基于单片机的酒店自动门系统设计.doc

分类号: TP273 U D C：D10621-408-(2015)1539-0密 级：公 开 编 号：2011073062成都信息工程大学学位论文基于单片机的酒店自动门系统设计 论文作者姓名：石申请学位专业：自动化申请学位类别：工学学士指导教师姓名（职称）：论文提交日期：2015年05月27日 基于单片机的酒店自动门系统设计摘 要随着社会的不断发展，现代的门更加多样化。安全性，有效性已经成为其基本要求。自动门从二十世纪末开始已经逐步进入了人们的生活环境。成为酒店，超市，银行的等建筑智能化水平的重要指标之一。自动门具有美观，高效的特点，可以减少人力的操作，实用性强，应用范围广阔。本设计是以STC89C52RC单片机作为控制中心，结合热释电红外传感器应用电路，红外对管辅助电路，L298N驱动电路，步进电机和外围辅助电路组成的自动门控制系统。该系统实现了在自动模式下有人靠近时门自动开启，人离开10秒后门自动关闭。在关门过程中若有人靠近，门再次自动打开。开门后若有物体停留在门中间时，门将保持开启状态直到物体离开后关闭。手动模式下仅手动开关可控制门的开启或关闭。关键词：热释电传感器；步进电机；单片机；自动门The Design of Hotel Automatic Door System Based on MCUAbstractWith the development of society，doors in modern times have become more diverse. Security and availability are basic requirements of modern doors. Auto-door has stepped in our life since the end of 20th century,which has became one of the important indicators of the Intelligent level for some buildings such as hotels,shopping malls and banks. The auto-door not only has a strong aesthetic and practical value but also can efficiently reduce the manpower operation ,which is the reason why it has wide range of appliction.The design is a Automatic door control system that take the STC89C52RC MCU as the control center，combining with the Pyroelectric infrared sensor, infrared photoelectric sensor application circuit, L298N Driver circuit, stepping motor and peripheral auxiliary circuit. The system achiveves that by the automatic mode the door will open when someone approches it and close when he or she leaves it, both automatically. And when in the process of closing, the door would open again if someone is being close to it. Besides,if something stays in the door,the door would keep the state of opening until it leaves. On the contrary, by the manual mode only the manual switchs can control the open or close of the door.Keywords: Pyroelectric sensor; stepping motor; MCU; automatic door目 