單片機控制自動門系統(tǒng)的硬件設(shè)計案例TOC\o"1-3"\h\u2008單片機控制自動門系統(tǒng)的硬件設(shè)計案例91161.1系統(tǒng)硬件整體邏輯設(shè)計314621.2控制器單元的硬件設(shè)計325021.3直流電機驅(qū)動模塊307051.4檢測模塊216761.5轉(zhuǎn)速測量模塊1.1系統(tǒng)硬件整體邏輯設(shè)計對于數(shù)字控制的系統(tǒng)來說，組成包括電機本體，傳感器，及PWM的功率驅(qū)動的接口及計算機的控制器。對于計算機來說，可以設(shè)置信號具體的位置。按照傳感器的接口得到，控制電流的反饋及零位脈沖，進而調(diào)制脈沖寬度的信號。最終讓脈寬開關(guān)電源的接口來作為電機最終的驅(qū)動力。于這個系統(tǒng)內(nèi)，利用軟件來控制反饋，所以，按照負載的變化，選出最好的參數(shù)。過濾信號也能夠利用軟件來達到，其能夠利用計算機的補償技術(shù)對傳感器精度進行補償，并且計算機具備聯(lián)網(wǎng)群的控制，小型化，及可靠性等優(yōu)勢，均為過去伺服模擬的系統(tǒng)沒有辦法比較的。1.2控制器單元的硬件設(shè)計控制器單元硬件電路圖如圖3-1所示：圖3-1控制器最小系統(tǒng)在單片機中，MCS-51的芯片中有時鐘電路，超過128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲器，振蕩器及八位的CPU一個，能夠?qū)ふ彝獠砍绦虻拇鎯ζ鳎?4k字節(jié)的數(shù)據(jù)的存儲器，具備特殊功能的寄存器21個，I/0并行的接口4個，16位定時或者計數(shù)器2個，中斷源超過5個，給予兩級中斷的優(yōu)先級，能夠讓服務(wù)程序中斷嵌套。擁有尋址的功能，當(dāng)然，布爾處理的能力較強。每個功能單元中均通過特殊功能的寄存器來展開集中的管理。其中，功能單元中有定時器或計數(shù)器及IO的端口。單片機MCS-51于物理結(jié)構(gòu)中包括了存儲空間4個:1、片內(nèi)程序存儲器2、片外程序存儲器3、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器4、片外數(shù)據(jù)存儲器ROM程序內(nèi)存尋址的范圍:有64KB的0000H~FFFFT的容量。在EA等于1的時候，ROM尋址的內(nèi)部;當(dāng)EA等于0的時候，ROM外部尋址。擁有16位地址的長度。對于作用來說:程序的運行和存放程序的時候均要的常熟。下面是具備特殊意義的7個單元描述:系統(tǒng)復(fù)位用0000H來表示，PC向這個地方指向;外部中斷的0入口用0003H來表示000BH——T0溢出中斷入口0013H——外中斷1入口001BH——T1溢出中斷入口串口中斷的入口用0023H來表示T2溢出的中斷入口用002BH來表示對于內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲器來說，從物理上可以有2區(qū)之分，00H~7FH也就是128B中SFR及RAM區(qū)。對于作用來說，可以用于數(shù)據(jù)的緩沖器。微處理器能夠聰明的將部分任務(wù)完成，將其強大硬件除外，能夠讓其運行軟件，事實上，作為微處理器，其沒有聰明可言，其完全根據(jù)提前編寫好的程序進行執(zhí)行。所以，設(shè)計者編寫程序存儲的時候，于微處理器程序的存儲器內(nèi)，一般叫做只讀的存儲器。這個程序也就是部分指令，可以在微處理器處理中使用。實際，相同的數(shù)據(jù)及程序，組成均是機器碼串。唯有代碼將存儲到程序的存儲器內(nèi)。對于MCS-51來說，程序的存儲器中尋址空間為64KB，其能夠?qū)τ脩舫绦蜻M行存儲。包括表格及信息數(shù)據(jù)等。