红外感应自动门设计

1、中州大学毕业设计题目红外感应自动门设计姓名：XXXX班级：XXXXXXX学号：XXXXXXX指导老师：XXXX日期：XXXXXXX、八刖言自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。二十年代后期，美国的 超级市场的开放，自动门开始被使用。1930年，美国史丹利率先推出世界上第 一樘自动门（此史料记载于纽约时报）。其后，世界第一自动门品牌多玛在1945 年将油压式、空气式自动门广泛推向市场，新建大楼的正门也开始使用了。到了 1962年，电气式已开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年 都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能

2、源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术 发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为 主流。例如：各种用可识别控制的自动专用门，如：感应自动门（红外感应，微波感应,触摸感应，脚踏感应）、刷卡自动门等。门一般包括固定部分即门框，和一个或一个以上的可开启部分即门扇， 其动 能主要是允许和禁止出入。自动门除了上述功能外，尚有以下功能：（1） 门的启闭机械化、自动化，运行安全可靠。门的启闭实现了电机驱动， 大大减轻了出入门的劳动强度和通行效率。由于采用了先进的控制技术和安全保 护措施，使出入自动门更加安全可靠。（2）门的密闭性能和节省能源的性能。自动旋转门无论转到哪个位置对门

3、 外都是敞开的，对门内都是关闭的，因此能减少热量损失，减少尘土的侵入，增 加了密闭性，节省了能源。其他型式的自动门由于能快速自动关闭门并能调节门 扇开启宽度，也增加了其密闭性和节省能源的性能。（3）自动门增强了建筑物装饰美化功能。由于自动门广泛采用了新设计、新装饰材料和新的加工工艺，其造型和结构与建筑物会更协调、更匹配、增强了 建筑物美化功能。（4）自动门可以满足多种特殊功能。根据不同的应用场合和不同的需要有 多种特殊功能的自动门应运而生。 例如，多种形式的旋转门、可折叠的自动旋转 门、折叠自动门、可伸缩的庭院自动门等。这些自动门都是为满足特殊需要而产 生的。目录第一章自动门概况21.1研究背

4、景与意义41.2课题研究的可行性 51.3自动门的简介51.4国内自动门发展现状 61.5自动门的组成及分类71.5.1 自动门的组成71.5.2自动门的分类 71.6课题的功能概述81.7设计的基本设计思路 9第二章系统硬件设计 112.1设计电路的框图和原理 112.2单片机介绍122.2.1 AT89C51 主要特性 132.2.2 AT89C51 管脚说明 142.2.3 芯片擦除162.3热释电红外传感器介绍 162.4BISS0001芯片介绍和典型电路 182.4.1 BISS0001的内部192.4.2 BISS0001的特点192.4.3 BISS001管脚图202.4.4 B

5、ISS001管脚说明202.4.5 BISS0001工作原理212.5步进电机222.5.1 步进电动机有如下特点 222.5.2 驱动控制系统组成 232.5.3 斩波驱动242.6故障检测及显示 252.6.1 常见问题及可能原因 252.7门行程检测262.9自动门安全使用事项 283.1 系统软件结构293.2各部分程序设计293.3程序源代码 31第四章设计总结36参考文献37第一章自动门概况本章主要从自动门的研究背景与意义、课题研究的可行性、自动门的介绍、 国内自动门发展现状、自动门的组成及分类、课题的功能概述、设计的基本设计思 路等七个部分来对自动门进行简单的了解。1.1研究背景

6、与意义21世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性 ：有效的防范通行、 疏散，同时还突出了建筑艺术的理念， 强调门与建筑艺术的理念，强调门与建筑 以及周围环境整体的协调、和谐。自动门大规模专业化生产始于150年前，在不断发展和完善的过程中，涌现 出大批独具规模专业制造商。门的高级形式一一自动门起源在欧美， 迅速发展至 今，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。大中型公共场所，为这些建筑增添了亮丽、时尚的姿态。自动门从理论上理 解应该是门的使用观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的提升和完善。 所以 对自动门的认识应该从人们对门功能的要求开始。 作为建筑物一部分的门，从最 基

