发布时间 : 星期一 文章基于单片机的自动门控制系统设计更新完毕开始阅读456aad6f84868762caaed5fe
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
社会的进步、科技的前进将人们的生活投入了一个急剧发展的数字化的21世纪。人们生活水平也随之逐渐升高，让人们对美好生活环境追求的欲望也愈来愈强烈，因而各类方便于生活的单片机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。因自动门之中使用的芯片和传感器技术的日渐先进，使它的实用性变的更好，功能也愈来愈多，从而让它的应用范围也越来越广泛。使用自动门会给人们带来人员出入方便、节约能源、减少噪音等好处，也令人们的建筑更加的现代化。
1.2国内外研究现状和发展趋势
自动门是上个世纪中期在建筑物上得到利用。在上个世纪二十年代之后，自动门开始造美国的超级市场上初次使用。当时使用的是油压式自动门，这是世界上第一跨自动门，根据它的使用原理，气动式自动门也开始得到发明。到1962年电气化的进步，电气式自动门得以发展，因它较于油压式和气动式维护更加方便，电气式自动门随着城市化的推进，使用它的用户也随之增加。但在上世纪六十年代电气设备的发展还处于低级阶段，电机转速难以控制，故此当时的电气式自动门的性能还是差强人意，能源利用率低下，维护的成本还是相对较高。在进入计算机时代之后，计算机技术的不断发展，电子控制技术开始成熟，直接控制电动机的电气式自动门得到急剧的发展，使其逐步成为自动门的主流。
在中国自动门现在随着城市化推进的浪潮在社会中得到广泛的应用，现在在每个城市都可以见到自动门的身影。但在国内因其研发起步较晚，自主研发的程度比较低，大部分的专利都在外国人的手中。在进入新世纪之后，国内的计算机发展进入快车道，追赶上国际上的先进水平。利用计算机技术的自动门技术在国内也在飞速发展。
自动平移门是现在最常见的自动门。工作的方式是将两个人体红外感应器安装在门内外两侧。当人走近自动门时，任意一个人体红外感应器感应到人体
1
红外的存在，就控制步进电机打开门。当人通过门之后，再将门关闭。因为自动平移门可以在进入自动模式后能够完成自动控制，可以让建筑物层次得以提升又方便美观。因此迅速在国内外建筑市场得到广泛的普及。
1.3课题研究意义和目的
21世纪是电子科技不断发展的时代， 各种智能控制系统逐渐的进入人们的生活之中。自动门控制系统因它能够出色的完成疏导人流，降低人员密度，防止再次发人员踩踏的惨剧，已成为商场、超市、旅店、写字楼等人流集中地的首选。
为了使自动门更好的为人们服务。为了 获得一种简单电路，功能完善，维护方便和性价高等优点的自动门系统，本文中，研究了一种平开式的自动门控制系统。 实现了自动识别人体红外识和防挤压等功能。该系统以STC89C52作为控制核心，以步进电机、红外传感器和光电开关结合的简易单片机系统，充分发挥核心控制系统的性能。具有一定的使用和参考价值。
1.4课题主要研究内容
阅读单片机以及自动控制相关知识。通过去图书馆下载往年有关的论文进行参考，查阅资料，浏览图书馆相关文献，使用网络参考网络上的论文。在此基础上利用单片机实现自动门控制系统的设计。本次设计总体结构大致分为电源模块、动力模块、报警模块、人体感应模块、门行程检测模块、障碍物检测模块共六大模块组成，通过Keil软件编写设计所需要的程序并对程序进行检查分析，Altium designer进行原理图设计和PCB板的布线，最后使用Proteus软件进行仿真。本控制系统基本框图如图1.1所示
人体信号人体红外感应器信号处理自动门控制电路 图1.1红外检测框图
2
第二章 系统硬件设计
为了满足生活中日益增长的自动门需求，本设计是完成一种基于89C52单片机的自动门控制系统，该系统包括报警电路，HC-SR501人体感应模块，复位电路，动力模块，控制方式切电路换等。当有人经过人体感应模块时，人体感应模块会感应到人体的温度，之后会将红外线信号转化为电压信号,从而该系统会自动打开门，让行人通过。当人通过后，人体感应模块感应不到人体的温度，之后输出低电压信号，从而该系统会自动打关门。该系统操作简单，可靠性强，灵敏度高，检测范围广，便于安装，非常适代替原始的手动门，从而达到出入方便的目的。
2.1硬件整体设计思路
根据需要实现的功能选取基本硬件： （1） 主控芯片：STC89C52； （2） 人体感应模块：HC-SR501； （3） 报警模块：蜂鸣器： （4） 动力模块：步进电机； （5） 障碍检测模块：E18-D50NK； （6） 门行程检测模块：ITR-9608光电开关 系统整体硬件框图如图2.1所示
单片机外围电路电机控制电路红外检测电路STC89C52单片机门行程检测电路控制方式切换电路图2.1系统硬件框图
障碍检测电路
3
2.2单片机介绍
单片机是微型计算机系统。虽然它小，但具备一台计算机的大部分部件：运算器、控制器、内存、内部和外部总线系统。相当于一块芯片成为了一台体积小、质量轻、价格便宜的计算机。这为它的广泛应用提供了便利的条件。
根据系统需求，需要控制芯片能在5V~7V电压下工作，低功耗响应速度快，具备定时器，UART串口通信，外部中断，至少具备8个I/O口，能够驱动小电流设备。根据以上功能需要，综合考虑选取在市场上应用比较广泛且性价比高的Atmel 公司的STC89C52单片机，作为主控芯片，并选取11.0592MHz的晶振外接在主控芯片上图2.2为STC89C52单片机的最小系统图。
图2.2 STC89C52单片机最小系统
4