基于單片機(jī)活動(dòng)門(mén)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前，計(jì)算機(jī)正向著小型化、便捷化、普遍化的方向飛速發(fā)展。尤其是個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展更為迅速，隨著人們生活水平的提高，和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨成熟，個(gè)人計(jì)算機(jī)的性能也變得越來(lái)越強(qiáng)大，形成了獨(dú)具特色的家用機(jī)?，F(xiàn)今，家用機(jī)不但有著強(qiáng)大的功能，還兼具時(shí)尚、美觀便捷的特性。自動(dòng)門(mén)一般具有使用方便、程序簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。</p&

2、gt;<p>　　本文通過(guò)對(duì)自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)硬件與軟件的分析，總結(jié)了設(shè)計(jì)各模塊的功能和特點(diǎn)，對(duì)幾種實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了介紹和比較，選擇了合適的器件行了電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　本系統(tǒng)以STC89C52為核心，MAX232作為通信電路，通過(guò)編程使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的控制和門(mén)位置的判斷。最后較詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)調(diào)試的基本過(guò)程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：活動(dòng)門(mén)；自動(dòng)控制；通信電路；STC8

3、9C52</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　At present, the computer is thinking small, convenient, the generalization of the direction of rapid development. In particular, the developmen

4、t of personal computers more quickly, with the improvement of living standard, and network technology matures, the performance of personal computers have become more powerful, developed a unique home machine. Today, not

5、only has a strong console features, but also possesses the fashion, beauty and convenient features. Chassis Automatic doors generally hav</p><p>　　Based on the chassis automatic door system hardware and soft

6、ware analysis, design modules summarized the functions and characteristics of some implementations are introduced and compared, select the appropriate line of the circuit device.</p><p>　　STC89C52 as the cor

7、e system, programmed to enable single chip motor control, and gate position of judge. The MCU can not directly drive DC-click features, the paper gives a common solution, and finally a more detailed description of the ba

8、sic process of debugging the system.</p><p>　　Key words： activities doors； control；communication circuit； STC89C52</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b&

9、gt;</p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 選題背景1</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的目的意義2</p><p>　　第2章 需求分析3</p><p>　　2.1 智

10、能活動(dòng)門(mén)的功能需求分析3</p><p>　　2.2 智能活動(dòng)動(dòng)門(mén)的控制要求4</p><p>　　2.2.1安全性5</p><p>　　2.2.2經(jīng)濟(jì)性5</p><p>　　2.3系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境分析5</p><p>　　第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　第4章系統(tǒng)硬件

11、設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.1硬件設(shè)計(jì)原理9</p><p>　　4.1.1 通信接口組成及工作原理9</p><p>　　4.1.2通信接口電路的作用10</p><p>　　4.1.3通信電路的具體方案及具體實(shí)現(xiàn)10</p><p>　　4.1.4通信電路的具體實(shí)現(xiàn)11</p><

12、;p>　　4.2紅外傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.2.1紅外傳感器12</p><p>　　4.2.2紅外傳感模塊的設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.3蜂鳴器射模塊的設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.4 舵機(jī)模塊的設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.4.1舵機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理18<

13、/p><p>　　4.4.2舵機(jī)模塊的控制及設(shè)計(jì)原理圖18</p><p>　　4.5單片機(jī)的設(shè)計(jì)以及原理圖20</p><p>　　4.5.1單片機(jī)STC89C5220</p><p>　　4.5.2單片機(jī)系統(tǒng)說(shuō)明及原理圖24</p><p>　　4.6 智能活動(dòng)門(mén)的總體原理圖26</p><

14、;p>　　第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.1計(jì)算機(jī)部分的程序設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.1.1 作用27</p><p>　　5.1.2技術(shù)方案27</p><p>　　5.1.3具體實(shí)現(xiàn)28</p><p>　　5.2單片機(jī)部分的程序29</p><p&g

15、t;　　5.2.1作用29</p><p>　　5.2.2技術(shù)方案29</p><p>　　5.2.3具體實(shí)現(xiàn)29</p><p>　　第6章 系統(tǒng)調(diào)試30</p><p>　　6.1調(diào)試串口30</p><p>　　6.2 硬件調(diào)試30</p><p>　　6.3 軟件調(diào)試31&