單片機8031中ROM，其一定屬于外部程序的存儲器，有64KB的地址空間，于單片機的一端一定要和地面接觸。于外部程序的存儲器在讀取程序中，只可以對微控制器8051存儲器進行讀存，于正常運行以后，唯有將高電平拿起以后，由內(nèi)部程序讀取存儲器，在上位機值大于內(nèi)部讀存的容量的時候，就要將外部程序的存儲器設(shè)置成讀寫的程序。單片機8051中，程序存儲的單元是4kB，并且0000H~OFFFH是地址，啟動復(fù)位單片機以后，程序的計數(shù)器中擁有0000H的內(nèi)容，因此系統(tǒng)開始執(zhí)行O000H的單元，不過，于程序存儲內(nèi)，部分特殊反正，于使用時應(yīng)該更加的注意。在這些內(nèi)，0000H~0002H的單元內(nèi)，屬于特殊之一，復(fù)位系統(tǒng)以后，PC也就是0000H，并且單片機于0000H的單元其執(zhí)行有關(guān)程序，假若程序開始不是此單元，就應(yīng)該于此3單元內(nèi)儲存沒有條件轉(zhuǎn)移的一條指令，使CPU對指定程序進行直接執(zhí)行。00003H~002AH屬于特殊單元，于四十個單元來說，用途各不相同，其平均分成5段，下面是具體的定義:外部中斷的0中斷的地址區(qū)用0003H—000AH表示。定時或者計數(shù)器的0中斷的地址區(qū)是000BH—0012H。外部中斷在1中斷時，地址區(qū)為0013H—001AH。定時或者計數(shù)器在1中斷時，地址區(qū)為001BH—0022H。串行中斷的地址區(qū)為0023H—002AH。由此能夠知道，上面描述四十個單元均為存放中斷的處理程序地址單元，相應(yīng)中斷，按照中斷的類型，將中斷自動分配到相應(yīng)區(qū)域內(nèi)對程序進行執(zhí)行。于以上中能夠知道，各中斷的服務(wù)程序單位均為8個字節(jié)，用于儲存中斷的服務(wù)程序很明顯不可能。所以，上面地址單元是無法在儲存別的內(nèi)容程序中使用，同時，只可以用于中斷的服務(wù)程序內(nèi)儲存。不過一般看來，儲存于中斷的響應(yīng)地址能夠沒有條件的跳轉(zhuǎn)指令，偏向程序的存儲器來執(zhí)行平時中斷的服務(wù)程序，如此中斷的響應(yīng)，可以通過中央的處理器來讀取這個傳輸?shù)闹噶?，其轉(zhuǎn)向別的位置依舊對中斷的服務(wù)程序進行執(zhí)行。對于0000h-0002h來說，存儲單元包括3個，于程序存儲單元來看，于存儲期間無實際的意義，一般于具體編程中屬于一個組織指令，利用網(wǎng)站向指令ROM跳轉(zhuǎn)，并開始于0033h，再設(shè)置程序語言。從用戶的只讀存儲器用戶可以啟動0033個區(qū)域通過組織命令任何安排，但在應(yīng)用程序應(yīng)注意，不超過實際存儲空間，不然就會無法找到程序。數(shù)據(jù)的存儲器對于數(shù)據(jù)的存儲器來說，也叫作隨機存取的數(shù)據(jù)的存儲器，此類存儲器有外部及內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲之分。單片機中，數(shù)據(jù)的存儲器是八位的地址，因此，最大的可尋址范圍在單元地址256個內(nèi)，特別是外數(shù)據(jù)的存儲器應(yīng)該選擇間接尋址的方法，DPTR，R1及R0均能夠當(dāng)成間接尋址的寄存器，其中八位寄存器是R1及R0，也就是在R0和R1中，尋址最大的范圍是256個單元，不過十六位地址的指針是DPTR，而64KB為尋址的范圍，換言之，于尋址外數(shù)據(jù)的存儲器的時候，其范圍會大于256B，也就是不可以選擇R1和R0來當(dāng)成間接尋址的寄存器，一定要選擇DPTR的寄存器。單片機8051中，RAM總的單元有256個，此單元有2個部分之分。