7、本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。 因此 门体本身应牢固、密封。自动门的普及和应用，改变了人们的防护意识，提升了人们的安全观念。由 于中国没有相关的自动门国家标准， 导致自动门档次、质量良莠不齐。如果你没 有使用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门 品牌（目前有很多自动门品牌是有一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应尽量避免购买此类产品）。不要认为样本上全是外国语，资料也是外国语的商品 就是进口商品，其实这样是违反国家规定的。真正的知名品牌，合法的商品不会 这样做。自动门平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加雷达，当人走近自动门时

8、，雷达感应到人的存在，给控制器一个开门信号，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。由于自动平移门在通电后可以实现无人管 理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普 及。自动门的开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号 源。微波雷达是对物体的位移反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人 员通过的场所，它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动后，雷达便不再反应，自动门就会关闭，对门机有一定的保护作用。红外传感器对物体存在进行反应，不管人员是否移动，只要在处于传感器的 扫描范围内，它都会反应即传出触点信号。缺点是红外传感器的反

9、应速度较慢， 适用于有行动迟缓的人员出入的场所。1.2课题研究的可行性现如今自动化、信息化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广，成 为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平 的逐步提高，各种方便于生活的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。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时 代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。 它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。通过对“红外线自动门控制系统”的研究和设计，我精心撰写了红外线控制 自动门系统论文。本论文着重阐述了以单

10、片机为主体， 步进电机、传感器为核心 的系统。1.3自动门的简介自动门 英文名：automatic door自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪二十年代以后。二十年代后期， 美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多 玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。到 了 1962年，电气式已开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每 年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术 发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门

11、逐渐成为主 流。例如：各种用可识别控制的自动专用门，如：感应自动门(红外感应,微波感 应，触摸感应，脚踏感应)、刷卡自动门等。现代自动门的操作主要有三种方。脚踏板式：在踏板之下装有压力开关。光电束式：在门的附近设置光束发射装置和光电传感装置。 按钮方式：用手 按类似开关的按钮使门扇打开。自动门以滑动、铰链或折叠等方式启闭门扇。为 了防盗，必须同时装有特殊的设备，例如家庭用的自动门就需要装设来人识别装 置或电视监视器等，对家庭以外的人员进行严格限制。自动门在商场、宾馆、饭 店、机场、车站、银行等场合已得到广泛应用。1.4国内自动门发展现状(1) 厂家多，规模小56年来几年来，自动门在国内得到了快

12、速的发 展。据不完全统计，目前国内大大小小生产自动门的厂家已有 50多家，但普 遍 生产规模小，自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备 和进口产品竞争的实力。(2) 专业化分工趋势显现早期的生产厂家， 一般是自主研发和生产，顶多 委 托代加工部分零部件。近两年来，出现了专门生产主要部件的厂家，如 电机、 主控板、遥控器传动件、塑料件等出现了专业生产厂家，这一趋 势使生产的门 槛降低，进入的厂家进一步增多，导致竞争更加激烈。(3) 高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场，目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能，但生产工艺略 嫌粗糙，质量水平参差

13、不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。(4) 产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重，加之自动门产品 往往是开发商而非最终用户在选择产品， 所以价格因素占的比重较大， 加剧 了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。同时，由于价格过低，也使产品的持续改进和发展受到限制。1.5自动门的组成及分类1.5.1自动门的组成主控制器：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；同时人们通过主控制器调节门扇开 启速度、开启幅度等参数。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 的工作范围时，它就给主控

14、制器一个脉冲信号；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。门扇行运轨道：就像火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方 向进行。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。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。1.5.2自动门的分类自动门主要有：旋转自动门、弧形自动门、平滑自动门、平开自动门、折叠 自动门、重叠自动门、医用自动门、卷闸自动门、车库自动门、特种自动门等。1、按启闭形式分：可分为推拉门、平开门、重叠门、折叠门、弧形门和

15、旋 转门。（1）推拉门：可细分为单开、双开、重叠单开、重叠双开和弧形门。弧形 门门扇沿孤形轨道平滑移动，可分为半弧单向、半弧双向、全弧双向。为了最大 限度的拓宽入口幅度，有的推拉（套叠）自动门可作成在开启终点与固定扇重合 后一道手动平开，也归纳为推拉自动门。（2）旋转门：可细分为有中心轴式、圆导轨悬挂式和中心展示区式等。（3）平开门：可细分为单扇单向、双扇单向、单扇双向和双扇双向。(4) 折叠门：可细分为2扇折叠和4扇折叠。(5) 紧急疏散自动门：活动扇和固定扇均可呈90度平开。(6) 重叠门：可分为带固定边门页的重叠自动门和没有固定边门页的重叠 自动门(7) 弧形门：可分弧段、半圆、全圆，可

