电动门控制器_硬件部分论文

1、淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 1 页共 29 页1 绪论1.1课题背景随着科技的大力发展和人民生活水平的不断提高。电子类产品越来越智能化，人们的依赖性也逐步上升。 门和人类文明是孪生的， 它伴随着人类文明的发展而跃动。数千年来，门一直作为人类社会活动的守护神，拒侵入者于门外，而作为人类社会活动的航道， 门又承载着文明， 追寻着人们向往的光辉彼岸。 本文主要涉及电动门控制器的设计 , 我们知道 , 电动门说白了 , 也就是守护安全的 , 目前的门很多种类型 , 比如说电动门 , 伸缩门 , 不锈钢门 , 大铁门等。而现今还有一种叫门禁系统属于智能弱电系统中的一个安防系统。 作为一种新型

2、现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多新技术。 门禁系统通过在建筑物内的主要管理区、出入口、电梯厅、设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部门的通道口安装门磁、 电控锁或控制器、 读卡器等控制装置， 由计算机或管理人员在中心控制室监控， 能够对各通道口的位置、 通行对象及通行时间、 方向等进行实时控制或设定程序控制，从而实现对出入口的控制。门禁系统常规由门禁控制器、门禁读卡器、卡片、电控锁、门禁软件、电源和相关门禁应用设备几部分组成。1.2研究的目的和意义目前我们遇到的难题，全球数字竞争激烈，产品多元化，功能齐全化

3、，本文提到的电动门控制器正是基于此而设计的，本设计可用单片机作为软件设计，提高液晶显示的内容， 使得电动门更为的生动， 多样。最好能设计多种贴近人们的日常生活的图案。1.3国内外研究现状及发展中国早在十多年前就开始引用欧洲电动门，电动门特别是伸缩自动门由于具有噪音小、美观大方、安全可靠等优点，在宾馆、企业等单位大门得到了广泛应用，目前正向车库、高级别墅等场所推广。随着应用的不断推广，对电动门性能的要求也越来越高，除了定位定时、远距离遥控等功能外，还要求体积小、成本低 1 ，3 ，7 。淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 2 页共 29 页电动门的普及和应用， 改变了人们的防护意识， 提升了

4、人们的安全观念。 电动门除可美化出入口环境外由于中国没有相关的电动门国家标准， 导致电动门档次、质量良莠不齐。2 方案论证及系统的总体设计2.1方案论证通过对本电路的分析， 我们将硬件的实现方法分成三部分：第一部分为单片机处理部分，第二部分为显示器部分，第三部分为控制部分。综上三部分， 我们的硬件选择方式也是多种多样。 首先我们看单片机， 目前单片机种类也很多，如微芯公司的 pic 系列单片机， mcs-51系列的单片机等等。因为 at89c51适合我们学校现有的单片机开发实验室，所以我们选择at89c51单片机 1 ，6，8 。显示器是本系统的窗口，各种信息都是从显示器上反应出来的，显示器有

5、led型的数码管显示；有 lcd型的液晶显示器， lcd有分字符型的，点阵型的。那么我们前述的数码管肯定不能适合我们的系统，本系统中，我们选择点阵型led显示器，点型的应用就是 8*8 的显示器，虽然显示的数据量不大，但显示直观 8 。控制器的部分在本设计中有多个模块， 我们设计的时钟控制是直接由单片机语言实现的，既简单又节省了板子的使用面积。 开关门我们通过无线控制来实现，我们采用现在市面上常使用的 pt2272,此器材便宜又好找。 我们设计了行程开关来控制电动门遇阻停止，在运行的过程中可以通过它的触动来控制电动门6 。2.2系统总体设计针对上述方案的选取， 电动门控制器分以下模块： 电源模

6、块； 单片机处理模块；显示器模块；控制模块。整个电路框图：淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 3 页共 29 页开关显示器继电器遇阻电路单片机at89c51电机遥控器电源 12v图 2.1系统框图电路中要有电源给单片机和显示器供电，单片机负责整个系统的管理， 一方面通过键盘和人进行信息交换，另一方面管理显示器将人们要完的工作反应出来，使整个系统进行协调的工作。3 系统硬件电路的设计3.1单片机处理模块为了实现控制电动门本设计我们使用的单片机是at89c51。现在有些电动门控制器用的是pic16c72，因为我们学校有个at89c51开发实验室，所以我们选择了 at89c51。pic16c72

7、是一款基于 eprom的 8 位高性能微控制器6。使用 pic16c72单片机可以使用此方案， 因为 pic16c72有 22 个 i/o 口，2k otprom，作为此处应用，无需在扩展 i/o 口和程序存储器。 b 口的 rb4-rb6设为中断输入口。 rb0-rb3设为输入方式，接到键盘接口。c 口的 rc4-rc5设为 ic 接口，与预置时间存储器相接。 rc0-rc2设为输出方式，驱动继电器接口，实现对电动门的各种操作。a口的 ra0-ra3为输入方式，接收遥控信息。淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 4 页共 29 页图 3.1 pic16c72 的引脚图at89c51是一种基