一個是地址由00H-7FH開始，是用戶數(shù)據(jù)的RAM。另一個是80H-FFH的地址單元，屬于特殊的寄存器的單元。MCS-51系列的單片機中，包含了雙向八位并行的P0-P3口4個，各口有八位口鎖存器1個，等復(fù)位以后，其恢復(fù)到1。P1口屬于準雙相口，并且，其能夠獨立將其定義成輸入線及輸出線。當(dāng)成輸入線位，于口鎖存器內(nèi)一定在1的狀態(tài)。P3口屬于雙功能口，一個功能和P1功能相同。另外一個功能，也就是一定處于1的狀態(tài)。此口能夠獨立的定義兩種功能輸出輸入。P2口屬于準雙向口，同時屬于雙功能口，其不僅能夠當(dāng)成功能一輸出輸入口使用，還能夠為功能二系統(tǒng)擴展的地址口，為就是將八位地址的AB8-AB15輸出。P0口屬于雙功能口，不僅能夠用于功能一輸出輸入的口，還能夠當(dāng)成功能二系統(tǒng)擴展的地址或者數(shù)據(jù)總線的口，對八位地址的AB0-AB7輸出及對D0-D7數(shù)據(jù)進行收發(fā)。不管是P1，還是P3及P2均可以將TTL3個門驅(qū)動，同時無需外加電阻就可以對MOS的電路直接驅(qū)動。并且P0當(dāng)成I/O口使用時，應(yīng)該外加一個上拉電阻才可以將MOS電路驅(qū)動起來。假若MCS-51自身具備I/O口的種類，及數(shù)量或存儲器容量不能滿足用戶需求時，可擴展I/O接口或外數(shù)據(jù)存儲器，外部數(shù)據(jù)存儲器和外部擴展接口統(tǒng)一編址，CPU對它們的操作指令也相同。在外部64k的數(shù)據(jù)空間（存儲類型XDATA）內(nèi)，能夠劃分出區(qū)域當(dāng)成I/O擴展的地址空間及外部數(shù)據(jù)的存儲器的地址空間。單片機MCS-51的系列中，中斷的請求源超過五個，并中斷的優(yōu)先級有兩個，能夠達到中斷的服務(wù)程序2及嵌套。各中斷源能夠當(dāng)成低優(yōu)先級的中斷及高優(yōu)先級的中斷。與中斷系統(tǒng)有關(guān)特殊功能的寄存器中包括優(yōu)先級的寄存器IP，而中斷可以對寄存器IE進行控制，并且定時或者計數(shù)器可以對TCON進行控制，而串行的通信口能夠?qū)CON進行控制。單片機MCS-51的系列內(nèi)，中斷請求有五個，單片機的5個中斷請求源中，有通過P1.2、P1.3的輸入2個外部的中斷源。而單片機中，定時器或者計數(shù)器2個可以溢出TF1及TF0，除外，單片機中串行的通信口將會接收及發(fā)送R1及T1。此類中斷可以被S,ON及TCON來鎖存。1、定時器/計數(shù)器（T/C）控制寄存器TCON在TCON中。計數(shù)器及定時器由高四位控制，外部中斷由低四位控制，格式就像3－1表具體描述。表3-1定時器/計數(shù)器控制寄存器TCOND7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0定時/計數(shù)器控制外部中斷控制IT0、IT1：也就是觸發(fā)0和1選擇為，通過軟件來設(shè)置，其為1的時候，是降低觸發(fā)（也就是中斷外部請求的信號會有電平1變至電平0的時候，外部中斷才會在1的位置），當(dāng)是0的時候，是低電平的觸發(fā)（也就是中斷外部請求信號是0的時候，中斷外部標志IE1及IE0為1）。IE0、IE1：中斷外部0和1請求的標志位。出現(xiàn)中斷請求的時候，硬件置位，中斷CPU的響應(yīng)以后，清零硬件。TF0、TF1：也就是T/C0及T/C1的計數(shù)中斷溢出請求的標志位，出現(xiàn)中斷的時候，置位硬件，中斷CPU的響應(yīng)以后，硬件清零。TR0、TR1：也就是啟動T/C0及T/C1的標志位。這種操作方式于定時器及計數(shù)器的內(nèi)容中有所介紹。