1、第 0 頁 共 38 頁 南 京 理 工 大 學畢業設計說明書(論文)作 者:王匯僑準考證號： 064912203048 教學點:南通職業大學專 業:機電一體化題 目:基于單片機的自動門控制系統設計指導者： (姓 名) (專業技術職務)評閱者： (姓 名) (專業技術職務) 年 月0第 6 頁 共 38 頁本科畢業設計說明（論文）指導者評語： 指導者(簽字)： 年 月 日畢業設計（論文）評語評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語：答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日畢業設計說明書（論文）中文摘要隨著社會的發展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，自動門開始

2、進入人們的日常生活，成為賓館、超市、銀行等現代建筑所必備之物，是建筑智能化水平的重要指標之一。它具有美觀大方、防風、防塵、降低噪音等優點，同時方便了人們出入，也方便了管理，增強了安全。它實用性強，功能齊全，技術先進，使人們相信這是科技進步的成果。它更讓人類懂得，數字時代的發展將改變人類的生活，將加快科學技術的發展?？刂葡到y是自動門的心臟，也是衡量其設計制造水平的重要指標，同時自動門控制系統逐漸向大型化、復雜化和智能化的方向發展。 本次設計是基于單片機的自動門控制系統，使用光電傳感器作為感應器，檢測到人體輻射的紅外光線能量變化，將其轉化為電信號，傳給單片機。交流電機作為門驅動裝置。通過單片機控制

3、交流電機，使門自動打開，當人進門后又可以使門自動關閉。本課題主要實現光電線檢測和基于AT89C52的單片機控制系統。關鍵詞：單片機；自動門；光電傳感器； 畢業設計說明書（論文）外文摘要Title The Automatic Door Control System Based On SCMAbstractWith the development of the society, the progress of science and technology and the improving of people's living standard, automatic doors begin

4、 to enter People's Daily lives, as hotels, supermarkets, Banks and other modern building essential thing in the world, is one of the important indicators of the level of intelligent building. It has beautiful and easy, windproof, dustproof and reduce noise, convenience to people in and out, and

5、at the same time also convenient for management, to enhance the security. Its practicability is strong, the function is all ready, technology advanced, make people bellifeieve it's the result of scientific and technological progress. It is more to understand people, the development of the digita

6、l era will change human , will speed up the development of science and technology. Is the heart of the automatic door control system, and measure its design and manufacture level of important indicators, automatic door control ? at the same timeKeywords Single chip microcomputer; Automatic door; Pho

7、toelectric sensor;5目 錄1 緒論91.1 課題研究的可行性91.2 自動門的發展歷史91.3 電機自動控制系統的應用和發展101.4 課題研究的要求111.5 課題研究的目的和意義111.6 基本思路122 系統硬件設計132.1 設計電路的框圖和原理（原理圖見 附錄）132.2 單片機介紹142.2.2 AT89C52工作原理162.2.3AT89C52的數據存儲182.3 光電傳感器介紹192.4 BISS0001芯片介紹202.4.1 BISS0001的內部結構及特點202.4.2 BISS001管腳圖及管腳說明212.4.3 BISS0001工作原理222.5 步進

8、電機232.5.1 步進電動機的特點242.5.2 驅動控制系統的組成242.5.3 斬波驅動253 系統軟件設計及調試263.1 系統軟件結構263.2 各部分程序流程設計（見附錄）263.3 調試263.4 門行程檢測及故障檢測27總結與展望28參考文獻29附錄：設計電路原理圖30附錄：信號流程說明31附錄：程序源代碼3337第 37 頁 共 38 頁本科畢業設計說明（論文）1 緒論1.1 課題研究的可行性在科技化、信息化程度越來越高的今天，單片機的應用領域隨之越來越廣，成為人們生活不可或缺的一部分。隨著社會的發展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動控制系統開始進入

9、了人們的生活，以單片機為核心的自動門系統就是其中之一。同時也標志了自動控制領域成為了數字化時代的一員。它實用性強，功能齊全，技術先進，使人們相信這是科技進步的成果。它更讓人類懂得，數字時代的發展將改變人類的生活，將加快科學技術的發展。 本論文著重闡述了以單片機為主體，步進電機、傳感器為核心的系統。1.2 自動門的發展歷史門和人類文明是孿生的，它伴隨著人類發展而躍動。門的高級形式-自動門起源在歐美，迅速發展至今天，已經形成了種類齊全、功能完善、造工精細的自動門家族。中國早在十多年前開始引進歐洲自動門，自動門從理論上理解應該是門的概念的延伸，是門的功能根據人的需要所進行的發展和完善。自動門指：可以