录论文总页数：32页1引言11.1设计背景11.2国内外研究现状11.3本设计研究的意义12系统设计12.1设计目标及内容12.1.1设计目标12.1.2设计内容22.2系统硬件结构22.3方案论证32.3.1自动门模型32.3.2热释电红外传感检测电路选择32.3.3单片机的选择52.3.4电机驱动方案52.3.5红外对管辅助方案62.3.6供电方案73系统硬件设计73.1自动门框架设计73.2传感器电路设计83.3自动门控制系统93.4电机驱动电路设计103.5红外对管辅助设计123.5系统供电设计134系统软件设计144.1程序流程设计144.1.1初始化程序154.1.2定义电机转动方向程序164.1.3模式执行程序164.1.4开门关门动作程序175系统调试185.1硬件调试185.1.1门体组装185.1.2电机驱动电路调试195.1.3热释电红外电路调试195.1.4红外辅助电路调试195.1.4系统供电调试205.2联调205.2.1调试方法205.3.2调试结果20结 论22参考文献23致 谢24声 明25附 录261引言1.1设计背景随着科学技术的发展我们的生活发生了巨大的变化，一个智能化，自动化的社会呈现在我们面前，自动门突出了安全理念，强调了有效性：同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的融合、协调、和谐。自动门根据不同的使用场合及不同的使用功能的可以分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，一般只有高档的酒店和宾馆会使用自动旋转门，因为其造价非常昂贵且体型非常庞大。日常生活中人们一般所说的自动门、感应门指的基本上就是自动平移门，也是使用最为广泛的一种自动门。其功能基础可实现有人靠近时，门自动开启。人离开后门自动关闭。1.2国内外研究现状在国外，自上世纪90年代以来，自动化研发技术发展迅速，技术方案已经非常成熟，并取得了惊人的成就。在国外大都市里的商场，酒店，宾馆，写字楼，公寓等地方，自动门已经随处可见，但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段，自动门产品还主要使用在经济发达的东部及东南沿海地区，自动门产品的应用已经开始进入内陆市场。在自动门控制系统设计中，性能稳定、节能环保、使用安全、以及功能人性化是需要首先考虑的因素。1.3本设计研究的意义随着越来越多各式各样的自动门进入市场，自动门的应用非常广阔，现在除了一些经济发达地区的高档场所使用自动门，一些小型的场所如照相、小饭店等，也已经开始关注服务设施的便利性，从而引入自动门。这类企业的需求拉动了中低端自动门市场的广泛发展。自动化技术是自动门的重要部分，本设计的商场自动门控制系统具有高效，安全的特点。可直接应用于各种公共场所，可以节约空调能源，降低噪音，防尘，防风，同时可以使得出入口显得很庄重高档。2系统设计2.1设计目标及内容2.1.1设计目标设计制作一个以一片STC89C52RC单片机为控制核心，结合热释电红外传感器应用电路，L298N电机驱动电路、步进电机和其他辅助电路的自动门控制系统。自动模式下有人靠近门自动开启，人离开10S后自动关闭。手动模式下只能人为控制门的开启与关闭。2.1.2设计内容系统分为硬件系统和软件系统。其中：硬件系统分为：（1）机械传动：设计自动门的动力控制结构，能够带动门体左右平移。（2）人体检测电路：设计人体热释电红外检测电路，可以检测到人体，根据是否有人向单片机输出高低电平，便于单片机I/O接收。（3）单片机系统：选取系统设计中合适的单片机系统，接收检测信号控制电机转动。（4）电机驱动电路：设计系统电机驱动电路，程序控制单片机I/O口输出，驱动电路接收单片机的I/O口高地电平输出后放大电流驱动步进电机转动。（5）红外对管辅助电路：使用红外发射管和接收管制作一个辅助电路。（6）供电系统：设计系统的供电方案，能够提供电路需要的额定电压。软件系统分为：（1）引脚使用设定：设计单片机系统程序要使用的引脚。（2）状态判断程序：判断是手动模式还是自动模式下的开门或者关门。（3）开关门动作程序：根据状态判断调用开关门动作。（4）电机转动程序：根据开关门动作要求改变电机转动方向。2.2系统硬件结构系统以STC89C52RC为核心，结合热释电红外传感器BISS0001应用电路、电机驱动电路、步进电机、红外对管电路、按键、开关等组成硬件系统，其结构如图2-1：热释电红外模块单片机处理控制方式切换电机驱动电机开关门行程检测红外对管检测手动开或关图2-1 系统硬件结构图2.3方案论证2.3.1自动门模型本次设计的自动门模型选择需要具备以下条件：（1）满足设计结构要求。自动门体积不能过大，过大的尺寸成本太大且不方便实际演示。（2）满足驱动力要求。自动门完整设计后，能够带动一定重量的门体。综上所诉，本次设计选用二手的拆卸件电动滑台，根据电动滑台的大小制作了长30厘米，宽10厘米，高28厘米的木型门框。（3）行程开关（4）电动滑台2.3.2热释电红外传感检测电路选择本次设计需要热释电红外传感器。