2、串行通信控制寄存器SCONSCON內(nèi)和串行通信的中斷有關(guān)位為SCON.0及SCON.1。就像下面3－2表具體的描述。表3-2中斷服務(wù)程序入口地址表編號中斷源入口地址硬件優(yōu)先級0外部中斷00003H最高1T/C0中斷000BH高2外部中斷10013H中3T/C1中斷001BH低4串行通信口中斷0023H最低一般中斷的入口安排有沒有條件的跳轉(zhuǎn)指令，在中斷CPU的響應(yīng)以后，能夠由中斷入口的向顧客設(shè)計對應(yīng)入口跳轉(zhuǎn)。下面是描述和中斷系統(tǒng)有關(guān)具備特殊功能的寄存器:1、TCON：涉及的位標志IE0、TF0、IE1、TF12、IE：設(shè)及的位標志EX0、ET0、EX1、ET1、ES3、IP：涉及的位標志PX0、PT0、PX1、PT1、PS4、SCON：涉及的位標志RI、TI對于定時器或者計數(shù)器來說，為單片機中重要的一個功能部件，能夠用來檢測及出現(xiàn)信號，測量脈沖的寬度，頻率，及計數(shù)定時等。于單片機MCS-51的系列內(nèi)，定時器及計數(shù)器超過2個，其不僅能夠當(dāng)成定時器進行使用，還能夠編程成計數(shù)器進行使用。如果內(nèi)部晶振的驅(qū)動時鐘，那么就為定時器;如果計數(shù)外部輸入脈沖的信號，那么就是當(dāng)計數(shù)器使用。在T/C當(dāng)成定時器使用的時候，各機器周期在計數(shù)就要加上1。fose/12等于計數(shù)頻率。就像晶振的頻率是12兆赫茲的時候，各1微秒的計數(shù)值+1。在T/C當(dāng)成計數(shù)器進行使用的時候，計數(shù)脈沖從外部輸入的管腳T1及T0而來，在外部脈沖的信號負跳變的時候，計數(shù)值+1。如果外部的信號為周期性的連續(xù)脈沖的信號，就要各振蕩周期上，計數(shù)+1。所以，計算機對輸入信號進行識別的時候，負跳變周期是2個，因此，能夠計數(shù)出脈沖頻率最高可以達到fose/24。在晶振時12兆赫茲的時候，可以達到500千赫茲，如果其頻率比這個頻率高，計數(shù)就會出現(xiàn)錯誤。與T/C相關(guān)特殊功能的寄存器包括TMOD，TCON，TL1，TH1，TL1,TL0及TH0，并且，TL0及TH0是T/Co計數(shù)的寄存器，TL1及TH1為T/C1技術(shù)的寄存器。在TCON內(nèi)，中高4位能夠在計數(shù)中斷溢出的標志和定時及計數(shù)器啟停中使用。下面3－3表是具體的描述。表3-3定時器/計數(shù)器控制寄存器TCOND7D6D5D4D3D2D1D0TF0TR0TF1TR1IE1IT1IE0IT0TR0、TR1：T/C0、及T/C1啟動的控制位，要軟件來控制。啟動計數(shù)用1表示，停止技術(shù)為0，并且出現(xiàn)中斷的時候，置位硬件，當(dāng)中斷CPU的響應(yīng)時，清零硬件。TCON中電復(fù)位的時候清零，而TMOD.在定時器或者計數(shù)器中使用，定義在3－4表中有所描述。表3-4定時器/計數(shù)器方式控制寄存器TMODD7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/M1M0GATEC/M1M0T/C1T/C0其中高4位對應(yīng)在T/C1，而低4位是T/C0。C/：表示定時器或者計數(shù)器的選擇位，定時器為0，計數(shù)器為1。GATE：表示門控的信號位。TR1及TR0能夠控制0—T/C啟動及停止;雙重可以控制1-T/C的啟動及停止，也就是TR1P1.3及TRO的P1.2都是1才能夠控制TC1及T/C0的啟動。M1、M0：表示工作方式的選擇位。