10、將人接近門的動作（或將某種入門授權）識別為開門信號的控制單元，通過驅動系統將門開啟,在人離開后再將門自動關閉，并對開啟和關閉的過程實現控制的系統。 自動門一開始在建筑物上使用，是在二十世紀年以后。二十年代后期，美國的超級市場的開放，自動門開始被使用，受此影響，世界第一自動門品牌多瑪在1945年開發出油壓式、空氣式自動門，新建大樓的正門也開始使用了。到了1962年，電氣式己開始出現，之后伴隨著城市的建設，自動門技術的領域每年都在增加。當初，用供給建筑物用電源進行電動機的速度控制很難，只好進行油壓、空壓速度控制，轉換但因能源利用效率很低，然而伴隨著電氣控制的技術發展，現在電氣控制技術已經成熟，直接

11、控制電動機的電氣式自動門逐漸成為主流。 現如今，門更加突出了安全理念，強調了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時還突出了建筑藝術的理念，強調門與建筑以及周圍環境整體的協調、和諧。門大規模專業化生產始于150年前，在不斷發展和完善的過程中，涌現出大批獨具規模的專業制造商。1.3 電機自動控制系統的應用和發展電動機作為最主要的機電能量轉換裝置，其應用范圍已遍及國民經濟的各個領域和人們的日常生活。無論是在工農業生產、交通運輸、國防、航空航天、醫療衛生、商務和辦公設備中，還是在日常生活的家用電器和消費電子產品（如電冰箱、空調、DVD等）中，都大量使用著各種各樣的電動機。據資料顯示，在所有動力資源中，百

12、分之九十以上來自電動機。同樣，我國生產的電能中有百分之六十是用于電動機的。電動機與人的生活息息相關，密不可分。電氣時代，電動機的調速控制一般采用模擬法，對電動機的簡單控制應用比較多。簡單控制是指對電動機進行啟動，制動，正反轉控制和順序控制。這類控制可通過繼電器，可編程控制器和開關元件來實現。還有一類控制叫復雜控制，是指對電動機的轉速，轉角，轉矩，電壓，電流，功率等物理量進行控制。伺服系統是以機械運動的驅動設備，電動機為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執行機構，在自動控制理論的指導下組成的電氣傳動自動控制系統。這類系統控制電動機的轉矩、轉速和轉角，將電能轉換為機械能，實現運動機

13、械的運動要求。具體在數控機床中，伺服系統接收數控系統發出的位移、速度指令，經變換、放大與調整后，由電動機和機械傳動機構驅動機床坐標軸、主軸等，帶動工作臺及刀架，通過軸的聯動使刀具相對工件產生各種復雜的機械運動，從而加工出用戶所要求的復雜形狀的工件。作為數控機床的執行機構，伺服系統將電力電子器件、控制、驅動及保護等集為一體，并隨著數字脈寬調制技術、特種電機材料技術、微電子技術及現代控制技術的進步，經歷了從步進到直流，進而到交流的發展歷程。目前，伺服技術正朝著交流化、數字化的方向迅速發展。隨著大規模及超大規模集成電路制造工藝的迅速發展，微型計算機的性能越來越高，價格也越來越便宜。此外電力電子技術的

14、發展，使得大功率電子器件的性能迅速提高。因此就有可能比較普遍地應用微機來控制各類電機完成備種新穎的、高性能的控制策略，是電機的各種潛在能力得到充分發揮，是電機的性能更符合使用要求，還可以制造出便于控制納新型電機，使電機出現新的面貌。比較簡單的電機微機控制，例如在適當的時候讓電機啟動、制動或反轉之類，只要讓微機控制繼電器或電子開關元件使電路開通或關斷就可以了：在各種機床設備及生廣流水線中，現在已普遍采用微機的可編程控制器。按一定的規律控制各類電機的動作。至于復雜的控制，則要用微機控制電機的電壓、電流、轉矩、轉速、轉角等等，使電機按指定的指令準確工作。通過微機控制，電機的性能有很大的提高。例如傳統