检测人体的传感器电路可使用方案有：方案1：使用RE200B人体热释红外传感器，通过LM358进行两级信号运算放大，通过LM393电压比较输出电平单片机判断是否有人靠近。方案2：通过相关资料查询，发现了一款具有较高性能的传感信号处理集成电路芯片BISS0001。它配以热释电红外传感器RE200B和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炙灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。相比较技术的成熟和电路设计的可行性易操作性，选择方案二可以方便实现模拟信号输入，一位TTL电平输出的形式，方便于对单片机中断的触发。因此选择方案2做为热释电红外传感器的应用电路。RE200B是一种双元热释电红外检测传感器，BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配合热释电红外传感器和一些外接元器件构成可以构成热释电红外被动开关。也可以组成热释电红外检测模块，在不同的检测状态下输出不同的信号。表2-1引出端注解表引脚名称I/O功能说明1AI可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发2VOO控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。3RR1-输出延迟时间Tx的调节端4RC1-输出延迟时间Tx的调节端5RC2-触发封锁时间Ti的调节端6RR2-触发封锁时间Ti的调节端7VSS-工作电源负端8VRFI参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时可使定时器复位9VCI触发禁止端。当VcVR时允许触发(VR0.2VDD)10IB-运算放大器偏置电流设置端11VDD-工作电源正端122OUTO第二级运算放大器的输出端132IN-I第二级运算放大器的反相输入端141IN+I第一级运算放大器的同相输入端151IN-I第一级运算放大器的反相输入端161OUTO第一级运算放大器的输出端图2-2 内部原理图和外部引脚2.3.3单片机的选择单片机作为小型设计的CPU具有体积小、易于编程、价格低廉、外部电路简单、功能强大等优点。目前市场上单片机的种类繁多，功能也多样化；本次设计主要是针对电机控制和信号采集，因此选用MCS-51系列的单片机，本次设计选用一片STC89C52RC单片机。STC89C52RC是STC公司研发生产的一种功耗低、性能卓越的CMOS8位单片微型计算机，拥有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52RC使用最早由Intel推出的经典的MCS-51内核，但是在其基础上做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高效、灵活的解决方案。引脚图如图2-3。图2-3 STC89C52RC引脚图2.3.4电机驱动方案步进电机驱动使用最广泛的就是H 型全桥式电路，这种驱动电路方便实现步进电机的运行，根据输出引脚的脉冲输出顺序驱动步进电机分别对应正转、反转。最简便的就是利用4个三极管组成H桥电路，但此电路容易烧坏，实际应用中多采用集成了H桥的驱动芯片来制作电机驱动电路。本次系统选用L298N作为电机驱动芯片，L298N是高电压大电流双全桥式驱动器，内置保护电路，具有可输出电压高、电流大、电气特性好等优点，符合本设计中电机驱动对驱动芯片的要求。L298N引脚如图2-4。图2-4 L298N管脚图2.3.5红外对管辅助方案使用普通的红外对管，红外对管是红外线发射管与红外线接收管配合在一起使用时候的总称。红外发射管发射固定波长的红外线，红外接收管接收红外线后改变了管脚电压，经过LM393比较器之后输出一个高低电平，方便单片机信号采集。LM393是一个双电压比较器集成电路，当同相输入电压大于反相输入电压时输出1，当同相输入电压小于反相输入电压时输出为0.红外对管如图2-5，LM393管脚排列如图2-6。图2-5 红外对管图2-6 LM393管脚排列图解表2-2引出端注解表引出端序号符号功能1OUTA输出A2INA-反相输入A3IN+同相输入A4GND接地端5INB+同相输入B6INB-反相输入B7OUTB输出B8VCC电源电压2.3.6供电方案系统供电分为电机驱动供电和信号处理用电。电机运转时需要比较大的电流，会影响到其两端的输入电压，而像单片机、传感器这样的信号处理模块电流比较小，但对电压的稳定性要求比较高。所以在设计系统供电时应将动力电和信号用电分开。12V电源适配器结合LM7805给系统控制部分和L298N驱动电路供电，步进电机使用12V电源适配器供电。