本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 題 目： 自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 部 ： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師 姓名 ： 指導(dǎo)教師 職稱 ： 二 O 一 年 月 日 2 摘 要 本課題主要實(shí)現(xiàn)紅外線檢測(cè)和基于 AT89C51的單片機(jī)控制系統(tǒng)。本文是關(guān)于自動(dòng)門控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，使用紅外線傳感器作為感應(yīng)器，檢測(cè)到人體輻射的紅外線能量變化，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳給單片機(jī)。交流電機(jī)作為門驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)單片機(jī)控制交流電機(jī)，使門自動(dòng)打開，當(dāng)人進(jìn)門后又可以使門自動(dòng)關(guān)閉。 關(guān)鍵詞： 熱釋電紅外線 傳感器、 AT89C51、 BIS0001芯片 Abstract This subject mainly realizes infrared detection and based on AT89C51 single-chip control system. This paper is about the automatic control system using infrared sensor circuit design, as sensors, detect human radiation infrared energy change, transformed into electrical signals, to microcontroller. Ac motor as a door drive device. Through the single-chip microcomputer control ac motor, making the door automatically open, when people can make the door again after the door shut down automatically. Keywords: heat release infrared sensors, AT89C51, BIS0001 chip 目 錄 摘 要 . 2 Abstract . 2 1. 緒論 . 1 1.1 課題研究的可行性 . 1 1.2 國(guó)內(nèi)自動(dòng)門發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 1.3 課題的意義和目的 . 1 1.4 課題的功能概述 . 2 1.5 設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)思路 . 2 2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) . 4 2.1 設(shè)計(jì)電路的框圖和原理 . 4 2.2 單片機(jī)介紹 . 5 2.2.1 AT89C51 主要特性 . 6 2.2.2 AT89C51 管腳說(shuō)明 . 6 2.2.3 芯片擦除 . 7 2.3 熱釋電紅外傳感器介紹 . 7 2.4 BISS0001 芯片介紹和典型電路 . 9 2.4.1 BISS0001 的內(nèi)部： . 9 2.4.2 BISS0001 的特點(diǎn)： . 10 2.4.3 BISS001 管腳圖： . 10 2.4.4 BISS001 管腳說(shuō)明： . 10 2.4.5 BISS0001 工作原理 . 11 2.5 步進(jìn)電機(jī) . 12 2.5.1 步 進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn) : . 12 2.5.2 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成 . 12 2.5.3 斬波驅(qū)動(dòng) . 13 2.6 故障檢測(cè)及顯示 . 14 2.7 門行程檢測(cè) . 14 2.8 設(shè)計(jì)電路原理圖 . 15 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) . 16 3.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) . 16 3.2 各部分程序設(shè)計(jì) . 16 4. 設(shè)計(jì)總結(jié) . 18 參考文獻(xiàn) . 19 致 謝 詞 . 20 附錄：程序源代碼 . 21 1 1. 緒論 1.1 課題研究的可行性 現(xiàn)如今自動(dòng)化、信息化程度越來(lái)越高，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也就越來(lái)越廣，成為人們生活不可或缺的一部分。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn) 步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的自動(dòng)門系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 通過(guò)對(duì)“紅外線自動(dòng)門控制系統(tǒng)”的研究和設(shè)計(jì)，我精心撰寫了紅外線控制自動(dòng)門系統(tǒng)論文。本論文著重闡述了以單片機(jī)為主體，步進(jìn)電機(jī)、傳感器為核心的系統(tǒng)。 1.2 國(guó)內(nèi)自動(dòng)門發(fā)展現(xiàn)狀 1) 廠家多，規(guī)模小 5 6 年來(lái)幾年來(lái)， 自動(dòng)門在國(guó)內(nèi)得到了快速的發(fā)展。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)大大小小生產(chǎn)自動(dòng)門的廠家已有 50 多家，但普 遍生產(chǎn)規(guī)模小，自主研發(fā)能力差。