15、的直流電集合變流電機各有憂缺點，直流電動機的調速性能好。但帶有機械按向器，有機械磨損及換向火化等問題；交流電動機，不論是異步電動機還是同步電動機，結構都比直流電動機簡單。工作也比直流電動機可靠，但在頻率恒定的電網上運行時，他們的速度不能方便而又經濟的調節。交流電動機采用正弦脈寬調制方式進行變額調速是比較理想的，但若要用普通的模擬電路或數字電路完成這任務，電器相當復雜用微機控制就簡單多了。若要進一步調節精度及動態性能，可采用矢量控制方案，它的調速性能將與直流電動機相當。但矢量控制比較復雜，用傳統的模擬電路或數字電路根難做到，而應用微機控制。則能方便的實現。目前，廣泛應用于數控機床等自動化設備的數

16、控位置伺服系統，其中電動機都是由微機控制的。為了提高性能在先進的數控交流伺服系統中，已采用高速數字信號處理芯片(Digital Signal Processor簡稱DSP)，指令執行速度達到每秒數百兆以上，且具有適合于矩陣運算的指令。復雜的電機微機控制主要用于以下兩個方而：1、發電機勵磁系統的控制。用以保證正常工作時發電機電壓穩定，發生故障后盡可能保持穩定，達到優化控制的目的。2、電動機調速及其位置伺服控制。用于鼓風機或水泵的調速節能、數控機床、微型計算機磁盤驅動器、機器人等控制系統。在電機微機控制系統中，微機主要完成下列工作：1、實時控制。根據給定的要求駛控制規律，對發電機的電壓，電動機的轉

17、速等物理量實現在線實時控制。2、監控。完成事故報警、事故處理、系統診斷及管理等。3、數據處理 完成必要的數據采集、分析處理、計算、顯不、記錄等。1.4 課題研究的要求（1）掌握各種元器件的原理及其在電路中的作用，并會繪制出電路原理圖。（2）查看相關資料，了解有關自動門設計的一些必要的知識。（3）復習所學的知識，聯系實際，想好設計方案等等。1.5 課題研究的目的和意義自動平移門最常見的結構形式是自動門機械驅動裝置和門內外兩側光電線，當人走近自動門時，光電線感應到人的存在，給控制器一個信號，控制器通過驅動裝置將門打開。當人通過門之后，再將門關閉。由于自動門在通電后可以實現無人看管，同時又可節約空調

18、能源、防風、防塵、降低噪音，提高了建筑的檔次。隨著電子科技的不斷發展, 各種智能控制系統進入人們的生活。自動平移門控制系統成為學校、公司等人流密集地疏導人流、控制出入的首選。1.6 基本思路1、首先有人來時（進門或出門）開門。當人走到離門不遠的時候，安裝在門上側的光電傳感器信號檢測裝置檢測到有人時，將啟動電動機帶動傳動鏈開門。2、而無人時則關門延遲,當光電收發裝置沒有檢測到有人在離門1m的范圍內，將延遲1秒啟動電動機帶動傳動鏈關門。3、關門中途來人，立即開門。當啟動電動機帶動傳動鏈關門時，感應探頭突然檢測到在離門1m的范圍內有人，則立即停止電動機關門，啟動電動機帶動傳動鏈開門。 總體結構圖如下

19、圖1-1：人體信號光學系統（菲涅爾透鏡）光電傳感器信號處理自動門控制電路圖1-1 設計總結構圖2 系統硬件設計2.1 設計電路的框圖和原理（原理圖見 附錄）光電自動門控制系統主要由AT89C52單片機及其外圍電路、光電檢測電路，門行程檢測電路、步進電機控制電路、故障檢測電路、故障顯示電路、控制方式切換電路等七部分組成。單片機循環檢測光電檢測電路和門行程檢測電路輸出信號，據此產生步進電機控制信號，電動機帶動門運行，當系統檢測到控制方式發生改變時，系統進入相應的控制方式。如門在關門過程中遇到人或其他障礙物時門無條件朝相反方向打開，當系統出現故障，進入故障處理程序。系統硬件框圖如圖2-1所示： 單片