定時器定時時間和計數(shù)初值之間的關(guān)系：機器周期x（滿計數(shù)值減去計數(shù)初值）=定時的時間其中機器的周期選擇12/fosc滿計數(shù)值：16位計數(shù)：216=65536 8位計數(shù)：28=256定時/計數(shù)器編程操作步驟：1、明確工作的模式:TMOD編程;2、對技術(shù)初值進行計算，同時向TLx及THx內(nèi)裝載，清零THx及TLx;3、于中斷的方式進行工作的時候，打開源中斷及CPU的中斷，IE編程，有必要的時候，要對中斷的優(yōu)先級進行設(shè)置，也就是IP編程。4、T/C啟動：置位TCON內(nèi)TR0、TR1。1.3直流電機驅(qū)動模塊電機的驅(qū)動方法可以分為：可關(guān)斷晶閘管的門極驅(qū)動、功率晶體管的驅(qū)動、和功率場效應(yīng)管的驅(qū)動等。此次設(shè)計我采用的方法是由功率場效應(yīng)管來組成驅(qū)動電路。對于直流電機來說，屬于首個電機，除外，也屬于首個達到電機轉(zhuǎn)速電機。一直以來，此類電動機均擁有主導(dǎo)的地位。因為其具備電流良好的速度特性，控制性能簡易，高效率，及優(yōu)異的動態(tài)特性等特征;盡管最近幾年年齡大量挑戰(zhàn)，不過到目前，依舊是控制速度最好的一個電動機。最近幾年，直流電機控制及結(jié)構(gòu)方法出現(xiàn)了較大變化。伴隨新型電機的電子器件及計算機出現(xiàn)，控制脈寬調(diào)控的模式變成主流。此類控制方式極易控制單片機，所以，也給此類電機給予機遇。大家都知道，直流電機的轉(zhuǎn)速用n，方程式是:（U-IR)／KΦ（3-1）=n在(3-1)內(nèi)，電樞端的電壓用U表示;電樞電流用I表示，總電阻用R表示，各極的磁通量用Φ表示，電動機的結(jié)構(gòu)參數(shù)用K表示。目前，大部分使用均選擇電樞控制的方法，下面是具體介紹勵磁不變的時候，怎么利用電樞電壓的調(diào)節(jié)改變調(diào)速。大部分直流的電動機通過開關(guān)控制，對于開關(guān)驅(qū)動的方式來說，屬于半導(dǎo)體的功率器件于開關(guān)的時候，利用脈寬來調(diào)制控制電機電樞的電壓，達到轉(zhuǎn)速的目的。在開關(guān)進行管導(dǎo)通的時候，電機二端的電壓Us。T屬于PWM的信號周期，t1是高電平的時間，而t2是低電平的時間。在開關(guān)截止的時候，電機的電樞電壓是0。等t2秒以后，柵極輸入是高電平，，開關(guān)就反復(fù)前面的動作。如此，直流的電動機中，電樞繞組的2側(cè)電壓U0平均值是:U0=(tlUs+0）/（t1+t2）=t1Us/T=aUs(3-2)在方程式內(nèi)，占空比用a表示。t1/T等于a。a也就是指于周期T中，開關(guān)的管道通時間和周期獲得的比值，其變化范圍在0到1之間。從（3-2）中能夠知道，在Us不出現(xiàn)變化的時候，電樞端電壓U0平均值由a大小決定，只要讓a值出現(xiàn)變化，也就能夠改變平均值，進而實現(xiàn)調(diào)速，如此也就是PWM可以調(diào)速原理所在。于PWM調(diào)速的時候，a為重要的一個參數(shù)。下面方法均能夠讓a出現(xiàn)變化:1、調(diào)頻定寬的方法：此類方式要讓t1不出現(xiàn)變化，單純讓t2變化，如此能夠讓T跟著變化。2、調(diào)頻調(diào)寬的方法：此類方式讓t2不出現(xiàn)改變，單純t1變化，如此可以讓T跟著出現(xiàn)變化。3、調(diào)寬定頻的方法：此類方式不改變T，但是讓t2和t1出現(xiàn)變化。第一種和第二種因為調(diào)速出現(xiàn)變化，讓脈沖周期備受控制，當(dāng)脈沖頻率和系統(tǒng)頻率靠近的時候，就會控制脈沖頻率，同時考慮了方便問題，依舊選擇第2類方法?，F(xiàn)階段，于控制直流電機內(nèi)，一般選擇調(diào)寬定頻的方法。