16、以带固定门页，也可以没有固定 门页，圆弧度可根据具体案例设计设定， 应用非常灵活，还可以应用不同弧度拼 接，构造出美观多变的几何形状的门体，因此，凯撒弧形门的使用将越来越广泛。 应用统计：推拉自动门用量最大，约占 4种类型自动门总量的90沖上，其次是 旋转自动门，约占6%左右，平开和折叠自动门用量最少，各约占 2%左右。2、按门体材料分： 有安全玻璃、不锈钢饰面、建筑铝合金型材、彩色涂 层钢板、木材等，也可采用其它材料。用其组成的常见种类有无框玻璃自动门、 不锈钢框玻璃自动门和铝合金框(刨光或氟碳喷漆)玻璃自动门。3、根据门的结构特点，自动门主要分九大类，即自动旋转门、圆弧形自动 门、平滑自动

17、门、平开自动门、折叠自动门、伸缩式自动门、卷帘式自动门、提 升式自动门及自动挡车器。按用途分类，自动门主要分五大类，即民用自动门、商用自动门、工业用自 动门、车库用自动门及庭院自动门。1.6课题的功能概述在自动门使用上要根据安装的环境及要求， 考虑选择自动门的配置。由于公 共场所(像医院、机场等)的自动平移门使用频率非常高，而自动门的使用频率 和寿命是有限的。在这种情况下，要使用自动门必须进行综合考虑。 例如增加门 的数量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。以上介绍的是自动门的安装使用要点。而一个自动门的设计还要包括下面三 个方面：一、智能化设计自动门选择配置智能化控制系统，可随意设定门扇的运

18、行速度，并可设定半 开状态，调节方便。使自动门始终保持在最佳运行状态。并具有自动矫正功能， 即使遇到大风等原因引起的运行阻力增大，仍然能够保持平稳的开关门动作。、安全性设计具有自动反转安全装置，当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转 退出，并在下次接近阻力区域时以安全速度前进， 避免夹人事件和机件损毁的现 象发生，提高自动门运行时的安全性，延长自动门寿命。门扇开启轻巧方便，当 停电时，老人、儿童等均可开闭自如，开闭力量在 3.5公斤以下，方便、安全、 可靠。三、稳定性设计自动门采用步进电机，具有高效、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使 用不过热等特性，大大超越传统交流伺服马达。由于采用

19、步进电机驱动，配合T型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行 中具有卓越的稳定性。由于采用高性能的电源输入，不管电压波幅多大均可自动 稳压。此外在负载瞬间短路时还有过压及过流保护措施， 有效保障自动门运转的 稳定耐久和安全。自动门在具体场合的使用设计上，还应注意做好以下配置的选 用：1、安全辅助装置如在高档酒店等地方可以选择安装防夹人红外感应器，防止停留在门附近的 人被门所夹住。2、备用电源为保证停电时自动门也能工作正常，应配置备用电源。3、辅助光线传感器在需要的地方，自动门可以安装辅助光线传感器（红外对射保护装置），当 门打开时，人站着不动，用手遮挡辅助光线传感器，门应该保持打开状态。当手 离

20、开后几秒后，门应该重新关闭。综上所述，自动门在很多领域具有不可比拟的优越性， 随着国民经济的快速 发展，自动门在我国已经迎来了快速发展的黄金时期。1.7设计的基本设计思路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1N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：人体光学

21、系统（菲涅热释电红外信号自动门1信号一尔透镜）线传感器P处理控制电路图1设计总结构图1011第二章系统硬件设计2.1设计电路的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部分组成。 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打开，当系统出现故障，进入故障处理程序。AT89

22、C51单片机系统硬件框图如图2所示：SRAM红外线检测门行程检测故障检测图2红外线自动门控制系统硬件框图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：就象火车的铁轨，约束门扇的吊

