基于单片机的自动门控制系统设计_毕业论文(3)

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自动门时，光电线感应到人的存在，给控制器一个信号，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。由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，提高了建筑的档次。

随着电子科技的不断发展, 各种智能控制系统进入人们的生活。自动平移门控制系统成为学校、公司等人流密集地疏导人流、控制出入的首选。

1.6 基本思路

1、首先有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候，安装在门上侧的光电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、而无人时则关门延迟,当光电收发装置没有检测到有人在离门1m的范围内，将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。

3、关门中途来人，立即开门。当启动电动机带动传动链关门时，感应探头突然检测

到在离门1m的范围内有人，则立即停止电动机关门，启动电动机带动传动链开门。 总体结构图如下图1-1：

人体 信号 光学系统（菲涅尔透镜） 光电传感器 信号 处理 自动门 控制电路 图1-1 设计总结构

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2 系统硬件设计

2.1 设计电路的框图和原理（原理图见 附录Ⅰ）

光电自动门控制系统主要由AT89C52单片机及其外围电路、光电检测电路，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部分组成。单片机循环检测光电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打开，当系统出现故障，进入故障处理程序。

系统硬件框图如图2-1所示： 步进电机控制电路 故障显示报警

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。首先，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，通过内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

控制方式切换

EPROM SRAM 光电线检测 门行程检测 故障检测 单片机 AT89C52 图2-1 自动门控制系统硬件图

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工作范围时，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。 同步皮带（有的厂家使用三角皮带）：用于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统。

（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，其工作流程如下：

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。

2.2 单片机介绍

单片微型计算机简称单片机，单片机又称单片微控制器，是典型的嵌入式微控制器，英文缩写为MCU。它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。

由于单片计算机具有体积小，重量轻，耗电少，功能强和价格低等特点，又由于数据大多是在芯片内传送处理，所以运行速度快，抗干扰能力强。单片机从七十年代问世以来，在二十多年的时间里，发展异常迅速，并已广泛应用于各种领域。单片机具有通讯接口，用单片机进行接口的控制与管理，单片机与主机可并行工作，大大地提高了系统的运行速度，所以在网络通讯领域也得到了越来越多的应用。

AT89C52是一种低电压，高性能CMOS8位单片机。片内含8k bytes可反复擦写的Flash只读程序储存器和256 bytes随机储存数据储存器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存

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储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。

图2-2 AT89C52引脚图

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2.2.1 AT89C52简介 1、兼容MCS51指令系统

2、8kB可反复擦写(大于1000次）Flash ROM； 3、32个双向I/O口； 4、256x8bit内部RAM；

5、3个16位可编程定时/计数器中断； 6、时钟频率0-24MHz；

7、2个串行中断，可编程UART串行通道； 8、2个外部中断源，共8个中断源； 9、2个读写中断口线，3级加密位；

10、低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能；

11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求

2.2.2 AT89C52工作原理

AT89C52为8 位通用微处理器 采用标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，光电遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 P0 口

P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口， 也即地址/数据总线复用口。作为输出口

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