單片機課程設計--基于單片機的賓館智能自動門設計

1、<p><b>　　單片機原理及應用A</b></p><p><b>　　設計說明書</b></p><p>　　起止日期： 2014 年1月4日 至 2014年1月10日</p><p><b>　　控制與機械工程學院</b></p><p>　　2014年1月

2、10日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、原理3</b></p><p><b>　　二、硬件設計3</b></p><p><b>　　2.1時鐘電路3</b></p><p>　　2

3、.2 復位及復位電路4</p><p>　　2.3 熱釋電紅外傳感器4</p><p>　　2.4電動機電路5</p><p>　　2.5單片機介紹6</p><p><b>　　三、程序設計7</b></p><p><b>　　1.流程圖7</b></p

4、><p><b>　　2.程序8</b></p><p><b>　　四、總結9</b></p><p><b>　　參考文獻10</b></p><p>　　附錄 protues總電路圖11</p><p><b>　　一、原理</

5、b></p><p>　　本課題主要實現(xiàn)紅外線檢測和基于AT89C51的單片機控制系統(tǒng)。自動門控制系統(tǒng)電路設計，使用紅外線傳感器作為感應器，檢測到人體輻射的紅外線能量變化，將其轉化為電信號，傳給單片機。單片機控制揚聲器和ＬＥＤ使其播放“歡迎光臨”和點亮彩燈。步進電機作為門驅(qū)動裝置，通過單片機控制電機，使門自動旋轉。單片機控制門鎖打開。原理方框圖如圖1-1所示。</p><p><

6、;b>　　二、硬件設計</b></p><p><b>　　2.1時鐘電路</b></p><p>　　AT89C51內(nèi)部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳X1和X2分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。時鐘電路如圖2-1 所示，在X1和X2引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶

7、體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2～12MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。</p><p>　　圖2-1 時鐘電路</p><p>　　2.2 復位及復位電路</p><p>　　復位是單片機的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常

8、初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復位鍵重新啟動。除PC之外，復位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復位狀態(tài)如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 一些寄存器的復位狀態(tài)</p><p>　　RST引腳是復位信號的輸入端。復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù)24個振蕩周期(即二個機器周期)以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則復位信號持

9、續(xù)時間應超過4us才能完成復位操作。產(chǎn)生復位信號的電路如圖2-2所示</p><p>　　圖2-2 復位電路</p><p>　　2.3 熱釋電紅外傳感器</p><p>　　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的探測元件。在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制

10、由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應管放大后向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡，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系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大70分貝以上，這樣就可以測出10-20米范圍內(nèi)人的行動。</p><p>　　自動門感應器

11、選擇紅外感應器，型為HZKT002，它采用紅外專用芯片BISS0001 芯片。模塊線路板尺寸35mm×30mm， 透鏡直徑約25mm，模塊厚度20mm，體積小，容易嵌入其他設備。為增大感應范圍，在感應器前面加上半球形菲涅爾透鏡。</p><p>　　熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點：</p><p>　　優(yōu)點：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。</p>

12、<p>　　缺點：容易受各種熱源、光源干擾；被動紅外穿透力差，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，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。</p><p>　　圖2-3 紅外檢測電路</p><p><b>　　2.4電動機電路 </b></p><p>　　直流伺服電機也稱執(zhí)行電機，它具有一種服從控

13、制信號的要求動作的職能，在信號來到之前，轉子靜止不動；信號來到之后，轉子立即轉動；當信號小時，轉子能即使自行停轉，由于這種“伺服”性能，因此而得名。按照在自動控制系統(tǒng)中的功用所要求，伺服電機具備可控性好、穩(wěn)定性高和速應性強等基本性能?？煽刂菩院檬侵笇ず孟б院?，能立即自行停轉；穩(wěn)定性高是指轉速隨轉矩的增加而均勻下家；速應性強是指反應快，靈敏。直流伺服電機的工作原理和普通直流電機相同。只要在其勵磁繞組中有電流通過且產(chǎn)生了磁通，當電樞繞組中