20、機AT89C52SRAMEPROM步進電機控制電路光電線檢測門行程檢測故障顯示報警故障檢測控制方式切換圖2-1 自動門控制系統硬件圖感應自動門的種類很多，在此，僅以平移型感應自動門機作為設計的重點。首先，平移式自動門機組由以下部件組成：（1）主控制器：它是自動門的指揮中心，通過內部編有指令程序的大規模集成塊，發出相應指令，指揮馬達或電鎖類系統工作；同時人們通過主控器調節門扇開啟速度、開啟幅度等參數。（2）感應探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當有移動的物體進入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號。（3）動力馬達：提供開門與關門的主動力，控制門扇加速與減速運行。（4）門扇行進軌道：

21、就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統，使其按特定方向行進。（5）門扇吊具走輪系統:用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達所產動力，牽引門扇吊具走輪系統。（6）下部導向系統：是門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現前后門體擺動。（7）當門扇要完成一次開門與關門，其工作流程如下：感應探測器探測到有人進入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達運行，同時監控馬達轉數，以便通知馬達在一定時候加力和進入慢行運行。馬達得到一定運行電流后做正向運行，將動力傳給同步帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統使門扇開啟；門扇開啟后由控制器做出判斷，如

22、需關門，通知馬達作反向運動，關閉門扇。 2.2 單片機介紹單片微型計算機簡稱單片機，單片機又稱單片微控制器，是典型的嵌入式微控制器，英文縮寫為MCU。它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。單片機由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設備構成，相當于一個微型的計算機（最小系統），和計算機相比，單片機缺少了外圍設備等。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。它最早是被用在工業控制領域。由于單片計算機具有體積小，重量輕，耗電少，功能強和價格低等特點，又由于數據

23、大多是在芯片內傳送處理，所以運行速度快，抗干擾能力強。單片機從七十年代問世以來，在二十多年的時間里，發展異常迅速，并已廣泛應用于各種領域。單片機具有通訊接口，用單片機進行接口的控制與管理，單片機與主機可并行工作，大大地提高了系統的運行速度，所以在網絡通訊領域也得到了越來越多的應用。AT89C52是一種低電壓，高性能CMOS8位單片機。片內含8k bytes可反復擦寫的Flash只讀程序儲存器和256 bytes隨機儲存數據儲存器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業中有著

24、廣泛的應用。 圖2-2 AT89C52引腳圖 2.2.1 AT89C52簡介1、兼容MCS51指令系統2、8kB可反復擦寫(大于1000次）Flash ROM；3、32個雙向I/O口；4、256x8bit內部RAM；5、3個16位可編程定時/計數器中斷；6、時鐘頻率0-24MHz；7、2個串行中斷，可編程UART串行通道；8、2個外部中斷源，共8個中斷源；9、2個讀寫中斷口線，3級加密位；10、低功耗空閑和掉電模式，軟件設置睡眠和喚醒功能；11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式，以適應不同產品的需求2.2.2 AT89C52工作原理 AT89C52為8 位通用微處理器 采

25、用標準的C51內核，在內部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內部寄存器、數據RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調整控制，會聚測試圖控制，光電遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設計中，P0 端口（3239 腳）被定義為

26、N1 功能控制端口，分別與N1的相應功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU 的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調整狀態進入的控制功能。P0 口 P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口， 也即地址/數據總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8 個TTL邏輯門電路，對端口P0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8 位）和數據總線復用，在訪問期間激活

27、內部上拉電阻。在Flash編程時，P0 口接收指令字節，而在程序校驗時，輸出指令字節，校驗時，要求外接上拉電阻。P1 口 P1 是一個帶內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時/計數器2 的外部計數輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），P2 口 P2 是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口

28、，P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口P2 寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數據存儲器（例如執行MOVX DPTR 指令）時，P2 口送出高8 位地址數據。在訪問8 位地址的外部數據存儲器（如執行MOVXRI 指令）時，P2 口輸出P2鎖存器的內容。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。P3 口 P3 口是一組帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或

29、輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對P3 口寫入“1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能P3 口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。RST復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。ALE/PROG 當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節。一般情況下，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：

30、每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個ALE 脈沖。對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執行外部程序時， 應設置ALE 禁止位無效PSEN 程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP外部訪問允許。