從新產(chǎn)品開發(fā)能力和質(zhì)量穩(wěn)定性方面 還不具備和進(jìn)口產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。 2) 專業(yè)化分工趨勢(shì)顯現(xiàn)早期的生產(chǎn)廠家，一般是自主研發(fā)和生產(chǎn)，頂多委 托代加工部分零部件。近兩年來(lái)，出現(xiàn)了專門生產(chǎn)主要部件的廠家，如 電機(jī)、主控板、遙控器傳動(dòng)件、塑料件等出現(xiàn)了專業(yè)生產(chǎn)廠家，這一趨 勢(shì)使生產(chǎn)的門檻降低，進(jìn)入的廠家進(jìn)一步增多，導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。 高、低檔次的市場(chǎng)分明進(jìn)口產(chǎn)品借 助質(zhì)量和品牌優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了高端市場(chǎng)， 目前國(guó)內(nèi)廠家的產(chǎn)品基本上也都具備了比較完善的功能，但生產(chǎn)工藝略 嫌粗糙，質(zhì)量水平參差不齊，整體檔次較低，主要集中在低端市場(chǎng)。 4）產(chǎn)品同質(zhì)化和市場(chǎng)特點(diǎn)導(dǎo)致利潤(rùn)微薄產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，加之自動(dòng)門產(chǎn)品 往往是開發(fā)商而非最終用戶在選擇產(chǎn)品，所以價(jià)格因素占的比重較大， 加劇了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。其結(jié)果是眾多廠家一味地比拼價(jià)格，導(dǎo)致利潤(rùn)微薄。 同時(shí)，由于價(jià)格過(guò)低，也使產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)和發(fā)展受到限制。 1.3 課題的意義和目的 經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國(guó)，高樓聳立的大都市，自動(dòng)門已經(jīng)是隨處可見(jiàn)，在各大廈、 賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、醫(yī)院、寫字樓等場(chǎng)所，自動(dòng)門更是得到大范圍的普及使用。自動(dòng)門不但能給我們帶來(lái)人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的建筑增添了不少高貴典雅的氣息。 自動(dòng)門根據(jù)使用的場(chǎng)合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門、自動(dòng)平開門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)折疊門等，其中自動(dòng)平移門使用得最廣泛，我們通常所說(shuō)的自動(dòng)門、感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門。 自動(dòng)平移門最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式是自動(dòng)門機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和門內(nèi)外兩側(cè)紅外線，當(dāng)人走近自動(dòng)門時(shí)，紅外線感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝 置將門打開。 2 當(dāng)人通過(guò)門之后，再將門關(guān)閉。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管，同時(shí)又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音，提高了建筑的檔次。 1.4 課題的功能概述 在自動(dòng)門使用上要根據(jù)安裝的環(huán)境及要求，考慮選擇自動(dòng)門的配置。由于公共場(chǎng)所（像醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)等）的自動(dòng)平移門使用頻率非常高，而自動(dòng)門的使用頻率和壽命是有限的。在這種情況下，要使用自動(dòng)門必須進(jìn)行綜合考慮。例如增加門的數(shù)量，加大門扇寬度，增加關(guān)門延遲時(shí)間等。 以上介紹的是自動(dòng)門的安裝使用要點(diǎn)。而一個(gè)自動(dòng)門的設(shè)計(jì)還要包括下面三個(gè)方面： 一、智能化設(shè)計(jì) 自動(dòng)門 選擇配置智能化控制系統(tǒng)，可隨意設(shè)定門扇的運(yùn)行速度，并可設(shè)定半開狀態(tài)，調(diào)節(jié)方便。使自動(dòng)門始終保持在最佳運(yùn)行狀態(tài)。并具有自動(dòng)矯正功能，即使遇到大風(fēng)等原因引起的運(yùn)行阻力增大，仍然能夠保持平穩(wěn)的開關(guān)門動(dòng)作。 二、 安全性設(shè)計(jì) 具有自動(dòng)反轉(zhuǎn)安全裝置，當(dāng)碰到障礙物或人體等異常狀況時(shí)，門扇自動(dòng)反轉(zhuǎn)退出，并在下次接近阻力區(qū)域時(shí)以安全速度前進(jìn)，避免夾人事件和機(jī)件損毀的現(xiàn)象發(fā)生，提高自動(dòng)門運(yùn)行時(shí)的安全性，延長(zhǎng)自動(dòng)門壽命。門扇開啟輕巧方便，當(dāng)停電時(shí)，老人、兒童等均可開閉自如，開閉力量在 3.5公斤以下，方便、安全、可靠。 三、 穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 自 動(dòng)門采用步進(jìn)電機(jī)，具有高效、省電、低噪音、高轉(zhuǎn)速、高扭力、連續(xù)使用不過(guò)熱等特性，大大超越傳統(tǒng)交流伺服馬達(dá)。 