16、lt;/p><p><b>　　結(jié) 論32</b></p><p><b>　　致 謝33</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)根據(jù)智能家居的理念，主要針對(duì)未來(lái)人口老齡化的社會(huì)現(xiàn)象以及更加人性化的社會(huì)公共設(shè)施所設(shè)計(jì)，進(jìn)而適應(yīng)人

17、類(lèi)社會(huì)更加智能、便捷、舒適的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是一種智能活動(dòng)門(mén)的控制，它主要實(shí)現(xiàn)的功能是通過(guò)遠(yuǎn)程上位機(jī)的控制從而實(shí)現(xiàn)活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)。針對(duì)于設(shè)計(jì)本身采用了蜂鳴器模塊，紅外模塊，按鍵模塊等。其中蜂鳴器模塊所實(shí)現(xiàn)的功能是在開(kāi)門(mén)幾秒鐘后，若無(wú)人通過(guò)它將發(fā)出蜂鳴聲進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警預(yù)備關(guān)門(mén)。紅外模塊實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)門(mén)通

18、道進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)人體發(fā)出的紅外信號(hào)，在活動(dòng)門(mén)打開(kāi)后若在幾秒鐘后無(wú)人通過(guò)，將發(fā)出信號(hào)使蜂鳴器發(fā)出警報(bào)使準(zhǔn)備關(guān)門(mén)。對(duì)于按鍵模塊，本設(shè)計(jì)主要所用到的有六個(gè)按鍵，其中有一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換按鍵，它實(shí)現(xiàn)的功能是可以將活動(dòng)門(mén)的狀態(tài)調(diào)整為手動(dòng)狀態(tài)以及自動(dòng)狀態(tài)；三個(gè)門(mén)活動(dòng)控制鍵如向右側(cè)打開(kāi)、關(guān)閉、向左側(cè)打開(kāi)；兩個(gè)門(mén)狀態(tài)識(shí)別鍵，它門(mén)的功能是當(dāng)活動(dòng)門(mén)自動(dòng)關(guān)閉時(shí)，若有人進(jìn)入時(shí)，觸碰活動(dòng)門(mén)，活動(dòng)門(mén)將自動(dòng)碰觸這兩個(gè)按鍵并向行人行駛方向打開(kāi)，是行人不用自己推門(mén)就可繼續(xù)行進(jìn)。

19、</p><p><b>　　1.2 選題背景</b></p><p>　　隨著社會(huì)的進(jìn)步，21世紀(jì)的今天，我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫幕顒?dòng)門(mén)不僅更加突出了安全、有效防范、通行、疏散的理念，同時(shí)還突出了建筑藝術(shù)、科技應(yīng)用以及人性化的理念，強(qiáng)調(diào)門(mén)與建筑以及周?chē)h(huán)境整體的協(xié)調(diào)、與人類(lèi)活動(dòng)的和諧。面對(duì)日益增多的老齡化人口比例以及科技不斷的進(jìn)步，將我們?nèi)粘Ｉ钪械拈T(mén)與科技相結(jié)合也成

20、為未來(lái)社會(huì)的智能家居的必然趨勢(shì)。如我們最常見(jiàn)的自動(dòng)門(mén)形式是門(mén)內(nèi)外兩側(cè)加紅外傳感器，當(dāng)人走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，紅外傳感器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門(mén)信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi)。當(dāng)人通過(guò)門(mén)之后，再將門(mén)關(guān)閉。由于自動(dòng)門(mén)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，既方便又提高了建筑的檔次，因此成為銀行，寫(xiě)字樓，酒店等辦公娛樂(lè)場(chǎng)所裝修必不可少的一項(xiàng)配置。</p><p>　　根據(jù)實(shí)際需求，通過(guò)對(duì)

21、自動(dòng)門(mén)的市場(chǎng)需求了解。從實(shí)際出發(fā)，采用上位機(jī)遠(yuǎn)程控制自動(dòng)門(mén)的狀態(tài)，以及利用成本相對(duì)較低的紅外模塊，蜂鳴器模塊的可以更好的滿足未來(lái)智能家居市場(chǎng)的需求。</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　在國(guó)外，進(jìn)入90年代以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)很成熟，并取得了驚人的成就，自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門(mén)的重要部分。在現(xiàn)在人們生活中自動(dòng)門(mén)可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防塵、防風(fēng)，同時(shí)