31、欲使CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執行內部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。XTAL1振蕩器反相放大器及內部時鐘發生器的輸入端。XTAL2 振蕩器反相放大器的輸出端。 2.2.3AT89C52的數據存儲AT89C52 有256 個字節的內部RAM，80H-FFH 高128 個字節與特殊功能寄存器（SFR）地址是重疊的，也就是高12

32、8字節的RAM 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它們是分開的。當一條指令訪問7FH 以上的內部地址單元時，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式決定是訪問高128 字節RAM 還是訪問特殊功能寄存器。如果指令是直接尋址方式則為訪問特殊功能寄存器。例如，下面的直接尋址指令訪問特殊功能寄存器0A0H（即P2 口）地址單元。MOV 0A0H，#data間接尋址指令訪問高128 字節RAM，例如，下面的間接尋址指令中，R0 的內容為0A0H，則訪問數據字節地址為0A0H，而不是P2 口（0A0H）。MOV R0，#data堆棧操作也是間接尋址方式，所以，高128 位數據RAM 亦可作為堆棧

33、區使用。·定時器0和定時器1：AT89C52的定時器0和定時器1 的工作方式與AT89C51 相同。 2.3 光電傳感器介紹光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。 光電傳感器是各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件，它是把光信號（光電、可見及紫外光輻射）轉變成為電信號的器件。光電傳感器在一般情況下，有三部分構成，它們分為：發送器、接收器和檢測電路。發送器對準目標發射光束，發射的光束一般來源于半導體光源，發光二極管(LED)、激光二極管及光電發射二極管。光束不間斷地發射，或者改變脈沖寬度。接收

34、器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。此外，光電開關的結構元件中還有發射板和光導纖維。光電開關傳感器(圖) 2.4 BISS0001芯片介紹 BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它配以光電傳感器和少量外接元器件構成被動式的光電開關。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風扇、烘干機和自動洗手池等裝置，特別適用于企業、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區域，或用于安全區域的自動燈光、照明和報警系統。它不僅能和光傳感器的輸出良好地匹配，而且也能和其他多種傳感器

35、進行匹配。它的內部由運算放大器、電壓比較器、與門電路、狀態控制器、定時控制器、鎖定時間控制器和禁止電路等組成。BISS0001采用16腳標準型塑料封裝結構。1腳（A）為觸發方式控制端，當A1時，電路可重復觸發；當A0時，電路不可重復觸發。2腳（V0）為控制信號輸出端，當有傳感信號輸人時，V0輸出高電平。3腳（RX）和4腳（CX）為輸出定時控制器T，的外接元件端，定時時間為：TX50×103RXCX。5腳（Ri）和6腳Ci）為鎖定時間控制器i的外接元件，鎖定時間Ti24RiCi。7腳（VSS）為電源正端。8腳（VRF）為參考電壓及復位端，使用時一般接VDD，若按SS，可使定時器復位。9

36、腳（Vc）為觸發禁止端，當VCVR時禁止觸發；當VCVR時，允許觸發，VR0.2VDD.10腳（IB）為偏置電流設置端，由外接電阻RB接SS端，RB一般取1M的電阻。11腳（VDD）為電源正、負端。12腳（OUT2）為第二級運放的輸出端13腳（IN2-）為第二級運放的反相輸人端。14腳（IN1+）第一運放的同相輸入端。15凈（IN1-）第一運放的反相輸入端。16腳（OUT1）為第一運放的輸出端。2.4.1 BISS0001的內部結構及特點運算放大器OPl將光電傳感器的輸出信號作第一級放大，然后由C3耦合給運算放大器01：'2進行第二級放大，再經由電壓比較器COPl和ODP2構成的雙向鑒

37、幅器處理后，檢出有效觸發信號VS去啟動延遲時間定時器，輸出信號VO經晶體管T1放大驅動繼電器去接通負載。 BISS0001的特點：*CMOS工藝，公耗低*數模混合*具有獨立的高輸入阻抗運算放大器*內部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾*內設延遲時間定時器和封鎖時間定時器*采用16腳DIP封裝* 內置參考電源 *工作電壓范圍寬（3V5V)2.4.2 BISS001管腳圖及管腳說明 圖2-3BISS001管腳圖表2-1 BISS0001管腳說明引腳名稱I/O功能說明1AI可重復觸發和不可重復觸發選擇端。當A為“1”時，允許重復觸發；反之，不可重復觸。2VOO控制信號輸出端。由VS的上跳變沿觸發，使Vo輸出