由于采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配合 T型齒條同步帶，使門體自低速至高速的運(yùn)行中具有卓越的穩(wěn)定性。由于采用高性能的電源輸入，不管電壓波幅多大均可自動(dòng)穩(wěn)壓。此外在負(fù)載瞬間短路時(shí)還有過(guò)壓及過(guò)流保護(hù)措施，有效保障自動(dòng)門運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定耐久和安全。自動(dòng)門在具體場(chǎng)合的使用設(shè)計(jì)上，還應(yīng)注意做好以下配置的選用： 1、 安全輔助裝置 如在高檔酒店等地方可以選擇安裝防夾人紅外感應(yīng)器，防止停留在門附近的人被門所夾住。 2、備用電源 為保證停電時(shí) 自動(dòng)門也能工作正常，應(yīng)配置備用電源。 3、 輔助光線傳感器 在需要的地方，自動(dòng)門可以安裝輔助光線傳感器（紅外對(duì)射保護(hù)裝置），當(dāng)門打開時(shí)，人站著不動(dòng)，用手遮擋輔助光線傳感器，門應(yīng)該保持打開狀態(tài)。當(dāng)手離開后幾秒后，門應(yīng)該重新關(guān)閉。 綜上所述，自動(dòng)門在很多領(lǐng)域具有不可比擬的優(yōu)越性，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，自動(dòng)門在我國(guó)已經(jīng)迎來(lái)了快速發(fā)展的黃金時(shí)期。 1.5 設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)思路 1、有人來(lái)時(shí)（進(jìn)門或出門）開門。當(dāng)人走到離門不遠(yuǎn)的時(shí)候時(shí)，安裝在門上側(cè)的熱 3 釋紅外線傳感器信號(hào)檢測(cè)裝置檢測(cè)到有人時(shí)，將啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開門。 2、無(wú)人時(shí)關(guān)門延遲 ,當(dāng)熱釋收發(fā)裝置沒(méi)有檢測(cè)到有人在離門 1N的范圍內(nèi)，將延遲 1秒啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門。 3、關(guān)門中途來(lái)人，立即開門。當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門時(shí)，感應(yīng)探頭突然檢測(cè)到在離門 1m 的范圍內(nèi)有人，則立即停止電動(dòng)機(jī)關(guān)門，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開門?？傮w結(jié)構(gòu)圖如下圖 1： 人體 信號(hào) 光學(xué)系統(tǒng)（菲涅爾透鏡） 熱釋電紅外 線傳感 器 信號(hào) 處理 自動(dòng)門 控制電路 圖 1 設(shè)計(jì)總結(jié)構(gòu)圖 4 2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)電路的框圖和原理 紅外自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件組成如圖 2-1 所示。本系統(tǒng)主要由 AT89C51 單片機(jī)及其外圍電路、紅外檢測(cè)電路，門行程檢測(cè)電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路 、故障檢測(cè)電路、故障顯示電路、控制方式切換電路等七部分組成。單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)紅外檢測(cè)電路和門行程檢測(cè)電路輸出信號(hào)，據(jù)此產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)門運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到控制方式發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入相應(yīng)的控制方式。如門在關(guān)門過(guò)程中遇到人或其他障礙物時(shí)門無(wú)條件朝相反方向打開，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，進(jìn)入故障處理程序。 系統(tǒng)硬件框圖如圖 2所示： 感應(yīng) 自動(dòng)門的種 類很多，在此，僅以平移型感應(yīng) 自動(dòng)門機(jī) 作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。首先，平移式自動(dòng)門機(jī)組由以下部件組成： （ 1）主控制器：它是自動(dòng)門的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成 塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。 （ 2）感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)。 （ 3）動(dòng)力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制門扇加速與減速運(yùn)行。 （ 4）門扇行進(jìn)軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。 （ 5）門扇吊具走輪系統(tǒng) :用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。 同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力， 牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。 （ 6）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門AT89C51單片機(jī) SRAM 紅外線檢測(cè) 門行程檢測(cè) 故障檢測(cè) EPROM 電機(jī)電路控制 故障顯示報(bào)警 控制方式切換 圖 2 紅外線自動(dòng)門控制系統(tǒng)硬件框圖 5 體擺動(dòng)。 （ 7）當(dāng)門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下： 感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使門扇開啟；門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉門扇。 2.2 單片機(jī)介紹 單片機(jī)是把微型計(jì)算機(jī)主要部分 都集成在一個(gè)芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)，即將運(yùn)算器，控制器，輸入輸出接口，部分存儲(chǔ)器以及其他一些邏輯部件集成在一個(gè)芯片上，故可以把單片機(jī)看成是一個(gè)不帶外部設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)，相當(dāng)于一個(gè)沒(méi)有顯示器，沒(méi)有鍵盤，不帶監(jiān)控程序的單板機(jī)。 由于單片計(jì)算機(jī)具有體積小，重量輕，耗電少，功能強(qiáng)和價(jià)格低等特點(diǎn)，又由于數(shù)據(jù)大多是在芯片內(nèi)傳送處理，所以運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)。單片機(jī)從七十年代問(wèn)世以來(lái)，在二十多年的時(shí)間里，發(fā)展異常迅速，并已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。單片機(jī)具有通訊接口，用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)與主機(jī)可并行工作 ，大大地提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度，所以在網(wǎng)絡(luò)通訊領(lǐng)域也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。 AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。 由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案， 外形及引腳排列如圖 3所示。 圖 3 AT89C51外形及引腳圖 6 2.2.1 AT89C51 主要特性 * 與 MCS-51 兼容 * 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 * 壽命： 1000寫 /擦循環(huán) * 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 * 全靜態(tài)工作： 0Hz-24Hz * 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 * 128*8位內(nèi)部 RAM * 32可編程 I/O線 * 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 * 5個(gè)中斷源 * 可編程串行通道 * 低功耗的閑置和掉電模式 * 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2.2.2 AT89C51 管腳說(shuō)明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外 部必須被拉高。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口 當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)情況下都使用 P3口 的第二功能。 P3.0 RXD：串行輸入口 P3.1 TXD：串行輸出口 7 P3.2 /INT0：外部中斷 0 P3.3 /INT1：外部中斷 1 P3.4 T0：記時(shí)器 0外部輸入 P3.5 T1：記時(shí)器 1外部輸入 P3.6 /WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 P3.7 /RD：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí) ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字 節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止 。 2.2.3 芯片擦除 整個(gè) PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 2.3 熱釋電紅 外傳感器介紹 熱釋電紅外傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2*1mm的探測(cè)元件。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件，并將兩個(gè)探測(cè)元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾 8 透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊 光學(xué)系統(tǒng) 的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號(hào)放大 70分貝以上，這樣就可以測(cè)出10-20米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。 菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。 人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為 9-10um，而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在 0.2-20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為 7-10um，正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測(cè)人體輻射的 紅外線傳感器 。 