基于单片机的自动门设计.doc

-..word.zl-可修编单片机原理及系统课程设计评语：考勤10守纪10过程30设计报告30辩论20总成绩〔100〕专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：交通大学自动化与电气工程学院2014年1月17日-..word.zl-可修编1、设计题目基于单片机的车库自动门的设计2、设计目的〔1)制作解决相应的实际问题，稳固和运用在?单片机技术?中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的根底。(2)设计一个具有特定功能的自动车库门。该车库门在有人来时〔进门或出门〕开门，无人时关门延迟，关门中途来人，立即开门。3、整体设计方案3.1硬件总体设计硬件系统总体设计如图1所示。人体信号光学系统〔菲涅尔透镜〕热释电红外线传感器信号处理自动门控制电路图2.1硬件系统总体设计图1设计总构造图3.2设计电路框图和原理红外自动门控制系统的硬件组成如图2所示。本系统主要由AT89C51单片机及其外围电路、红外检测电路，门行程检测电路、步进电机控制电路、故障检测电路、故障显示电路、控制方式切换电路等七局部组成。单片机循环检测红外检测电路和门行程检测电路输出信号，据此产生步进电机控制信号，电动机带动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应的控制方式。如门在关门过程中遇到人或其他障碍物时门无条件朝相反方向翻开，当系统出现故障，进入故障处理程序。感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启；门扇开启后由控制器做出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。感应自动门的种类很多，在此，仅以平移型感应自动门机作为设计的重点。平移式自动门机组由以下部件组成：(1)主控制器：它是自动门的指挥中心，通过部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。(2)感应探测器：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作围时，它就给主控制器一个脉冲信号。(3)动力马达：提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。(4)门扇行进轨道：就像火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。(5)门扇吊具走轮系统:用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。(6)下部导向系统：是门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。(7)当门扇要完成一次开门与关门。AT89C51单片机SRAM红外线检测门行程检测故障检测EPROM电机电路控制故障显示报警控制方式切换系统硬件框图如图2所示：图2红外线自动门控制系统硬件框图4自动车库门的软件设计4.1系统软件设计流程图整个系统软件主要由主程序、开门子程序、关门子程序、T0中断效劳程序、T1中断效劳程序、外部中断效劳子程序组成。主程序主要是完成系统进展初始化、中断设置等功能。程序设计中设置了一个外部中断0，它保证红外自动门能够在无人操控情况下自动运行，主要功能是当检测到有人出入门时，启动电机，从而实现自动开关门的目的。4.2各局部程序流程设计〔见附录a〕在开门过程中首先进展门状态检测，根据所检测到的信号判断自动门上次停机所处位置。根据检测结果确定门此刻应运行方式，如检测出门是半开状态，门直接转入加速开门的过程。如检测出门是全开状态，门转入延时开门过程。如检测出门是全关状态，那么在检测到有人出人时，门会缓慢翻开，之后加速运行，接着减速运行，最后电机停顿运转，门由于惯性缓慢关闭。自动门开门后暂停一段时间，然后关门。关门是开门的一个反过程，它经过慢速运行、加速运行、减速运行、惯性运动直至停顿这几个过程。在自动门关闭过程中当系统接收到由红外线传感器电路发出的有人出入的信号时，门会重新翻开。与开门情况不同的是当在关门过程中检测到故障信号时门会朝反方向运动，将门翻开，这样可以排除因自动门遇到障碍物或人身体而产生故障信号使整个系统停顿工作的可能。为了运行过程可靠，在以不同速度运行过程中，对运行时间做了平安设置，当在开门状态下检测到运行时间超过平安时问或系统出现故障时，程序转人故障处理程序。4.3自动车库门的原理图图3自动车库门的原理图4.4仿真图图4自动车库门的仿真图4.5主程序〔见附录b〕4.6功能说明〔1)有人来时〔进门或出门〕开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。〔2〕无人时关门延迟,当热释收发装置没有检测到有人在离门1m的围，将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。〔3