LM7805外形和管脚5如图2-7图2-7 LM7805管脚图3系统硬件设计3.1自动门框架设计系统选用木料制作的木头门框，门板使用的是3MM透明亚克力切割而成的矩形作为门体。行程开关是一种机械开关，本次使用的型号是V-152-1C25，此行程开关有3个脚，一个是公共端，另外两个是常开端和常闭端，因为STC89C52RC引脚默认高电平本次设计使用常开端，将公共端连接到单片机，常开端接地。门移动到极限处触碰行程开关，单片机引脚接地置于低电平，单片机程序可以根据此信号确定是否停止电机转动。CAD图如图3-1，如图3-2。电动滑台如图3-3。图3-1 L298N管脚图图3-2 行程开关图3-3 电动滑台3.2传感器电路设计热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。热释电传感器是对温度敏感的传感器,可以检测7-14m左右的红外辐射。在检测范围内，当没有人体靠近时，传感器的两个电极产生的释电效应相互抵消，传感器无输出。当有人体靠近时，RE200B传感器的两极会根据温差变化产生电压变化,输出检测信号给BISS0001。BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。当IN+脚接收到RE200B输出的电压信号时，经R2、R3、R6、R9、C2、C3、C5组成的信号放大滤波电路。R4、R6、R7和C1、C4组成的延时电路。信号经处理后从2脚输出一个TTL电平信号，单片机可以根据此高低电平确定是否有人靠近自动门。菲涅尔透镜是一种特殊的光学器件，其一面是光滑的平面，另一面是由许多由小到大的同心圆组成。价格便宜，配合在热释电传感器上使用可以增加传感器检测的角度和灵敏度。热释电模块电路图如图3-4，实物如图3-5.图3-4 热释电原理图图3-5 热释电模块实物图3.3自动门控制系统系统采用STC89C52RC单片机做为处理器，在最小单片机系统的基础上增加元件，S1为轻触复位开关,连接到单片机的RES脚，按下后单片机复位自动弹起。Y1为12M晶振。J1,J2,J3为排插方便后续使用过程中连接引脚，因为51单片机P0口内部是漏极开路型，为了作为I/O口使用，J4为P0口的10K上拉电阻。P3.3连接BISS0001的VO输出脚，P2.0脚连接手动开门的开关，P2.1脚连接手动关门开关。P2.3脚连接关门行程开关，P2.5脚连接开门行程开关。P2.7为模式切换开关，5个开关全部共地。P0端为单片机控制输出端，P0.4、P0.5、P0.6、P0.7四个脚分别与L298N驱动电路的IN1、IN2、IN3、IN4相连。其电路图如图3-6，实物图如图3-7。图3-6 STC89C52RC控制电路图 图3-7 STC89C52RC控制实物图 主控板在系统中的主要功能：（1）负责处理热释电红外传感器模块返回的信号。此信号便成为判别是否有人靠近的依据。（2）负责处理模式切换开关，开门行程开关，关门行程开关，手动开关按钮产生的信号。（3）通过对多个开关和检测模块返回的信号进行处理，产生脉冲波通过电机驱动板驱动步进电机正反转。3.4电机驱动电路设计电机驱动电路采用以L298N为核心的驱动板。L298N内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，当驱动步进电机时，可以直接一路电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。L298N可驱动2个直流电机或者一个4线步进电机，输出脚1、输出脚2和输出脚3、输出脚4分别接步进电机4线。输入脚1，输入脚2，输入脚3，输入脚4分别连接单片机引脚，根据单片机引脚的控制电平控制电机的正反转。逻辑电压5V，驱动电压5-35V，逻辑电流0-35MA，驱动电流2A（MAX单桥），最大功率25W，驱动电路如图3-8，实物如图3-9。图3-8电机驱动电路图3-9电机驱动电路电路中8个二极管为续流二极管，续流二极管并联在线圈的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。当电流消失时，其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压。当反向电压高于元件的反向击穿电压时，会使元件如三极管、晶闸管等造成损坏8。续流二极管并联在线两端，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉。从而保护了电路中的其它原件的安全。3.5红外对管辅助设计红外线发射管搭配红外线接收管一般称为红外对管，红外发射管在通电的情况下会发射一定频率的红外线。红外接收管使用时一般需要反接使用，在没有红外线接收时，反向电流很小。