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单片机 红外自动门控制系统

编辑:admin    来源:毕业设计    作者:毕业论文

  本毕业设计编号为DanPianJi_003,由单片机开发
  内容:程序代码,毕业论文(21163字),开题报告,中英文资料,电路图,
  摘要: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,各种方便生活的自动控制系统进入了人们的生活,以单片机为核心的自动门控制系统就是其中之一,也标志自动控制领域成为了数字化时代的一员。该自动门控制系统具有实用性强,功能齐全,技术先进的特点,它的广泛应用代表着科技进步的实用成果。并且它让人类懂得,数字时代的发展将改变人类的生活,加快科学技术的发展。
  本设计的主要内容包括:首先进行方案设计,然后设计了系统硬件电路和相应的系统软件,最后研制了自动门控制系统的原理样板和设计功能验证。该系统用红外线传感器对进入感应区域的移动物体进行实时检测,当移动物体进入感应区域时,红外线传感器接收到的信号经过模数转换变成数字信号并发送到单片机,单片机输出指令控制电机的转动,然后电机带动传动机构使门开启,当感应到人已不在感应区域时关门。
  本论文着重阐述了以单片机为主体,LED点阵显示芯片及直流电机为核心的自动控制系统。该系统主要应用AT89C51作为控制核心,LED点阵显示芯片、直流电机、红外线传感器相结合的组成结构,充分发挥了单片机的性能。其优点是硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高等,具有一定的使用和参考价值。
  对原理样机的调试结果表明,所完成的设计实现了设计任务规定的基本功能,在完成设计任务的基础上我还加了个电子密码锁,使自动门控制系统能在规定的时间内实行限制管理。
  关键词:  单片机 自动门控制  A/D模数转换 红外线传感器
  目  录
  引  言1
  1  绪 论2
  1.1 研究的可行性2
  1.2 研究的意义和目的2
  1.3 自动门控制系统的功能概述2
  1.4 主要设计任务3
  2  方案设计4
  2.1 系统方案的确定4
  2.2 系统组成5
  3  系统硬件电路设计8
  3.1 设计使用的基本知识介绍8
  3.2 芯片介绍及相关电路模块设计9
  3.2.1单片机AT89C51概况9
  3.2.2红外线接收电路11
  3.2.2电机驱动电路16
  3.2.48279显示及键盘扫描电路17
  3.2.5门限电路19
  3.2.6LED点阵显示模块20
  3.2.7LCD 液晶显示器24
  3.3 总体设计原理图25
  4  系统软件设计26
  4.1 单片机编程26
  4.1.1软件部分设计的功能26
  4.1.2控制系统主程序28
  4.2 AT89C51的定时/计数器介绍28
  5  系统制作及调试30
  5.1 系统PCB板的设计30
  5.1.1确定PCB的大小31
  5.1.2布局31
  5.1.3布线31
  5.2 硬件调试31
  5.2.1检测元器件32
  5.2.2检测各个引脚信号32
  5.3 软件调试32
  6  结论32
  谢  辞34
  参考文献35
  附  录136
  附  录241
  附  录342
  1  绪 论
  1.1 研究的可行性
  近年来随着社会的进步,人类的发展,计算机在社会领域的渗透,单片机以其体积小、重量轻、价格便宜等特点广泛应用到国民经济建设及人们工作和生活各方面,并成为科学技术现代化的重要工具。由于单片机所拥有的诸多特点,人们将其溶入于生活。在我们所处的生活环境中,充斥着各种各样与单片机相结合而诞生的产物,如交通灯、声控灯、感应自动门等。我在这次毕业设计中所选择的,就是单片机与门结合的产物,自动门系统。
  在经济飞速发展的中国,在我们高楼耸立的大都市,在大厦、宾馆、酒店、银行、商场和写字楼,自动门已经是随处可见。自动门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处,更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。