8、本型号 1 ，9 ，它的 flash 存储器容量为 4kb， 16 位定时计数器 2 个、中断有 2 级、 p3.2 为中断 0、p3.3 为中断 1。单片机中的定时器 / 计数器由加法计数器、 tmod寄存器、 tcon寄存器等组成。at89c51的 p0：是双向 8 位三态 i/o 口。在访问外部存储器时， 可分时用低 8 位地址线和 8 位数据线；在 eprom编程时，它输入指令字节， 而在验证程序时，则输入指令字节。 p0口能驱动 8 个 lsttl输入。p1：是一个带有内部带有上拉电阻的 8 位双向 i/o 口。在 eprom编程和程序验证时，它接收低 8 位地址，能驱动 4 个 l

9、sttl输入。p2：是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向的 i/o 口。在访问外部存储器时，它送出高 8 位地址。在外 eprom编程和程序验证时。 它接收高 8 位地址，能驱动4 个 lsttl输入。p3：是一个带有内部上拉电阻的8 位双向的 i/o 口。在 mcs-51单片机中，这 8 个引脚都有各自的第二功能，在实际工作中，大多数情况下都使用p3 口的第二功能，功能如下：引脚交互功能p3.0rxd（串行数据接收端）p3.1txd（串行数据发送端）p3.2int0（外部中断 0 申请输入端）p3.3int1（外部中断 1 申请输入端）p3.4to（定时器 0 计数输入端）淮阴工学院毕业设计

10、说明书 ( 论文 )第 5 页 共 29 页p3.5t1（定时器 1 计数输入端）p3.6wr（ 外部 ram写选通）p3.7rd（外部 ram读选通）这样我们可以使用 p0 和 p2 来控制显示器部分；用 p1.0和 p1.1 来接无线遥控部分；p1.6 和 p1.7 连接继电器 , 控制开关门； p3.7 和 p3.6 接按钮开关来设置时间。rst：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间。xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。xtal2：来自反向振荡器的输出。c5t1233pfy1crystalc4t1133pf图 3.2 振荡电路的设计因

11、为单片机芯片内部设有一个反向放大器所构成的振荡器，18 脚和 19 脚分别为振荡电路的输入端和输出端，时钟由内部电路产生， 定时器件为石英晶体和电容组成的并联谐振回路， 电容 c5，c6 的取值在 5 30pf；y1 的取值在 1.212m之间选取。所以我们设计了个振荡电路。图 3.3 at89c51 引脚图淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 6 页共 29 页3.2显示模块6 15 11 160 1433 112345678rrrrrrrr44444444651234567911dabcdefghodq qq qq q qqdvskk5llc9cteid54thsdncfcrohcsls

12、g4i7120348111116 15 11 160 1433 112345678rrrrrrrr33333333651234567911dabcdefghodq qq qq q qqdvskk5ll9cctid5thec3fcsdnhslrosgc4i7120348111116 15 11 160 1433 112345678rrrrrrrr22222222651234567911dabcdefghodq qq qq q qqdvskk5llctd9chei52tsncfcrodhcslsg4i7120348111116 15 11 160 14300000000333333333 1333

13、3333312345678rrrrrrrr11111111651234567911dabcdefghodq qq qq q qqdvskk5lld9ccti5thenc1fcsdhslrosgc4i7120348111113r2r1r8c7c6c5c4c3c2c1c123456784rrrrrrrrsd948217251213415678aaaaaaaa8c7c6c5c4c3c2c1c123456783rrrrrrrrsd941 8 21 1 7 2 512345678aaaaaaaa1dd8c7c6c5c4c3c2c1c123456782rrrrrrrrsd94821725111234567

14、8aaaaaaaa8c7c6c5c4c3c2c1c123456781rrrrrrrrsd941 8 21 1 7 2 512345678aaaaaaaafuf0d734un421vg2.c05c6 18 c7 c5 16 c1 165 c0 14 c43 c32 c3 11 c123456788r r rr rrrrsd9482172511134569021111111aaaaaaaa82626111q0q0159859aa7252111q07q059595a16 18 ca7 c5 16 c1 165 c24264 c1110 1q0q043 c59659432 ca13 11 c12345

15、678a7r r rr rrrrsd2325111q0q094821725595591190123456a311111111aaaaaaaaa2222d4d1110q0q0r5945922d2a1a3212111q0q0593591a1a6 18 c22027 c1115 1q0q06 c59591 12065 ca10 14 ca43 c32 c3 11 c123456786129211r r r r r r r rsq0q0d591599aa9482172511901234561111111aaaaaaaa8 c6 17 c5 16 c01234561 112345678965 c1111

16、111r rr r r r r r r r r r r r r r4 c0 15 55 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 53 c40 1 3 4 5 6 74123456789r3211111112 cun1 coi3 11 2 3 4 5 6 7 8hm5c0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5ttr r r r r r r rs1 1 11 1 1eedcy y y y y y y y y yy y yy y yssv9482172512d11901234562a b c deen1111111o ogaaaaaaaau3210892222211198