PWM對信號出現(xiàn)控制的方法如下:PWM信號的發(fā)生器組成包括分立電子的元件:此類方法屬于分立邏輯的電子元件構(gòu)為PWM信號的電路，此類方法最早出現(xiàn)，目前不在使用。模擬軟件的方法:通過單片機I/O的引腳，這個軟件能夠?qū)㈦婎l輸出，達到輸出脈寬調(diào)制的目的。此類方法要許多時間的處理器，而單片機無法展開別的工作，所以現(xiàn)在也使用較少。不過，因為自動門的系統(tǒng)設(shè)計于脈寬調(diào)制的輸出信號內(nèi)，無需別的動作，并且考慮了實驗?zāi)M器中尚未設(shè)置端口，因此選擇此類方式。PWM專用的集成電路：出現(xiàn)了PWM的控制投術(shù)以后，也就有制造商為其生產(chǎn)專用的集成電路的芯片，此類芯片不僅具備出現(xiàn)PWM的信號功能，也具備死區(qū)的調(diào)節(jié)功能，及保護等功能。于單片機對直流的電動機進行控制時，需要選擇此類集成電路，能夠降低單片機的負擔(dān)。讓工作具備可靠性。對于單片機來說，PWM口屬于新型單片機，新增了大量的功能，如PWM的功能。再者，單片機設(shè)置成初始化，能夠自動將PWM的脈沖波發(fā)出，唯有將占空比改變，才能夠干涉CPU。對于直流電的電動機來說，PWM的驅(qū)動可以分成可逆及不可逆，還有單極性及雙極性。這個設(shè)計中選擇了單極性的驅(qū)動可逆的PWM系統(tǒng)。一下是具體的介紹闡述。對于單極性的驅(qū)動方法來說，也就是PWM的一個周期種，電動機電樞形成單極性電壓。并且其驅(qū)動有H型及T型之分，大部分是H型。其中，從H型看來，又有大量控制的方法，這個設(shè)計選擇單極性的驅(qū)動方法和受到倍頻限制的單極性的驅(qū)動方法。下面3－2圖是單極性控制可逆PWM的驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動電路描述:圖3-2受限單極可逆PWM驅(qū)動系統(tǒng)當(dāng)電機停止轉(zhuǎn)動的時候，PWM信號控制Q1開關(guān)管，而在Q2加入高電半讓其保持常開;于Q4和Q3加入低電平。讓其截止。就像3－2圖描述的狀態(tài)一樣。當(dāng)電動機需要反轉(zhuǎn)的時候，PWM的信號會控制開關(guān)管Q1，而V2加入高電平，讓其處于常開的狀態(tài);并在Q2及Q1開關(guān)管上加入低電平的時候，均會全部截止。在電動機需要正轉(zhuǎn)的時候，各PWM的周期于0－t1內(nèi)，導(dǎo)通Q1，讓電動機的工作于電動的狀態(tài)。于各PWM周期于t1到t2的時候，截止Q1，電流于自感的電動勢作用中，重新回流D4及Q2，就像3－1圖中2虛線的描述，電動機處于電動的狀態(tài)。當(dāng)電動機出現(xiàn)正轉(zhuǎn)的時候，電流波形就像3－3圖（a）描述。計算占空比的時候，依舊可以根據(jù)3-1的方程式進行。在制動電動機的時候，減少PWM的信號占比，讓電樞2段平均的電壓比反電動勢低。于反電動勢作用中，電流出現(xiàn)制動轉(zhuǎn)矩，不過因為V2截止，讓耗能制動受限于電流通路，所以才獲得了受限的名字。于電機工作于輕載的時候，各PWM的周期于t1到t2范圍內(nèi)，在續(xù)流電流等于0的時候。因為V2截止反電動勢無法創(chuàng)建反向的電流，所以電樞電流有斷流的情況出現(xiàn)。就像3－3圖（b）描述。(a)正轉(zhuǎn)（b）輕載圖3-3受限單極可逆PWM電流波形對于單極性的驅(qū)動方法來說，于輕載的時候會有斷流的情況出現(xiàn)，此類方法為負面影響，能夠利用增加開關(guān)的頻率及電路設(shè)計的改進對其克服;不過因為可以防止開光管的直通，能夠在很大程度上讓系統(tǒng)提高可靠性，因此能夠加大力度推廣，普遍使用。下面是描述單片機控制單極性具體的方法:下面3－4圖為單片機的控制受到單極性的限制的PWM的驅(qū)動系統(tǒng)原理圖。