理器转而控制电机进行正转，实现了开门的过程。这其间，感应器不停的对其范围内的空间进行扫描，一旦两个感应器都无法扫描到其间的人或物品，也就说明人或物品已经离开，那么就开始执行关门程序。在感应器的选择方面是很灵活的，在高档酒店、写字楼，可以选择高灵敏度的感应器；在人行道边上的银行、商店等经常有人路过的地方，可以选择特定区域有效的感应器；在医院手术室门前可以采用压力感应器；而车库的门可以采用固定光照感应器。而现在被广泛应用的感应器主要有微波感应器和红外感应器。我在设计时选择采用的是红外线感应器对是否有人进入感应区域进行感应，而没有采用微波感应器。这是因为微波感应器只能对其感应区域内运动的物体进行感应，虽说反应速度快，但对于其感应区域内不动的物体不能够进行感应，便会根据程序所设定的步骤进行关门操作，容易出现门将人夹到的行为。而红外感应器是对存在的物体进行感应，只要在其感应区域内有物体，红外感应器就能够感应到，而无需辨别感应区域内的物体是否是运动的，也就避免了门将人夹到的行为。 另外，在系统设计中加入了紧急刹车键和手动开关门键，主要是在系统出现故障时能对门进行人为的开关门操作，以缓和系统在意外情况下出现的故障。还有就是电机的转速是可控的，以适用各种场合。自动门控制系统中还加入LCD液晶屏显示欢迎信息以及客人离开时的送客信息，认人们感觉更亲切，感觉更人性化。。。。。。。。。。。。。相关毕业设计
北条真理
目 录 引 言 1 1. 概述 2 国内外自动门发展现状 2 本课题研究的内容 2 本课题研究的目的和意义 3 2. 自动门控制系统总体方案设计 4 自动门的功能需求分析 4 系统设计的基本步骤 4 自动门技术参数的确定 6 自动门的机械传动机构设计 6 3. 自动门硬件系统的设计 8 控制系统结构设计 8 可编程控制器(PLC)的选型 8 PLC概述 8 可编程控制器（PLC）的选型 9 驱动装置的选型 11 变频器的选型 12 变频器原理 12 变频器的选型 12 变频器的参数设定 13 感应开关的选型 15 自动门系统I/O分配表 15 控制系统的电气接线 16 4. 自动门控制系统软件的设计 17 PLC梯形图概述 17 梯形图编程环境 17 程序流程图 19 梯形图的设计 20 5. 系统调试 21 梯形图程序的下载 21 程序调试记录及结果分析 22 结束语 23 参考文献 24 附录Ⅰ 自动门的硬件连接电路 25 附录Ⅱ PLC的I/O地址分布图 26 附录Ⅲ 自动门梯形图程序 27 致 谢 33
目 录 引 言 1 1. 概述 2 1.1 国内外自动门发展现状 2 1.2 本课题研究的内容 2 1.3 本课题研究的目的和意义 3 2. 自动门控制系统
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