14、通過電流時，這個電樞電流與磁通互相作用而產(chǎn)生轉矩使伺服電機投入工作。這兩個繞組其中的一個斷電時，電動機立即停轉，它不象交流伺服電動機那樣有“自轉”現(xiàn)象。所以我們選擇直流伺服電動機來進行自動門的轉動。</p><p>　　直流伺服電機采用H橋驅(qū)動；單片機的一個引腳分別產(chǎn)生兩種占空比不同的PWM（脈沖寬度調(diào)制）波形作為驅(qū)動信號實現(xiàn)啟動和制動；在門的中間及兩邊位置設置開關，作為中斷信號產(chǎn)生源，來判斷電機是否應該停止。電

15、機電路如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 電動機電路</p><p><b>　　2.5單片機介紹</b></p><p>　　單片機是把微型計算機主要部分都集成在一個芯片上的單芯片微型計算機，即將運算器，控制器，輸入輸出接口，部分存儲器以及其他一些邏輯部件集成在一個芯片上，故可以把單片機看成是一個不帶外部設備的微型計算機，相當于一

16、個沒有顯示器，沒有鍵盤，不帶監(jiān)控程序的單板機。 </p><p>　　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(shù)據(jù)大多是在芯片內(nèi)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(fā)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(tǒng)的運行速度，所以在網(wǎng)絡通訊領域也得到了越來越

17、多的應用。</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（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。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制

18、造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p><b>　　三、程序設計</b></p><p><b>　　1.流程圖</

19、b></p><p><b>　　2.程序</b></p><p><b>　　主程序：</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　sbit L=P3^2;//接受傳感器信號</p><p>　　

20、bit Flag;//標志位</p><p>　　sbit R=P2^3;//正轉</p><p>　　sbit LED=P2^0;//彩燈</p><p>　　sbit LED=P2^1;</p><p>　　void Delay_2s(unsigned int DATA)

21、//2s延時函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int x,y;</p><p>　　for(x=DATA;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</

22、b></p><p>　　void main()//主函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　D=R=0; LED=1;</p><p>　　Delay_2s(6000);//延時,減少傳感器誤差;</p><p>　　Delay

23、_2s(6000);</p><p>　　Delay_2s(5000);</p><p>　　Delay_2s(5000);</p><p>　　L=R=0; LED=0;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></

24、p><p>　　L=R=0; LED=0;</p><p>　　Ld_Display();</p><p>　　L=R=0; LED=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>&l

25、t;b>　　四、總結</b></p><p>　　本次設計的題目是“基于單片機的賓館智能自動門設計”，我很認真而且有著從未有過的靜下心來學習態(tài)度。我發(fā)現(xiàn)，要干好一件事并非那么簡單，但也不是很難，敷衍了事是萬萬不可的，對待任何事情都要認真去思考，用思想來完成任務。</p><p>　　開始時搜集資料，我在指導老師的指點下通過各種渠道開始準備工作—通過網(wǎng)絡、圖書館搜集相關學術

26、論文、核心期刊、書籍等。接下來，我開始對所搜集的資料進行整理、分析研究，并制作了課題研究的方案。</p><p>　　通過本次設計，我才發(fā)現(xiàn)我所學的東西的膚淺，知識面的不牢固，在選擇方案的時候，產(chǎn)生模棱兩可的情況。經(jīng)常是邊設計邊復習學習過的課本知識。這些使我知道“紙上談兵”是絕對不行，只有通過實踐，自己親自動手試一試，才能發(fā)現(xiàn)自己知識的缺陷，才能更好的與所學的知識相結合。在課程設計中我們每個人都能學到很多，有很大

27、的收獲。做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學問要一絲不茍，對于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅持下去就可以找到思路去解決問題的。在工作中要學會與人合作的態(tài)度，認真聽取別人的意見，這樣做起事情來就可以事倍功半。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>

28、　　【1】張金鐸 金歡陽名編著.《傳感器及其應用》.西安電子科技大學出版社，2002.</p><p>　　【2】何希才編著.《傳感器及其應用實例》.機械工業(yè)出版社.2003.</p><p>　　【3】吳玉香. 空間矢量調(diào)制技術在自動門控制系統(tǒng)中的應用[J]. 電氣傳動, 2003(2): 11-13.</p><p>　　【4】JHA A R. 紅外技術應用——