熱釋紅外線傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路如下圖 4所示 。熱釋電傳感器利用的正是熱釋電效應(yīng)，是一種溫度敏感傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個(gè)表面做成電極，當(dāng)傳感器 監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有 T的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷 Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電壓 V。由于它的輸出阻抗極高，所以傳感器中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷 Q會(huì)跟空氣中的離子所結(jié)合而消失，當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)， T=0，傳感器無(wú)輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生 T，則有信號(hào)輸出；若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒(méi)有變化，傳感器也沒(méi)有輸出，所以這種傳感器能檢測(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)。熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電路見(jiàn)下圖所示。傳感器主要有外殼、濾光片、熱釋 電元件 PZT、場(chǎng)效應(yīng)管 FET等組成。其中，濾光片設(shè)置在窗口處，組成紅外線通過(guò)的窗口。濾光片為 6mm 多層膜干涉濾光片，對(duì)太陽(yáng)光和熒光燈光的短波長(zhǎng)（約 5mm以下）可很好濾除。熱釋電元件 PZT將波長(zhǎng)在8mm-12mm之間的紅外信號(hào)的微弱變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，為了只對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅耳濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用。 圖 4 熱釋電紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電路 熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn) ： 本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低 廉。 9 缺點(diǎn)：容易受各種熱源、光源干擾；被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不 易被探頭接收 ； 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。 2.4 BISS0001 芯片介紹和典型電路 BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明 和報(bào)警系統(tǒng)。它不僅能和熱釋電紅外傳感器的輸出良好地匹配，而且也能和其他多種傳感器進(jìn)行匹配。它的內(nèi)部是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、與門電路、狀態(tài)控制器、定時(shí)控制器、鎖定時(shí)間控制器和禁止電路等組成。 BISS0001采用 16腳標(biāo)準(zhǔn)型塑料封裝結(jié)構(gòu)。腳（ A）為觸發(fā)方式控制端，當(dāng) A 1時(shí)，電路可重復(fù)觸發(fā)；當(dāng) A 0時(shí)，電路不可重復(fù)觸發(fā)。腳（ V0）為控制信號(hào)輸出端，當(dāng)有傳感信號(hào)輸人時(shí)， V0輸出高電平。腳（ RX）和腳（ CX）為輸出定時(shí)控制器 T，的外接元件端，定時(shí)時(shí)間為： TX 50 103RXCX。腳（ Ri）和 腳 Ci）為鎖定時(shí)間控制器 i的外接元件，鎖定時(shí)間 Ti 24RiCi。腳（ VRF）為參考電壓及復(fù)位端，使用時(shí)一般接 VDD，若按 SS，可使定時(shí)器復(fù)位。腳（ Vc）為觸發(fā)禁止端，當(dāng) VC VR時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng) VCVR時(shí)，允許觸發(fā)， VR 0.2VDD.腳（ IB）為偏置電流設(shè)置端，由外接電阻 RB接 SS端，RB一般取 1M的電阻。 12腳（ OUT2）和 13腳（ IN2-）分別為第二級(jí)運(yùn)放的輸出端和反相輸人端。 14腳（ IN1+）和 15凈（ IN1-）分別為第一運(yùn)放的同相和反相輸入端。 16腳（ OUT1）為第一運(yùn)放的輸出端 。 11腳（ VDD）和 7腳（ VSS）分別為電源正、負(fù)端。 2.4.1 BISS0001 的內(nèi)部： 下圖 5中，運(yùn)算放大器 OPl將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由 C3耦合給運(yùn)算放大器 01： 2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器 COPl和 ODP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào) vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號(hào) VO經(jīng)晶體管 T1放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。 