  本设计的题目是“自动门控制系统的设计”,实现办法是红外线传感器实时采样所采回来的值来决定门的运动形态,同时还设计了一个电子密码锁,在把红外传感器屏蔽了之后可以通过电子密码锁控制门的运动状态,并相应的对LCD液晶显示屏和直流电机进行与LED点阵相对应的操作。应用到实际中可以完全的对门进行自动管理。
  1.2 研究的意义和目的
  自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门和自动折叠门等,其中平开门用的场合较少,旋转门由于昂贵而且非常庞大,一般只用于有需要的高档宾馆,自动平移门使用得最广泛,大家一般所说的自动门和感应门就是指自动平移门。自动平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加感应器,当移动物体走近自动门时,感应器感应到移动物体的存在,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。
  1.4 主要设计任务
  本文利用单片机电路制作程控自动门控制系统。设计过程中最关键的两个部分:系统硬件的设计和控制软件的编写。这也是在设计过程中需要解决的最关键的问题。
  (1)硬件问题
  程控自动门控制系统的硬件主要有4大部分,即红外线感应模块、主控模块、驱动以及传动模块和故障处理模块。红外线感应模块主要由红外线传感器组成,它是整个系统中很关键的元件。主控模块由单片机及其相关软件组成,由程序对单片机进行控制。驱动以及传动模块主要由三极管及场效应管和传动机构组成,实现电机的转动和门的开关。故障处理模块主要由限位开关以及紧急按键等组成,这个模块是对人被夹到的时候进行紧急处理。硬件的设计需要单片机、模电及其数电的相关知识。在解决这一问题的过程中,需要查阅大量资料,结合所学知识,向老师获取帮助。
  (2)软件问题
  它的软件设计主要包括主程序和中断处理两大部分:主程序要完成I/O口,定时器的初始化及对中断输入的设定,然后延时使传感器进入稳定工作状态,等待定时器的中断;中断处理程序根据具体情况需要有相应的子程序。要对程序进行多次调试,分块编程。对各个子程序块所解决的问题要相当明确。最后在制作完成硬件电路板后要调试出设计要求的功能。
  2  方案设计
  设计就是根据题目的要求而对硬件和软件进行规划,并选择最合适的硬件电路和软件程序来达到目的。
  硬件设计是通过对设计要求的分析,对各种元器件的了解,而得出分立元件与集成块的某些连接方法,以达到设计的功能要求。并且把这些元器件焊接在一块电路板上。它包括对各种元器件的功能和接法的了解,以及对各种元器件的选择和设计方案的选择。软件设计是分析设计的硬件用程序实现其功能,并且调试优化产品功能。
  2.1 系统方案的确定
  本设计拟按以下思路展开研究:
  (1)根据该设计要实现的基本功能,设计大致应该分为信号采集,信号处理,信号控制和信号响应四个部分。
  ①信号采集接收部分即通过红外线传感器检测人与门的距离,并将这种变化量转化成电压或电流等模拟量的变化。
  ②信号处理部分是将接收部分得到的电压或电流等变化进行必要的转换,为后一部分信号控制提供准备。
  ③信号控制部分是通过一预定控制方式等实现对设计要求的准确操作。
  ④信号响应是实现控制部分的要求。
  (2)对上述四个部分进行分析,得到如下一些基本的结论:
  ①信号接收部分为了能准确采集到人与门的距离应选用红外线传感器。
  ②信号处理部分应该根据实际情况选用八位的ADC0809模数转换芯片。
  ③控制部分为了实现精确控制,采用单片机较为合适。
  ④显示部分可以考虑采用LCD显示器和喇叭加LED点阵组成。
  将上述设计思想结合设计要求总结为:程控自动门控制系统通过红外线传感器检测移动物体与门的距离,检测结果送入ADC0809模/数芯片中进行模-数转换;再通过单片机作出自动门开关的动作控制信号,通过驱动电路驱动直流电机的正反转,再由传动电路带动自动门的开关,并通过LCD液晶屏显示欢迎信息以及客人离开时的送客信息,自动门还可以通过按键控制开关。自动门也可以通过按键控制门的开关以及制动动作。
  2.2 系统组成