22、可以使出入口顯得很莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。</p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動(dòng)門(mén)在人們的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)門(mén)適合于賓館、酒店、銀行、寫(xiě)字樓、、醫(yī)院、商店等，使用自動(dòng)門(mén)。但在國(guó)內(nèi)，自動(dòng)門(mén)的自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段。在自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的目的意義</p><

23、p>　　在超級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、醫(yī)院入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)。使用自動(dòng)門(mén)，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時(shí)可以使出口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。自動(dòng)門(mén)最常見(jiàn)的形式是活動(dòng)門(mén)及門(mén)內(nèi)外的紅外傳感開(kāi)關(guān)，當(dāng)人走進(jìn)活動(dòng)門(mén)時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門(mén)的信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi)，當(dāng)人通過(guò)門(mén)之后，在將關(guān)閉。由于活動(dòng)門(mén)在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，既方便又提高了建筑檔次，于是迅速在國(guó)內(nèi)外建筑市場(chǎng)上得到了廣泛

24、應(yīng)用。此外，由于本設(shè)計(jì)還加入了上位機(jī)的控制，使設(shè)計(jì)在智能家居的應(yīng)用方面也有了很大的開(kāi)發(fā)空間與市場(chǎng)需求。本設(shè)計(jì)的活動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)運(yùn)用不但使用了下位機(jī)單片機(jī)的手動(dòng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)，而且還應(yīng)用上位機(jī)做控制器能大大提高活動(dòng)門(mén)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)與整個(gè)活動(dòng)門(mén)的行業(yè)是一次技術(shù)革新，提高了智能活動(dòng)門(mén)的使用率，因此，進(jìn)行活動(dòng)門(mén)的智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門(mén)行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大上位機(jī)控制在智能活動(dòng)門(mén)行業(yè)乃至整個(gè)智能化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究?jī)r(jià)值。<

25、;/p><p><b>　　第2章 需求分析</b></p><p>　　本章對(duì)系統(tǒng)的功能、可行性方面、實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)方面進(jìn)行了分析。</p><p>　　2.1 智能活動(dòng)門(mén)的功能需求分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)面向智能家居以及社會(huì)公共場(chǎng)所出入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。因此根據(jù)應(yīng)用中對(duì)智能活動(dòng)門(mén)的具體要求，本設(shè)計(jì)的基于

26、單片控制的活動(dòng)門(mén)應(yīng)由以下功能：</p><p>　?。?）開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)控制應(yīng)有手動(dòng)和自動(dòng)方式</p><p>　　為了便于維護(hù)，自動(dòng)門(mén)應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。當(dāng)紅外信號(hào)采集裝置檢測(cè)到有人接近門(mén)口且門(mén)未打開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門(mén)口且門(mén)未關(guān)閉，單片機(jī)動(dòng)作輸出信號(hào)開(kāi)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)。</p><p><b>　　（2）緊急停止</b><

27、;/p><p>　　當(dāng)活動(dòng)門(mén)出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時(shí)，可閉合緊急停止開(kāi)關(guān)，智能活動(dòng)門(mén)自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)過(guò)程。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)包含單片機(jī)控制和執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng)控制方式，此種控制模式為目前大多智能活動(dòng)動(dòng)門(mén)的控制方式。本設(shè)計(jì)的智能活動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自動(dòng)化控制。</p><p>　　2.2 智能活動(dòng)動(dòng)門(mén)的控

28、制要求</p><p>　　（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)紅外傳感檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，單片機(jī)根據(jù)紅外傳感信號(hào)判斷人行方向，進(jìn)而控制舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，使活動(dòng)門(mén)的打開(kāi)方向與人行方向一直，為行人帶來(lái)便利。</p><p>　?。?）自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留幾秒后，單片機(jī)控制活動(dòng)門(mén)自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程。</p><p>　?。?）在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)準(zhǔn)備通過(guò)活動(dòng)門(mén)

29、時(shí)并觸碰到活動(dòng)門(mén)，此時(shí)活動(dòng)門(mén)應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)活動(dòng)，并根據(jù)觸碰的方向自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。</p><p>　?。?）在門(mén)打開(kāi)后的幾秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)紅外傳感檢測(cè)裝置或觸碰到活動(dòng)門(mén)，必須重新開(kāi)始等待幾秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。</p><p>　?。?）在開(kāi)門(mén)后，根據(jù)實(shí)際需求，若需要持續(xù)保持開(kāi)門(mén)狀態(tài)，可將手動(dòng)推門(mén)進(jìn)行固定，使單片機(jī)不再工作并始終保持開(kāi)門(mén)