圖 5 熱釋紅外傳感器處理芯片 10 2.4.2 BISS0001 的特點(diǎn)： *CMOS工藝，公耗低 *數(shù)模混合 *具有獨(dú)立的高輸入阻 抗運(yùn)算放大器 *內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾 *內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器 *采用 16腳 DIP封裝 * 內(nèi)置參考電源 *工作電壓范圍寬（ 3V 5V) 2.4.3 BISS001 管腳圖： 圖 6 BISS001管腳圖 2.4.4 BISS001 管腳說(shuō)明： 表 1 BISS0001管腳說(shuō)明 引腳 名稱 I/O 功能說(shuō)明 1 A I 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng) A為“ 1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸。 2 VO O 控制信號(hào)輸出端。由 VS的上 跳變沿觸發(fā)，使 Vo輸出從低電平跳變到高電平時(shí)視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時(shí)間 Tx之外和無(wú) VS的上跳變時(shí)， Vo保持低電平狀態(tài)。 3 RR1 - 輸出延遲時(shí)間 Tx的調(diào)節(jié)端 4 RC1 - 輸出延遲時(shí)間 Tx的調(diào)節(jié)端 5 RC2 - 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti的調(diào)節(jié)端 6 RR2 - 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti的調(diào)節(jié)端 7 VSS - 工作電源負(fù)端 8 VRF I 參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接 VDD，當(dāng)接“ 0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位 9 VC I 觸發(fā)禁止端。當(dāng) VcVR時(shí)允許觸發(fā) 10 IB - 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端 11 VDD - 工作電源正端 12 2OUT O 第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 11 13 2IN- I 第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 14 1IN+ I 第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端 15 1IN- I 第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 16 1OUT O 第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 2.4.5 BISS0001工作原理 BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。當(dāng)熱釋電紅外傳感器接收到人體紅外輻射后輸出檢測(cè)信號(hào)，然后由 14腳輸入 BISS0001,經(jīng)地內(nèi)部電路處理，由 2腳輸出探測(cè)信號(hào)（正向脈沖信號(hào)）。輸出脈沖信號(hào)的寬度由外接電阻 R9和電容 C6來(lái)決定。當(dāng) 2腳輸出控制脈沖后，電子開關(guān)被接通，數(shù)字編碼電路和無(wú)線電發(fā)射電路由于得到電源而開始工作。電源變壓器為5W/15V， E為 12V免維護(hù)蓄電池，供停電使用。 S1為鎖控電源開關(guān)，可根據(jù)需要安裝在適當(dāng)處所，用來(lái) 接通工作電源，無(wú)必要時(shí)可取消設(shè)置。 SCR采用 1A的單向可控硅。 HFC9301為軟封裝發(fā)聲電路，發(fā)聲為“嘀、嘀”聲。電路的調(diào)試主要是主機(jī)與各分機(jī)之間的統(tǒng)調(diào)。將發(fā)射電路和接收電路組裝好后，先將發(fā)射機(jī)中 C10的調(diào)至適當(dāng)位置后固定不動(dòng)，接著調(diào)整接收機(jī)中的 C1，使接收機(jī)能收到發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)。若為“一對(duì)多”或“多對(duì)一”報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)先將主機(jī)“一”（可以是發(fā)射機(jī)，也可以是接收機(jī) ）調(diào)好固定，然后調(diào)整各分機(jī)，使其與主機(jī)統(tǒng)調(diào)。 BISS0001 應(yīng)用線路圖如 7所示。 圖 7 BISS0001的熱釋 電紅外開關(guān)應(yīng)用電路圖 上圖 6中，運(yùn)算放大器 OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由 C3耦合給運(yùn)算放大器 OP2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器 COP1和 COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào) Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號(hào) Vo經(jīng)晶體管 T1放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。 上圖 6中， R3為光敏電阻，用來(lái)檢測(cè)環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮， 12 R3的電阻值會(huì)降低，使 9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào) Vs。 