23、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作出判断，如需关门，通知马达作

24、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，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的缩写MCI表示单片机，单片机又称单片微控制器，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。相当于一个微型的计算机，和 计算机相比，单片机只缺少了 I/O设备。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。单片机是把微型计算机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片 微型计算机，即将运算器，控制器，输入输出接口，部分存储器以及其他一些逻

25、辑部件集成在一个芯片上，故可以把单片机看成是一个不带外部设备的微型计算 机，相当于一个没有显示器，没有键盘，不带监控程序的单板机。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。AT89C5是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROFalsh Programmabl

26、e and Erasable Read Only Memory )的低电压，高性能 CMOS位微 处理器，俗称单片机。AT89C205是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器 的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-5指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位 CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATME的 AT89C51 是一种高效微控制器，AT89C205是它的一种精简版本。AT89C5单片机为很多嵌 入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，外形及引脚排列如图3所示。1TjthPfJC PG1P02

27、PG3392TbJLv 1! t鶉3P12nl j456P15Pic-P17P05347P&rUDP0733P30/RKDP.32/INIOP20F31211227盘13P23P24P25242551丄9ffiif*89ESETPSEHAWC51图3 AT89C51外形及引脚图2.2.1 AT89C51主要特性*与MCS-51兼容* 4K字节可编程闪烁存储器*寿命：1000写/擦循环*数据保留时间：10年*全静态工作：0HZ-24HZ*三级程序存储器锁定* 128*8位内部RAM* 32可编程I/O线*两个16位定时器/计数器*5个中断源*可编程串行通道*低功耗的闲置和掉电模式*片内振荡器和时

28、钟电路2.2.2 AT89C51管脚说明VCC供电电压。GND接地。P0 口： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门电流。当 P1 口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储 器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入 口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接 收输出4TTL门电流P1 口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口 被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在

29、FLASH编程 和校验时，P1 口作为第八位地址接收。P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收， 输出4个TTL门电流，当P2 口被写“T时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作 为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于 内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行 存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口 ： P3 口管

30、脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3 口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输 入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL ）这是由于上拉的缘故。在 实际应用中，大多数情况下都使用 P3 口的第二功能。P3.0 RXD串行输入口P3.1 TXD串行输出口P3.2 /INTO :外部中断0P3.3 /INT1 :外部中断1P3.4 TO:记时器0外部输入P3.5 T1:记时器1外部输入P3.6 /WR外部数据存储器写选通P3.7 /RD:外部数据存储器读选通P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST复位输入。当振

31、荡器复位器件时，要保持 RST脚两个机器周期的高电 平时ALE/PROG当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的 地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时， 将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE 只有在执行MOV，MOV指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果 微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN外部程序存储器的选通信号。在由外部程

32、序存储器取指期间，每个 机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN信号将不出 现。EA/VPP当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH， 不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1时，/EA将内部锁定为RESET当 /EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH编程期间，此引脚也用于 施加12V编程电源（VPP。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。容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功 能，直到下一个硬件复位为止。2.2.3芯片擦除整个PERO阵列和三个锁定位的电擦除可

33、通过正确的控制信号组合， 并保持 ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“ 1”且在 任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持 两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU亭止工作。但RAM定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM勺内容并且冻结振荡 器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。2.3热释电红外传感器介绍目前自动门行业运用的感应器件主要有微波感应器、红外感应器等。微波感应器，又称微波雷达，对物体的移动进行反应，因而反应速度快，适用于行走速 度

34、正常的人员通过的场所，微波感应器是以微波多普勒原理为基础， 平面型天线 昨感应系统，以微处理器作控制。整机关键元器件均为进口器件，方案设计选择 器件均确保了产品可靠性。微波感应器是以10.525GHz微波频率发射、接收。其探测方式具体如下优点：1. 非接触探测。2. 不受温度、湿度、噪音。红外感应器，是对物体的存在进行反应，不管人员是否移动，只要处于感应 器的扫描范围内，它都会反应，另外，红外感应器的反应速度比微波感应器慢。根据不同的功能和性能运用在各类不同场合的自动控制系统中， 是自动门系 统的关键部位，其性能直接影响自动门系统的安全及稳定，如在高档酒店、写字 楼，可以选择高灵敏度的感应器；

35、在人行道边上的银行、商店等经常有人路过的 地方，选择窄区域的感应器，本课程设计中采用热释电红外传感器。热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或 两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产 生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测 距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜， 该透镜用透明塑料制成，将透 镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和