30、狀態(tài)。</p><p><b>　　2.2.1安全性</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采取了紅外傳感系統(tǒng)以及人體推動(dòng)活動(dòng)門(mén)帶動(dòng)舵機(jī)使門(mén)固定的設(shè)計(jì)思路，這樣可以雙重的保證了通過(guò)活動(dòng)門(mén)的行人不會(huì)被門(mén)意外夾傷和碰傷。從而保證了行人通行的安全，降低了由于門(mén)的磕碰造成的意外傷害的可能，且更加體現(xiàn)了智能家居的安全性和人性化。</p><p><b&

31、gt;　　2.2.2經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用了價(jià)格低廉的單片機(jī)STC89S52作為主要芯片，這樣可使本設(shè)計(jì)在成本上大大降低。也可使一般的中小用戶的使用。從而使智能家居更加的普及，并打破了新產(chǎn)品往往由于成本太高而不能在研發(fā)初期就被大量生產(chǎn)，且售價(jià)極高的現(xiàn)象。</p><p>　　2.3系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境分析</p><p>　　本系統(tǒng)采用硬

32、件和軟件兩方面共同完成。</p><p>　　硬件：Proteus ISIS仿真軟件；軟件：Keil C51單片機(jī)編譯軟件。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)制作了一個(gè)通過(guò)單片機(jī)的控制從而實(shí)現(xiàn)智能家居中活動(dòng)門(mén)的狀態(tài)變化。主要針對(duì)于社會(huì)公共場(chǎng)所、家庭等活動(dòng)地點(diǎn)。主要分為系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)流程框

33、圖如圖3-1。 </p><p>　　圖 3-1 系統(tǒng)流程框圖</p><p>　　其硬件部分分為：按鍵檢測(cè)控制部分和紅外檢測(cè)控制部分。</p><p>　　按鍵檢測(cè)控制部分，此部分主要包括六個(gè)按鍵，其中K1、K2、K3為控制門(mén)活動(dòng)門(mén)，K4為狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，K5、K6為活動(dòng)門(mén)狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)信息。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3-2： </p><p>　　圖3-

34、2 按鍵檢測(cè)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　工作原理：當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)換按鍵K4調(diào)整為手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通過(guò)手動(dòng)的調(diào)節(jié)按鍵K1、K2、K3可以使單片機(jī)控制舵機(jī)進(jìn)行不同狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到活動(dòng)門(mén)左開(kāi)、右開(kāi)、以及關(guān)閉的狀態(tài)。在通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)換按鍵K4調(diào)整為自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)可通過(guò)紅外檢測(cè)來(lái)自動(dòng)將活動(dòng)門(mén)調(diào)整為不同的狀態(tài)。當(dāng)活動(dòng)門(mén)出去由開(kāi)向關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)觸碰活動(dòng)門(mén)，活動(dòng)門(mén)將自動(dòng)調(diào)節(jié)K5、K6兩個(gè)活動(dòng)門(mén)狀態(tài)識(shí)別按鍵，進(jìn)而控制單片機(jī)

35、，使單片根據(jù)不同的按鍵調(diào)節(jié)來(lái)改變舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向及狀態(tài)，從而使活動(dòng)門(mén)改變其狀態(tài)。</p><p>　　紅外檢測(cè)控制部分是整套系統(tǒng)的自動(dòng)控制部分，其內(nèi)部包含了紅外傳感器檢測(cè)模塊，蜂鳴器模塊。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3－3：</p><p>　　圖3-3 紅外傳感檢測(cè)控制活動(dòng)門(mén)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　工作原理：在通過(guò)K4按鍵調(diào)節(jié)為自動(dòng)模式后，紅外傳感模塊通過(guò)紅外檢測(cè)智能活動(dòng)門(mén)