随着接收的红外线强度的增加反向电流会增大，从而改变接收管负极的电压值。两种状态的电压值通过LM393电压比较器比较可以得到高电平和低电平两种不同的输出，单片机可以通过接收到的I/O信号判断红外对管是否被遮挡。红外发射电路由一个红外发射管串联一个电阻组成。为了使红外线发射距离足够远，电阻为180欧姆，5V供电。如图3-10，实物如图3-11。图3-10 红外发射电路图3-11 红外发射实物红外接收电路是由红外接收管，LM393双电压比较器，固定电阻，滑动变阻器组成。图中所示的红外接收管需要反接方可正常工作。通过调整电位器的电阻值，当LM393的2号管脚（负相输入）电压大于3号管脚（正相输入）电压时电路进入正常工作状态，输出为0V，当红外接收管接收到红外信号后反向导通，2号管脚（负相输入）电压值小于3号管脚(同相输入)电压值时，输出为5V.LM393的输出为集电极开路，因此需加上上拉电阻才可正常工作。红外接收电路如图3-12，实物如图3-13.图3-12 红外接收电路图3-13 红外接收实物3.5系统供电设计原定方案使用9V电池供电因为电机功率大将会消耗非常大且非常浪费，因此整个系统统一采用12V电源适配器供电，既可以直接给步进电机提供驱动电压，也可以用稳压芯片LM7805将适配器输出的电压稳定输出为5V，如此可直接给单片机和电机驱动板供电。C9和C10为滤波电容，用来抑制电源输入和输出的纹波。电路图如图3-14，实物图如图3-15。图3-14 LM7805电源电路图图3-15 LM7805电源实物图4系统软件设计系统软件语言采用C语言，在Keil uVision4环境下编写。然后通过STC-ISP软件和单片机开发板将程序下载到单片机中，软件系统分为两个部分，两者彼此独立，但又有密切的数据联系，主程序根据单片机引脚接收到的信号判断门的执行状态，调用子程序控制来执行开启和关闭门体的动作。 4.1程序流程设计主程序根据模式切换开关的信号确定运行方式，在自动模式下，当单片机接收到的热释电红外模块输出为高电平时判断为有人执行开门的动作，开门时接收到门碰到开门行程开关产生的低电平信号时电机停止转动。人离开后热释电红外模块输出低电平，程序判断为无人状态，此时如果单片机接收到的红外对管的输出电压为高电平则判断为门体无遮挡，单片机执行关门动作，关门时接收到关门行程开关接地信号后电机停止转动。若人离开后单片机接收到的红外对管输出为低电平，则判断为无人有遮挡状态，单片机控制电机保持开门延时的状态直到无人无遮挡状态方可关闭自动门。自动模式的关门的过程中，如果热释电模块检测到有人体靠近则自动门立刻反向转动打开触碰开门行程开关后停转延时。手动模式下热释电红外模块产生的信号单片机不执行动作，只有按下手动开门按钮和关门按钮才可以控制门的开启或关闭。程序流程图如图4-1。4-1 程序流程图4.1.1初始化程序初始化程序是对单片机的各个特殊功能寄存器进行设定值，使单片机按照特殊功能寄存器的设定值工作，提供定时、计数、中断服务等。TMOD=0x11; /T1,工作方式1TH1=(65536-10000)/256; /20ms定时TL1=(65536-10000)%256;TR1=0; ET1=1; EA=1; /开启总中断允许TMOD是单片机定时器/计数器模式控制器，其中低四位（即D0 D3）定义定时器/计数器T0，高四位（即D4 D7）定义定时器/计数器T1。4.1.2定义电机转动方向程序 unsigned char table24=0xcf,0x6f,0x3f,0x9f,/+方向0xcf,0x9f,0x3f,0x6f,/-方向;4.1.3模式执行程序模式开关为1时执行手动模式，如果接收到开门信号，执行开门子程序，如果接收到关门信号，执行关门子程序。模式开关为0时执行自动模式，接收到热释电信号1执行开门程序，如果检测到开门行程开关后延时。延时中如果有人触发或者有遮挡物则保持延时状态，无人触发且无遮挡时执行关门子程序，如果在关门过程中有人触发则立刻执行开门子程序。如果自动模式循环的中途有模式切换信号则跳出自动模式进入手动模式。void action()if(choos) if(kai=0)Mturn_open(); else if(guan=0)Mturn_close();else if(reshi=1) Mturn_open();/开门reopen=1;/用于开启红外的红外检测 while(motoopen)if(choos)return;ds10s=120;while(ds10s-)/10s延时if(reshi=1|zhedang=0)ds10s=120;/检测到人体,清除前面的 延时，仍然延时10sif(choos)/检测到模式切换信号 reopen =0;/退出之前先消除红外的判断条件 return;/如果这个时候切换模式，直接跳出if(closeflag)return;if(motoclose=0)return;Delay100ms();/等待10s钟，如果人一直在，则一直等待 reopen=0;/10S后退出时也清除标志 Mturn_close(); 4.1.4开门关门动作程序开门子程序：如果已经是门完全开启的状态下，保持状态，返回主程序。