  本设计属于单片机应用系统。它是单片机在系统检测以及工程控制方面的应用,是典型的嵌入式系统。通常将满足海量高速数值计算的计算机称为通用计算机系统;而把面向工控领域对象,嵌入到工控应用系统中,实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统,简称嵌入式系统。嵌入式系统一般分为四种:工控机,通用CPU模块,嵌入式微机处理,单片机。嵌入式系统具有以下特点:
  (1)面对控制对象。如传感信号输入、人机交互操作,伺服驱动等。
  (2)嵌入到工控应用系统中的结构形态。
  (3)能在工业现场环境中可靠运行的品质。
  (4)突出控制功能。如对外部信息的捕捉、对控制对象实时控制和有突出控制功能的指令系统(I/O控制、位操作和转移指令等)。
  单片机有惟一的专门为嵌入式应用系统设计的体系结构与指令系统,最能满足嵌入式应用要求。单片机是完全按嵌入式系统要求设计的单芯片形态应用系统,能满足面对控制对象、应用系统的嵌入、现场的可靠运行及非凡的控制品质等要求,是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。
  1.单片机应用系统的结构分三个层次。
  (1)单片机:通常指应用系统主处理机,即所选择的单片机器件。
  (2)单片机系统:指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求而构成的基本系统,如时钟电路、复位电路和扩展存储器等与单片机构成了单片机系统。
  (3)单片机应用系统:指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路,如前向通道、后向通道、人机交互通道(键盘、显小器、打印机等)和串行通信口(RS232)以及应用程序等。
  6  结论
  毕业设计完成的主要工作是完成单片机控制系统、传感器检测系统和故障处理系统。
  通过搜集目前红自动门控制系统的相关资料,了解国内外自动门控制系统的相关制作方法,并通过设计方案的比较,针对设计任务提出了可行方案。在设计方案中,结合单片机的功能特点及其控制特性,利用简便的单片机C-51语言和其内部时钟,以单片机作为检测和控制的核心。根据设计方案,详细地阐述了单片机的控制原理、传感器使用方法、PCB板的制作,设计了相应的硬件电路和系统软件,制作了电路原理样机并进行调试。结果表明,所设计的电路和软件能完成基本的测试功能。在通过这次毕业设计,使我懂得了在遇到问题时,要认真细心的,不厌其烦的,循序渐进的对程序进行修改,才能达到预期的效果,同时,成功的喜悦也会让人兴奋。
  经历了这次毕业设计,使我对硬件有了更新、更全面、更系统的认识,将以前所学与实践应用进行了系统而全面的统一,由于在编程中采用的是汇编语言,使得我接触到了软件程序设计中最直接、不加任何修饰的编程方法,从另一个方向领悟到编程的乐趣,也更深层次的了解到了单片机。使我可以在就业时选择一条不同以往的硬件之路。同时使自己有了独立开发系统的经验,增加了自信心,对日后的工作生活都带来了深远的影响。
  参考文献
  [1]  叶济忠,余胜生编写.电子机械运动控制技术.武汉:华中理工大学出版社,1989.2
  [2]  吕国泰主编.电子技术.北京:高等出版社,1993.4
  [3]  靳达编著.单片机应用系统开发实例导航.北京:人民邮电出版社,2003
  [4]  冯建华,赵亮.单片机应用系统设计与产品开发.北京:人民邮电出版社,2004
  [5]  机电一化技术手册编委会编.机电一体化技术手册.第1卷:上、下[M].北京:机械工业出版社,1999
  [6]  孙文焕等编著.电子界些计算辅助设计.西安:西安电子科技大学出版社,1994
  [7]  任仲贵.CAD/CAM原理[M].北京:清华大学出版社,1991.9
  [8]  王志强.计算机辅助设计技术[M].北京:科学出版社,1990
  [9]  陈冠方主编.电子设备制造工艺。成都:电子科技大学出版社,1990
  [10]  藤井信生(日)主编;王力衡等翻译.电子实用手册.北京:科学出版社;[东京]:OHM社,2001

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