38、從低電平跳變到高電平時視為有效觸發。在輸出延遲時間Tx之外和無VS的上跳變時，Vo保持低電平狀態。3RR1-輸出延遲時間Tx的調節端4RC1-輸出延遲時間Tx的調節端5RC2-觸發封鎖時間Ti的調節端6RR2-觸發封鎖時間Ti的調節端7VSS-工作電源負端8VRFI參考電壓及復位輸入端。通常接VDD，當接“0”時可使定時器復位9VCI觸發禁止端。當Vc<VR時禁止觸發；當Vc>VR時允許觸發10IB-運算放大器偏置電流設置端11VDD-工作電源正端122OUTO第二級運算放大器的輸出端132IN-I第二級運算放大器的反相輸入端141IN+I第一級運算放大器的同相輸入端151IN-I

39、第一級運算放大器的反相輸入端161OUTO第一級運算放大器的輸出端2.4.3 BISS0001工作原理BISS0001是由運算放大器、電壓比較器、狀態控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構成的數?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。當光電傳感器接收到人體光電輻射后輸出檢測信號，然后由14腳輸入BISS0001,經地內部電路處理，由2腳輸出探測信號（正向脈沖信號）。輸出脈沖信號的寬度由外接電阻R9和電容C6來決定。當 2腳輸出控制脈沖后，電子開關被接通，數字編碼電路和無線電發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免維護蓄電池，供停電使用。S1為鎖控電源開關，可根據需要安裝在適當處

40、所，用來接通工作電源，無必要時可取消設置。SCR采用1A的單向可控硅。HFC9301為軟封裝發聲電路，發聲為“嘀、嘀”聲。電路的調試主要是主機與各分機之間的統調。將發射電路和接收電路組裝好后，先將發射機中C10的調至適當位置后固定不動，接著調整接收機中的C1，使接收機能收到發射機發出的信號。若為“一對多”或“多對一”報警系統，應先將主機“一”（可以是發射機，也可以是接收機 ）調好固定，然后調整各分機，使其與主機統調。BISS0001 應用線路圖如2-5所示。圖2-4BISS0001的光電開關應用電路圖 上圖中，R3為光敏電阻，用來檢測環境照度。當作為照明控制時，若環境較明亮，R3的電阻值會降低

41、，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發信號Vs。SW1是工作方式選擇開關，當SW1與1端連通時，芯片處于可重復觸發工作方式；當SW1與2端連通時，芯片則處于不可重復觸發工作方式。圖中R6可以調節放大器增益的大小，原廠圖紙選10K，實際使用時可以用3K，可以提高電路增益改善電路性能。輸出延遲時間TX由外部的R9和C7的大小調整，觸發封鎖時間Ti由外部的R10和C6的大小調整，R9/R10可以用470歐姆，C6/C7可以選0.1U。在BISS0001的內電路中，運放A是一個獨立的放大器，由它放大后輸出的信號電壓通過. 2.5 步進電機 步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。通俗一點講：當

42、步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。近30年來數字技術、計算機技術和水磁材料的迅速發展。推動廠步進電動機的發展，為步進電動機的應用開辟了廣闊的前景。2.5.1 步進電動機的特點(1)步進電動機的角位移與輸入脈沖數嚴格成正比具有良好的跟隨型。以由步進電動機與驅動電路組成的開環數控系統，既非常簡單、廉價，又非?？煽?。同時它也可以與角度反饋環節組成高性能的閉外數控系統。(2)步進電動機的動態響應快。易于起停、正反轉及變速。(3)速度可在相當寬的范圍內平滑調節。低速下仍能保證獲很大轉矩，因此，一般可以不用減速器而直接驅動負載。(4)步進電動機只能通