门没有开启的状态下，动作切换为电机左转的数组，启用定时器中断。 关门子程序：如果已经是门完全关闭的状态下，保持状态，返回主程序。门没有关闭的状态下，动作切换为电机右转的数组，启用定时器中断。void Mturn_open(void) if(motoopen=0)return;/如果已经接触碰开关，不开启act=&table0;/切换到左转的数据openflag=1;/当前为开机模式closeflag=0;TR1=1;/开启电机void Mturn_close(void) if(motoclose=0)return;/如果已经接触碰开关，不开启act=&table1;/切换到左转的数据closeflag=1;/当前为关机模式openflag=0;TR1=1;/开启电机void tio() interrupt 3static unsigned char count;TH1=(65536-1000)/256; /20ms定时TL1=(65536-1000)%256; P0=actcount+; if(count=4) count=0;if(motoopen=0)&(openflag)/开机时，检测开机传感器 TR1=0; /开门 openflag=0;/清除标志 P0=0x00;else if(motoclose=0)&(closeflag)/关机时，检测关机传感器 TR1=0;/关门 closeflag=0;/关门就直接关了，不需要等待 P0=0x00;5系统调试5.1硬件调试5.1.1门体组装组装方法门框是根据电动滑台的体积使用木头制作的，将电动滑台放置在门体上部，用胶枪加热胶条后固定，门板使用细线穿过门板预留的孔洞绑在滑块上然后使用胶枪固定。电路板放置在下面平台，行程开关放置在门体两侧。5.1.2电机驱动电路调试调试方法：（1）驱动板焊接好后，先进行线路测试，使用万用表测试电路是否正常，焊点是否导通，检测线路是否存在短路、断路。（2）线路检测好以后进行电路功能检测，将驱动板电源接上，用信号发生器在输入端分别输入脉冲波，观察输出端的波形。（3）功能性检测以后，将电机驱动板接上电源和电机，给IN1、IN2、IN3、IN4分别顺序输入脉冲信号，观察电机是否正常运转，改变IN1、IN2、IN3、IN4输入信号顺序，观察电机转向是否改变。调试结果：（1）因为焊接的时候非常用心，线路检测时没有发现虚焊的情况。（2）电路功能检测正常，输出波形正常。使用过程中因为L298N温度过高导致烧毁后加上了散热器。（3）将负载步进电机接上后通电电机正常转动，改变脉冲波顺序电机可以正反转。 5.1.3热释电红外电路调试调试方法：（1）电路板线路检测，焊接好后使用万用表检测是否有短路和断路。 （2）电路功能检测，焊好元器件后检测焊接状况，无误后通电，先用万用表测试RE200B输出脚的电压值，在没有感应的时候应该是0V，有感应则有电压变化，测试正常，用万用表测试BISS0001的2号输出管脚的电压，传感器无输入时，BISS0001输出脚应为0V，传感器有输出时，BISOOO1输出5V。调试结果：（1）线路检测时发现当传感器有无输出BISS0001始终输出5V信号，检查后发现电路板背面的飞线靠在了BISS0001的信号接收脚，受到了干扰，实验发现电路非常敏感，有电流的物体靠近传感器输出的线都会触发，因此将飞线绕开了传感器信号输出的线路，使用过程中应该避免干扰。（2）通过调节电位器的阻值大小改变热释电红外的检测距离，使其工作在有效的工作范围。5.1.4红外辅助电路调试红外发射电路通电后使用手机摄像头观察红外发射管是否正常工作，红外接收电路通电后原理红外发射管后使用电压表测量LM393的2脚和3脚电压，调整电位器使得3脚电压值小于2号脚电压。然后红外接收管对准发射管测量3脚电压值的变化。移动距离观察3脚电压大于2脚电压的时的极限距离，此为工作的极限距离。5.1.4系统供电调试使用学生直流电源，调节电压在9V-15V范围内接入LM7805输入端，用电压表测量LM7805输出端的电压值，保持为5V正常，为了防止LM7805过热加上了一个散热器。5.2联调5.2.1调试方法将调试好的硬件模块按照要求搭建起来，写入单片机程序。通电后先测试手动模式能否正常实现开门和关门的功能，然后测试自动模式，在自动门自动开启后人离开热释电红外检测范围，等待延时后观察门是否关闭，延时时间是否符合，根据运行过程中发现的问题需要更改程序。