SW1是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng) SW1與 1端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng) SW1與 2端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。圖中 R6可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原廠圖紙選 10K，實(shí)際使用時(shí)可以用 3K，可以提高電路增益改善電路性能。輸出延遲時(shí)間 Tx由外部的 R9和 C7的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti由外部的 R10和 C6的大小調(diào)整， R9/R10可以用 470歐姆， C6/C7可以選 0.1U。在 BISS0001的內(nèi)電路中，運(yùn)放 A是一個(gè)獨(dú)立的放大器，由它放大后輸出的信號(hào)電壓通過(guò) . 2.5 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)：它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移即結(jié)一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng) 一個(gè)角度因此作常適合于單片機(jī)控制。近 30 年來(lái)數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和水磁材料的迅速發(fā)展推動(dòng)廠步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展，為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用開辟了廣鬧的前景。 2.5.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn) : (1)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比具有良好的跟隨型。以由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非?？煽俊Ｍ瑫r(shí)它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉外數(shù)控系統(tǒng)。 (2)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速。 (3)速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。低速下仍能保證獲很大轉(zhuǎn)矩，因此，一般 可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 (4)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能遠(yuǎn)行。它不能直接使用交流電源和直流電源 (5)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)的措施。 (6)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的噪音和振動(dòng)較大帶慣性負(fù)載的能力較差。 2.5.2 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成 使用、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如圖 8所示： 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)工作。在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制中，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生。其基本控制作用如下 : 1) 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控 制換相順序 信號(hào)分配 脈沖信號(hào) 負(fù)載 步進(jìn)電機(jī) 功率放大 圖 8 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖 13 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電換相順序嚴(yán)格安照步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作方式進(jìn)行。通常我們把通電換相這 過(guò)程稱為脈沖分配。三相六拍步進(jìn)電機(jī)工作方式通電換相的正序是A-AB-B-BC-C-CA；反序?yàn)?A-CA-C-BC-B-AB；共有八個(gè)通電狀態(tài) P1口輸出控制信號(hào)， 0表示繞子通電，表示繞子斷電，則可以用六個(gè)字來(lái)表示六個(gè)通電狀態(tài)。這六個(gè)字表示如下表： 表 2 通電狀 態(tài) 2) 通電狀態(tài) P1.2(C) P1.1(B) P1.0(A) 控制字 3) 3) 控制電路模型如 9圖所示： 2.5.3 斬波驅(qū)動(dòng) 下面講的是斬波恒流驅(qū)動(dòng)的原理圖。 T1是一個(gè)高頻開關(guān)管。 T2開關(guān)管的發(fā)射極接一只小電阻只，電動(dòng)機(jī)繞組的電流經(jīng)這個(gè)電阻到地，所以這個(gè)電阻是電流取樣電阻。比較器的一端接給定電壓 Uc，另一端接取樣電阻上的壓降，當(dāng)取樣電壓為 0時(shí)，比較器輸出高電平。 圖 10 斬波恒流驅(qū)動(dòng)電路原理圖 A 1 1 0 06H AB 1 0 0 08H B 1 0 1 09H BC 0 0 1 01H C 0 1 1 03H CA 0 1 0 02H P1.0 P1.1 P1.2 8051 系列 單片機(jī) A 相驅(qū)動(dòng) A 相驅(qū)動(dòng) A 相驅(qū)動(dòng) 圖 9 控制電路模型 14 當(dāng)控制脈沖 Ui為低電平時(shí) T1和 T2兩個(gè)開關(guān)管均截止；當(dāng) U1為高電平時(shí) ， T1和 T2兩個(gè)開關(guān)管均導(dǎo)通，電源向繞組供電。