17、765432123456787690103333333322222222112311)np)0123456789012345dr/ddddddddddaa111111eerwslxxaaaaaaaa(aaaaaa(t01(pr(76a(01234567. .2345671(22.0. . . . . . . .pp. . .33. .00000000222222pp33ppppppppppppppppc)c01)pv12ttt01inndplliitt-ve(0 1 2 3 4 5 6 71aa2345/s. . . . . . . .5attexxr333311111111c1eppppp

18、p p p p p p p9u819892345123456783111111图 3.4显示器模块我们所在做的显示模块是为了在开门的时候显示“开门”汉字，在关门时显示“关门”，在停止的时候显示时间。 通过显示器我们可以知道现在的门处于什么运行状态。淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 7 页共 29 页3.2.1显示子程序流程图是显示标志等于0显示时钟是显示标志等于1显示“关门”是显示标志等于2显示“开门”子程序返回图 3.5显示模块流程图程序代码：main:mov bz,#0;显示时钟lcall key;査键lcall display;调显示setb relay;关开门电机setb rel

19、;关关门电机jb close,toopen;是否要关门clos:clr rel;开关门电机mov bz,#1;显示关门动画lcall display;调显示jnb close,clos;关门动作是否结束setb rel;关关门电机toopen:jb open,main;是否要开门openn:clr relay;开开门电机mov bz,#2;显示开门动画lcall display;调显示淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 8 页共 29 页jnb open,openn;开门动作是否结束ajmp main;=display:mov a,bzcjne a,#0,other;显示标志为 0 显示时

20、钟lcall d_timeother:mov a,bzcjnea,#1,other1;显示标志为 1 显示“关门”两个汉字lcall d_closeother1:mov a,bzcjne a,#2,outdis;显示“开门”两个汉字lcall d_openoutdis:ret此段为显示控制，控制时间显示和汉字显示，当cjne a,#0,other是显示标志为 0，这时候显示器显示为时间；当cjne a,#1,other1是显示标志为 1，这时显示“关门”两个汉字；当cjne a,#2,outdis是显示标志为 2，这时显示“开门”两个汉字。3.2.2选用的器件因为我们选择的是八个8x8 的 l

21、ed点阵，所以我们用了四个74ls154和一个74hc595。5a) 74ls154是 4 线 16 线译码器其主要电特性的典型值如下：表 3.1电特性表tpdpdabcd-outputg1、g2-output23ns19ns170mw当选通端（ g1、g2）均为低电平时，可将地址端（abcd）的二进制编码在一淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 9 页共 29 页个对应的输出端，以低电平译出。若将 g1 和 g2 中的一个作为数据输入端，由 abcd对输出寻址， 54/74154 还可作 1 线 16 线数据分配器。管脚图：图 3.6 74ls154引脚图功能表如下：表 2.2 74ls1

22、54功能表说明： h高电平淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 10 页共 29 页l低电平x任意* 其他输出端为高电平b) 74hc595是 8 位串行输入 / 输出或者并行输出移位寄存器574hc595是硅结构的 cmos器件， 兼容低电压 ttl电路，遵守 jedec标准。74hc595是具有 8 位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。 数据在 schcp的上升沿输入， 在 stcp的上升沿进入的存储寄存器中去。 如果两个时钟连在一起， 则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。 移位寄存器有一个串行移位输入（ ds），和一个串行输出（ q7）, 和一个

23、异步的低电平复位， 存储寄存器有一个并行 8 位的，具备三态的总线输出， 当使能 oe时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。图 3.7 74hc595y 引脚图特点：8 位串行输入 /8 位串行或并行输出存储状态寄存器，三种状态输出寄存器可以直接清除100mhz的移位频率功能表如下 :淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 11 页共 29 页表 2.3 74hc595 功能表输入输出功能shstcpoemrdsq7qncpllncmr 为低电平时紧紧影响移位寄存器llll空移位寄存器到输出寄存器hllz清空移位寄存器，并行输出为高阻状态lhhqnc逻辑高电平移入移位寄存器状态0，包6含

24、所有的移位寄存器状态移入，例如，以前的状态 6 （内部 q6” ）出现在串行输出位。lhncqn移位寄存器的内容到达保持寄存器并从并口输出lhq6qn移位寄存器内容移入， 先前的移位寄存器的内容到达保持寄存器并输出。h 高电平状态l 低电平状态上升沿下降沿z 高阻nc 无变化c) 8x8 点阵 led工作原理说明：图 3.8 8x8 点阵 led从图中可以看出， 8x8 点阵共需要64 个发光二极管组成 7 ，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1 电平，某一行置0淮阴工学院毕业设计说明书( 论文 )第 12 页共 29 页电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，如图所示，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述：一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。一根横柱：对应的行置0，而列则采用扫描的方法来实现。我们选择 led 是因为它的特点：1) 电压： led使用低压电源， 供电