43、過脈沖電源供電才能遠行。它不能直接使用交流電源和直流電源(5)步進電動機存在振蕩和失步現象必須對控制系統和機械負載采取相應的措施。(6)步進電動機自身的噪音和振動較大帶慣性負載的能力較差。2.5.2 驅動控制系統的組成使用、控制步進電機必須由環形脈沖，功率放大等組成的控制系統，其方框圖如圖2-6所示：信號分配脈沖信號負載步進電機功率放大圖2-5 驅動控制系統方框圖步進電動機的驅動電路根據控制信號工作。在步進電動機的單片機控制中，控制信號由單片機產生。其基本控制作用如下:1) 反應式步進電動機控制換相順序步進電動機的通電換相順序嚴格按照步進電動機的工作方式進行。通常我們把通電換相這過程稱為脈沖分

44、配。三相六拍步進電機工作方式通電換相的正序是A-AB-B-BC-C-CA；反序為A-CA-C-BC-B-AB；共有八個通電狀態P1口輸出控制信號，0表示繞子通電，表示繞子斷電，則可以用六個字來表示六個通電狀態。這六個字表示如下表：表2-2 通電狀態真值表A11006HAB10008HB10109HBC00101HC01103HCA01002H通電狀態 P1.2(C) P1.1(B) P1.0(A) 控制字2) 控制電路模型如2-7圖所示：P1.0P1.1P1.28051系列單片機A相驅動A相驅動A相驅動圖2-6 控制電路模型2.5.3 斬波驅動下面講的是斬波恒流驅動的原理圖。T1是一個高頻開關

45、管。T2開關管的發射極接一只小電阻只，電動機繞組的電流經這個電阻到地，所以這個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，當取樣電壓為0時，比較器輸出高電平。當控制脈沖Ui為低電平時T1和T2兩個開關管均截止；當U1為高電平時，T1和T2兩個開關管均導通，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，當超過給定電壓Uc的值時,比較器輸出低電平，使與門輸出低電平、Tl截止，電源被切斷；當取樣電阻上的電壓小于給定電壓時，比較器輸出高電乎，與門也輸出高電平，T1又導通，電源又開始向繞組供電。這樣反復循環，直到Ui為低電平。3 系統軟件設計及調試3.1 系統軟件

46、結構整個系統軟件主要由主程序、開門子程序、關門子程序、T0中斷服務程序、T1中斷服務程序、外部中斷服務子程序組成。主程序主要是完成系統進行初始化、中斷設置等功能。程序設計中設置了一個外部中斷0，它保證光電自動門能夠在無人操控情況下自動運行，主要功能是當檢測到有人出入門時，啟動電機，從而實現自動開關門的目的。3.2 各部分程序流程設計（見附錄）在開門過程中首先進行門狀態檢測，根據所檢測到的信號判斷自動門上次停機所處位置。根據檢測結果確定門此刻應運行方式，如檢測出門是半開狀態，門直接轉入加速開門的過程。如檢測出門是全開狀態，門轉入延時開門過程。如檢測出門是全關狀態，那么在檢測到有人出人時，門會緩慢

47、打開，之后加速運行，接著減速運行，最后電機停止運轉，門由于慣性緩慢關閉。自動門開門后暫停一段時間，然后關門。關門是開門的一個反過程，它經過慢速運行、加速運行、減速運行、慣性運動直至停止這幾個過程。在自動門關閉過程中當系統接收到由光電線傳感器電路發出的有人出入的信號時，門會重新打開。與開門情況不同的是當在關門過程中檢測到故障信號時門會朝反方向運動，將門打開，這樣可以排除因自動門遇到障礙物或人身體而產生故障信號使整個系統停止工作的可能。為了運行過程可靠，在以不同速度運行過程中，對運行時間做了安全設置，當在開門狀態下檢測到運行時間超過安全時問或系統出現故障時，程序轉人故障處理程序。3.3 調試調試為

48、了確保該門控系統的安全高效運行必須滿足下列條件：1大門的結構必須適合于自動控制 特別要注意滾輪的直徑必須與需要控制的大門重量相匹配其尺寸和重量符合有關技術規范之規定。2確保大門在滑動過程中不發生傾斜。3確保大門活動平穩 準確 在整個移動過程中不出現任何不正常的摩擦現象。4確保地面條件穩固 避免固定基座的膨脹螺絲發生搖晃。5認真檢查上方導軌和行程限位的機械擋塊是否安裝到位。3.4 門行程檢測及故障檢測門行程檢測電路通過檢測門行程開關的閉合情況來發送不同的信號，使電機改變轉速，進而控制門運行的速度以提高運作效率，為了保護門不受到損害和保證門運行效率，在門行程檢測電路中設置了四個行程開關。它們分別代