由于繞組電感的作用，只上的電壓逐漸升高，當(dāng)超過(guò)給定電壓 Uc的值時(shí) ,比較器輸出低電平，使與門輸出低電平、 Tl截止，電源被切斷；當(dāng)取樣電阻上的電壓小于給定電壓時(shí)，比較器輸出高電乎，與門也輸出高電平， T1又導(dǎo)通，電源又開始向繞組供電。這樣反復(fù)循環(huán)，直到 Ui為低電平。 2.6 故障檢測(cè)及顯示 在故障檢測(cè)電路中，配置了溫度和速度傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)電機(jī)的工作情況，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)過(guò)熱保護(hù)和門運(yùn)行障礙保護(hù)，同時(shí)還設(shè)置了電壓監(jiān)控電路，用于檢測(cè)系統(tǒng)異常情況。檢測(cè)電路首先將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn) 換成電壓，然后經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部的戶以轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)定期讀取數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，即馬上采取相應(yīng)的緊急措施，向系統(tǒng)發(fā)出故障信號(hào)，系統(tǒng)停止工作，向故障顯示電路發(fā)出指令，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并顯示故障類型。 2.7 門行程檢測(cè) 門行程檢測(cè)電路通過(guò)檢測(cè)門行程開關(guān)的閉合情況來(lái)發(fā)送不同的信號(hào)，使電機(jī)改變轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制門運(yùn)行的速度以提高運(yùn)作效率，為了保護(hù)門不受到損害和保證門運(yùn)行效率，在門行程檢測(cè)電路中設(shè)置了四個(gè)行程開關(guān)。它們分別代表開門極限、程極限 1、行程極限2、關(guān)門極限。門在開啟過(guò)程中，分別經(jīng)過(guò)慢速、加速、減速和停止 四個(gè)過(guò)程，門的關(guān)閉過(guò)程則與上述過(guò)程相反。門運(yùn)行到極限位置時(shí)，限位開關(guān)動(dòng)作，單片機(jī)根據(jù)接收到響應(yīng)的信號(hào)，改變電機(jī)運(yùn)行速度。 15 2.8 設(shè)計(jì)電路原理圖 圖 11 總電路圖 16 3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 整個(gè)系統(tǒng)軟件主要由主程序、開門子程序、關(guān)門子程序、 T0中斷服務(wù)程序、 T1中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)子程序組成。主程序主要是完成系統(tǒng)進(jìn)行初始化、中斷設(shè)置等功能。程序設(shè)計(jì)中設(shè)置了一個(gè)外部中斷 0，它保證紅外自動(dòng)門能夠在無(wú)人操控情況下自動(dòng)運(yùn)行，主要功能是當(dāng)檢測(cè)到有人出入門時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)門的目的。 3.2 各部分程序設(shè)計(jì) 在開門過(guò)程中首先進(jìn)行門狀態(tài)檢測(cè)，根據(jù)所檢測(cè)到的信號(hào)判斷自動(dòng)門上次停機(jī)所處位置。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定門此刻應(yīng)運(yùn)行方式，如檢測(cè)出門是半開狀態(tài)，門直接轉(zhuǎn)入加速開門的過(guò)程。如檢測(cè)出門是全開狀態(tài)，門轉(zhuǎn)入延時(shí)開門過(guò)程。如檢測(cè)出門是全關(guān)狀態(tài)，那么在檢測(cè)到有人出人時(shí)，門會(huì)緩慢打開，之后加速運(yùn)行，接著減速運(yùn)行，最后電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，門由于慣性緩慢關(guān)閉。自動(dòng)門開門后暫停一段時(shí)間，然后關(guān)門。關(guān)門是開門的一個(gè)反過(guò)程，它經(jīng)過(guò)慢速運(yùn)行、加速運(yùn)行、減速運(yùn)行、慣性運(yùn)動(dòng)直至停止這幾個(gè)過(guò)程。在自動(dòng)門關(guān)閉過(guò)Y 開 門 門狀態(tài)檢測(cè) 加速？ 電機(jī)加速 減速？ 電機(jī)減速 停止？ 電機(jī)停止 返 回 N N N 圖 12 開門子程序流程圖 Y 圖 13 T0 中斷程序流程圖 關(guān) T0 中斷 讀按鍵操作 開門否 開門子程序 開門否 關(guān)門子程序 裝載 T0 常數(shù) 開中斷 中斷返回 N N Y Y 17 程中當(dāng)系統(tǒng)接收到由 紅外線傳感器電路發(fā)出的有人出入的信號(hào)時(shí)，門會(huì)重新打開。與開門情況不同的是當(dāng)在關(guān)門過(guò)程中檢測(cè)到故障信號(hào)時(shí)門會(huì)朝反方向運(yùn)動(dòng)，將門打開，這樣可以排除因自動(dòng)門遇到障礙物或人身體而產(chǎn)生故障信號(hào)使整個(gè)系統(tǒng)停止工作的可能。 信號(hào)流程說(shuō)明： 為了運(yùn)行過(guò)程可靠，在以不同速度運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)運(yùn)行時(shí)間做了安全設(shè)置，當(dāng)在開門狀態(tài)下檢測(cè)到運(yùn)行時(shí)間超過(guò)安全時(shí)問(wèn)或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，程序轉(zhuǎn)人故障處理程序。 是否手動(dòng)