在圖內(nèi)，單片機定向PWM至P0.0的引腳，除此以外，利用P1.0引腳輸出控制信號，并且，高電平為正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)為低電平，最終單片機將PWM信號輸出，并與轉(zhuǎn)向信號于各開關(guān)管內(nèi)和2門及1非門連接。在單片機需要正轉(zhuǎn)的時候，其會將高電平的信號輸出。這個信號有3路之分:門Y1輸入端和第一路相互連接。讓PWM決定門Y1，因此PWM會控制開關(guān)管的v1。進而Q2和第二路相互連接，導(dǎo)通Q2。最后Y2輸入端和第三路F1連接，讓Y2等于0輸出，如此截止Q4。并F1的輸出和Q3連接，低電平的信號截止Q1.同理，電動機需要反轉(zhuǎn)，而單片機輸出P1.0低電平的信號時，需要門及非門開構(gòu)為邏輯電路之后，讓PWM來控制開關(guān)管Q4，導(dǎo)通Q3，截止Q1及Q2。圖3-4單片機控制受限單極性可逆PWM系統(tǒng)原理圖1.4檢測模塊當(dāng)檢測是否有人進出以后，選擇主動紅外的探測器。其中，限位開關(guān)通過磁開關(guān)達到目的。下面介紹一下具體實現(xiàn)方法及原理。生活內(nèi)有大量的保護裝置，包括紅外的探測器，電子圍欄及紅外的感受器等。能夠通過人及別的物體進行檢測。特別是紅外的探測器得到廣泛的使用，由于其容易安裝，價格低，市場接受了大量的消費者。其組成包括2個部分，即接收機及發(fā)射機。這個發(fā)射器會發(fā)射相應(yīng)波長紅外光，再者，眼睛無法看到。不過能夠通過設(shè)備進行檢測，除外，能夠成像。一般，接收器接收接收器，但如果發(fā)射器被該對象阻擋，則會發(fā)出報警信號。在設(shè)計火災(zāi)感應(yīng)器高度的時候。能夠利用接受管及導(dǎo)管捕獲，保證發(fā)射光屬于一束光，并沒有受到干擾。此時傳輸高電平的信號接收管受到阻塞。此輸出的接收器和門相互連接，進而利用門至INT0的引腳。所以無論是一門或一個人出去，便會向INT0的端口輸入低電平，讓單片機獲取信息，進而執(zhí)行開門動作。將限位開關(guān)安裝于門開起的地方及門關(guān)上的地方，和中間的地方。這個開關(guān)也就是如此的裝置:于周圍的磁鐵時，開關(guān)吸入，處于封閉的狀態(tài)，將高電平輸出。進而將低電平輸出。把小塊磁鐵安裝在門右上角的地方，在自動門打開至限位開關(guān)的時候，這個開關(guān)被吸合，有高電平的信號發(fā)出，向P0.6,P0.5及P0.4輸入，查詢單片機引腳后，對限位開關(guān)的位置進行判斷，然后執(zhí)行相應(yīng)的動作，停止亦或是變速。限位開關(guān)的安裝方法如下圖3-5所示。圖3-5檢測有無人進出及限位開關(guān)模塊1.5轉(zhuǎn)速測量模塊測量轉(zhuǎn)速之法選擇圓盤，將其固定于電機軸之上，而圓盤一樣半徑圓環(huán)間隔180°位置就有小圓孔兩個，用來透光。然后將紅外發(fā)光照射至小孔表面，并在，另一端照射光敏的三極管，進而，二極管有脈沖發(fā)出，通過脈沖進行整形以后，傳到T1計數(shù)。進而獲得電機轉(zhuǎn)速。一般選擇紅外發(fā)光的二極管(就像SE303-PH303)，他的發(fā)光及外形和一級管的LED一樣，會有紅外光發(fā)出。管壓降等于1.4伏，工作的電流不超過20毫安，要想和工作電壓匹配，就要串連限流的電阻。對于光敏的三極管來說，屬于可以將能力放大的三極管，在所有光控的電路內(nèi)使用。于沒有光照射的情況下，此類三極管在截止的狀態(tài)中，沒有輸出電信號。在光信號對其照射的時候，會導(dǎo)通，進而集電極及發(fā)射集就會輸出已經(jīng)放大的電信號。電路如下圖3-6所示：圖3-6轉(zhuǎn)速測量模塊的電路設(shè)計在