49、表開門極限、行程極限1、行程極限2、關門極限。門在開啟過程中，分別經過慢速、加速、減速和停止四個過程，門的關閉過程則與上述過程相反。門運行到極限位置時，限位開關動作，單片機根據接收到響應的信號，改變電機運行速度。在故障檢測電路中，配置了溫度和速度傳感器，用來監測電機的工作情況，從而實現電機過熱保護和門運行障礙保護，同時還設置了電壓監控電路，用于檢測系統異常情況。 檢測電路首先將檢測到的信號轉換成電壓，然后經單片機內部的戶以轉換器變成數字信號，單片機定期讀取數據，一旦發現數據異常，即馬上采取相應的緊急措施，向系統發出故障信號，系統停止工作，向故障顯示電路發出指令，發出報警信號并顯示故障類型?？偨Y

50、與展望本次畢業設計斷斷續續經歷了2個多月，我從中學到了許多。從最開始的資料的收集，購買元器件，中間的電路板的焊接，程序的設計，到最好的調試和再調試。這些都使我學到了好多，成長了好多。通過查找各種資料，我更加熟練的運用所學過的信息檢索方法。也懂得了耐心的重要性,焊接電路培養了我的細心，調試過程挑戰了我的堅持能力，打磨了我的性格。這次經歷不僅僅擴充了我的知識面，培養了動手能力，還教會了我怎樣做好一件事的方法。畢業設計的過程帶給我的是對所學知識的復習，是對新知識的拓展.是對遇到各種困難的堅持，也是對堅持就是勝利這種信仰的肯定。 雖然在這中間走過許多歪路，遇到很多失敗，但是最終帶給我是成功，是勝利的微

51、笑。在大學畢業走向社會的這個過度過程,它使我受益匪淺。 設計硬件之前，要首先收集好有關的基礎性資料，應備有良好的應用類參考書和專業類參考書。對于有關的科技期刊和專利文獻，也要經常閱讀以便了解最新的發展情況，借鑒現成的經驗，避免重復勞動。在設計中，要充分了解所用芯片的使用條件及輸入輸出的特性，這樣才能避免因使用錯誤而多走彎路。電路設計部分應該有的精神就是廣集資料。只憑借自己頭腦中的知識是遠遠不夠的。哪里出現了問題，就要翻書本，或上網查資料。當然也要開動自己的腦筋怎樣使系統電路更完美。例如我的設計題目是基于單片機的自動門控制系統設計。本設計程序以匯編語言語言編寫，易于讀寫、易于調試和修改，同時匯編

52、語言用來編制系統軟件和過程控制軟件，其目標程序占用內存空間少，運行速度快。本次設計為單片機的自動門控制系統,主要應用單片機8052作為控制核心，直流電機、光電傳感器等相結合的系統。這個系統軟硬件設計簡單，易于開發，嚴格控制各種元件的采購成本，所以價格低廉，安全可靠，操作方便。隨著生活水平的提高，人民生活方便，施工安全，環保成為一個更加關注改善。自動門系列產品只是為了滿足這種需求，從一定程度上的用戶。所以在未來的日子里，自動門產品將更加的普及，家家戶戶使用自動門的景象將為時不遠。參考文獻1 馬爭、汪亞南. 微計算機與單片機原理及應用M. 高等教育出版社，20092 林立、張俊亮、曹旭東、劉得軍.單片機原理及應用M.電子工業出版社，20093 肖俊峰、鄭小琴.一種光電線自動門單片機控制系統J.門窗,2008(10).4 吳英才、林華清.光電傳感器在防盜系統中的應用J.傳感器技術,2002(7):121-124.5 于洋、葛斌、蘇曉鷺.基于單片機技術的自動門智能控制系統J.計算機系統應用,2008(4): 15-18.6 R.Dye,“Visual Object-Orientated Programming,”Dr.Dobbs MacintoshJournal, Sept.1st(1991)7 廖常初.FX系列PLC編程及應用M.機械工業出版社，2005.48 李俊秀.可編程控制器應用