36、放 大电路相配合，可将信号放大 70分贝以上，这样就可以测出10-20米范围内人 的行动。菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时， 人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到 的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。人体辐射的红外线中心波长为 9-10um,而探测元件的波长灵敏度在0.2-20um范 围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7-10um,正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波 长的红外线由滤

37、光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外 线传感器。热释红外线传感器内部结构与电路如下图 4所示。热释电传感器利用的正是 热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成， 元 件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有 T的变化时，热释电效应会 在两个电极上会产生电荷 Q,即在两电极之间产生一微弱电压 V。由于它的输 出阻抗极高，所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。 热释电效应所产生的 电荷4Q会跟空气中的离子所结合而消失，当环境温度稳定不变时， T=0,传感器无输出。当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生 T，则有信号输出；若人体进入检

38、测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出， 所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。热释电红外传感器的结构及内部电路见下图 4所示。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组 成红外线通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤光片，对太阳光和荧光灯光的 短波长（约5mm以下）可很好滤除。热释电元件 PZT将波长在8mm-12m之间的 红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射电路冗件s门E照面通常覆盖有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。图4热释电红外线传感器的结构及内部电路热释电红外探头的优缺点：优

39、点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。缺点：容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容 易被遮挡，不易被探头接收；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下 降，有时造成短时失灵。2.4 BISS0001芯片介绍和典型电路BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红 外传感器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 类白炽灯、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 别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全 区域的自动灯光、照明和报警系统。它不仅能和热

40、释电红外传感器的输出良好地 匹配，而且也能和其他多种传感器进行匹配。 它的内部是由运算放大器、电压比 较器、与门电路、状态控制器、定时控制器、锁定时间控制器和禁止电路等组成。BISS0001采用16脚标准型塑料封装结构。脚（A）为触发方式控制端，当A= 1时，电路可重复触发；当A= 0时，电路不可重复触发。脚（V0）为控制信号输出端，当有传感信号输人时，V0输出高电平。脚（RX和脚（CX为输出定时控制器T,的外接元件端，定时时间为：TX= 50X 103RXCX脚（Ri） 和脚Ci）为锁定时间控制器Y i的外接元件，锁定时间Ti = 24RiCi。脚（VRF 为参考电压及复位端，使用时一般接V

41、DD若按V SS可使定时器复位。脚（Vc） 为触发禁止端，当VCX VR时禁止触发；当VOVR时，允许触发，VR= 0.2VDD. 脚（IB ）为偏置电流设置端，由外接电阻 RB接V SS端, RB一般取1MQ的电 阻。12脚（OUT2和13脚（IN2-）分别为第二级运放的输出端和反相输人端。14脚（IN1 + ）和15净（IN1-）分别为第一运放的同相和反相输入端。16脚（OUT1 为第一运放的输出端。11脚（VDD和7脚（VSS分别为电源正、负端。2.4.1 BISS0001 的内部下图5中，运算放大器OPI将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大， 然后由C3耦合给运算放大器01: 2进

42、行第二级放大，再经由电压比较器 COPl 和ODP构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号vs去启动延迟时间定时器，2.4.2 BISS0001 的特点*CMOSE艺，公耗低*数模混合*具有独立的高输入阻抗运算放大器*内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰*内设延迟时间定时器和封锁时间定时器*采用16脚DIP封装*内置参考电源*工作电压范围宽（3V5V）243 BISS001 管脚图244 BISS001A VO EKl RC1 EL2 EE2 VSS VRF/RSET 图6 BISS001管脚图管脚说明引 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

43、之，不可重复触。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-触发圭寸锁时间Ti的调节端6RR2-触发圭寸锁时间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VcvVR时禁止触发；当VcVR时允许触 发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

44、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1610UT0第一级运算放大器的输出端245 BISS0001工作原理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。当热释电红外传感器接收到人体红外辐射后输出检测信号，然后由14脚输入BISS0001,经地内部电路处理， 由2脚输出探测信号（正向脉冲信号）。输出脉冲信号的宽度由外接电阻 R9和电 容C6来决定。当2脚输出控制脉冲后，电子开关被接通，数字编码电路和无线 电发射电路由于得到电源而开始工作。电源变压器为5W/15V E为12V免维护蓄电池，供停