5.3.2调试结果联合调试过程中发现了许多问题，也发现了许多设计上的不合理之处，例如红外对管辅助电路的接收电路焊接上拉电阻，导致模块不能正常工作，经过调试修改之后基本可以稳定运行，热释电模块存在误触发的问题，以及电机驱动芯片存在过热的问题。经过一系列的改进和调整，增加了电路通电LED指示灯，加装散热器等，使得电路板的功能更加稳定和完善。完成实物正面如图5-1,背面如图5-2,俯视图如图5-3。图5-1 正面图图5-2 背面图图5-3 俯视图结 论本文介绍了基于单片机的自动门系统的设计过程。系统以STC89C52RC单片机为控制核心，配合热释电红外传感器及其他辅助电路，实现了自动门控制系统要求，当有人靠近时门自动打开，当人离开10秒后门自动关闭的设计要求。自动门控制系统通过切换为手动模式时，只能由人进行控制，在一些特殊情况下可以满足使用要求。本自动门系统具有安全性高、传感器检测灵敏度高、自动门反应迅速、噪音小等优点。设计中存在自动门开机误触发的问题，是因为热释电红外检测模块开机一分钟内会混乱触发不可避免的初始化。毕业设计是一次综合性的学术实践，是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会。通过这次毕业设计，我学会了如何运用所学习的知识来解决实际问题。实际的设计与制作过程锻炼了我运用所学专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提升了我在设计过程中查阅相关文献资料、元件设计手册、使用Altium Designer画原理图和PCB图以及PCB制板等方面的能力。第 32 页 共32页参考文献1 谭浩强.C程序设计第三版M.北京：清华大学出版社，20052 马争、汪亚南. 微计算机与单片机原理及应用M. 高等教育出版社，20093 杨素行，模拟电子技术基础简明教程M.高等教育出版社，20064 康华光,电子技术基础M.高等教育出版社,20095 任艳君.电机与拖动M.北京：机械工业出版社，20116 赵继文.传感器与应用电路设计M.科学出版社，20027 梁春英、孙裔鑫、怀宝付。基于AVR单片机的自动门控制系统设计J.信息技术，2010第7期8宰文姣. 基于单片机的自动门控制系统的设计与实现J.西南民族大学学报自然科学版，2013年39卷4期9于洋、葛斌、苏晓鹭.基于单片机技术的自动门智能控制系统J.计算机系统应用,2008(4): 15-18.致 谢本文是在王国江老师的热情关心和认真指导下完成的，他渊博的专业知识和严谨的治学态度使我受益匪浅，对顺利完成本课题起到了极大的作用。在此向他表示我最衷心的感谢！同时，感谢学校领导对我们毕业设计工作的大力支持和关怀，感谢实验室和图书馆各位老师的热情帮助，向他们表示深深的谢意！在论文写作过程中，还得到其它老师和许多同学的热心帮助，在此一并向他们表示深深的感谢！最后，向在百忙之中评审本文的各位专家、老师表示衷心的谢意！作者简介：姓名：石商全 性别：男出生年月：1993年03月 民族：汉E-mail：ssq9wa9wa 163.com声 明本论文的工作是2014年12月至2015年6月在成都信息工程大学控制工程学院完成的。文中除了特别加以标注地方外，不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都信息工程大学或其他教学机构的学位或证书而使用过的材料。关于学位论文使用权和研究成果知识产权的说明：本人完全了解成都信息工程大学有关保管使用学位论文的规定，其中包括：（1）学校有权保管并向有关部门递交学位论文的原件与复印件。（2）学校可以采用影印、缩印或其他复制方式保存学位论文。（3）学校可以学术交流为目的复制、赠送和交换学位论文。（4）学校可允许学位论文被查阅或借阅。（5）学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。除非另有科研合同和其他法律文书的制约，本论文的科研成果属于成都信息工程大学。特此声明！ 作者签名： 年 月 日附 录附录【一】硬件设计原理图 附录【二】C程序程序1：motor.h#ifndef _MOTOR_H_#define _MOTOR_H_#include reg52.hsbit choos=P27; /选择自动手动模式sbit kai=P20; /开门按键sbit guan=P21;/关门按键sbit reshi=P33;sbit zhedang=P13;sbit motoopen=P26;/开门接触开关sbit motoclose=P24;/关门接触开关extern unsigned char closeflag;/正在关门void Tim1_init(void);void Mturn_open(void);v