36、左右兩側(cè)人體說(shuō)發(fā)出的紅外信號(hào)，向單片機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)動(dòng)方向的信號(hào)，單片根據(jù)所接收到的信號(hào)向舵機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的指令，舵機(jī)控制活動(dòng)門(mén)進(jìn)行左右開(kāi)關(guān)的活動(dòng)，當(dāng)活動(dòng)門(mén)停留在打開(kāi)狀態(tài)幾秒鐘后，單片機(jī)將根據(jù)活動(dòng)門(mén)保持狀態(tài)的時(shí)間，向蜂鳴器模塊發(fā)出指令，是蜂鳴器發(fā)出預(yù)備關(guān)閉警報(bào)，在報(bào)警后，若紅外檢測(cè)模塊沒(méi)有再向單片機(jī)發(fā)出打開(kāi)活動(dòng)門(mén)的信號(hào)，單片機(jī)將向活動(dòng)門(mén)發(fā)出關(guān)閉指令，從而使活動(dòng)門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，從而完成了自動(dòng)控制活動(dòng)門(mén)的功能。</p><p>

37、　　第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　本章從硬件系統(tǒng)上描述了本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用的一些工作，其中包括紅外傳感器模塊、通信模塊、蜂鳴器射模塊、舵機(jī)模塊、工作顯示模塊以及按鍵模塊等。</p><p><b>　　4.1硬件設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　4.1.1 通信接口組成及工作原理</p><p>　　通信接口

38、電路是連接前臺(tái)計(jì)算機(jī)和活動(dòng)門(mén)的通信橋梁，通過(guò)它，上位機(jī)可以向下位機(jī)單片機(jī)發(fā)送指令，使單片機(jī)控制活動(dòng)門(mén)的不同狀態(tài)。它通過(guò)一個(gè)MAX232串行通信接口將單片機(jī)連接到計(jì)算機(jī)。其結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1： </p><p>　　圖4-1 通信接口結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　MAX232芯片是專門(mén)為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路,使用+5v單電源供電。內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：第一部分是電荷泵

39、電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2I

40、N輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。第三部分是供電。15腳DNG、16腳VCC（+5v）。</p><p>　　4.1.2通信接口電路的作用</p><p>　　由于計(jì)算機(jī)串口是標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)是以字節(jié)為單位進(jìn)行傳送，而CA

41、N 總線信號(hào)是以幀為單位進(jìn)行傳送的，因此要想在計(jì)算機(jī)串口與CAN 總線之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，就必須有CAN總線通信接口卡，此卡的作用就是把計(jì)算機(jī)串口發(fā)出的信號(hào)和CAN 總線發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，使每一方都能識(shí)別對(duì)方發(fā)送來(lái)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通。</p><p>　　4.1.3通信電路的具體方案及具體實(shí)現(xiàn)</p><p>　　MAX202器件是專為RS-232和V28通信接口設(shè)計(jì)的收發(fā)器，尤其是

42、±12V供壓無(wú)法實(shí)現(xiàn)的情況。MAX202板載的電荷泵將+5V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為RS-232協(xié)議所要求的±10V輸出電平。</p><p>　　圖4-2 MAX232芯片及其管腳</p><p>　　MAX232發(fā)送器和接收器的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)20kbps，完全符合EIA/TIA-232E和CCITT V28的規(guī)格。只要根據(jù)EIA/TIA-232E的規(guī)格接入負(fù)載，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速

43、率超過(guò)120kbps時(shí)，MAX202驅(qū)動(dòng)器仍將保持±5V的EIA/TIA-232E輸出信號(hào)電平</p><p>　　4.1.4通信電路的具體實(shí)現(xiàn)</p><p>　　在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)把單片機(jī)的TDX和RDX引腳分別與MAX232的T1IN和R1OUT引腳相連形成信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，如圖4-3所示</p><p>　　圖4-4信號(hào)轉(zhuǎn)換電路</p>

44、<p>　　4.2 紅外傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1紅外傳感器</p><p>　　根據(jù)紅外傳感器的功能需求和總體設(shè)計(jì)方案，在一定程度是來(lái)說(shuō)可以認(rèn)為紅外傳感器抗干擾能力強(qiáng)，但在太陽(yáng)光很強(qiáng)的場(chǎng)所，則容易受到干擾，所以對(duì)于活動(dòng)門(mén)使用紅外傳感器應(yīng)考慮其抗干擾性。</p><p>　　由于活動(dòng)門(mén)不僅在一些室內(nèi)環(huán)境需要應(yīng)用，在一些室外環(huán)境也有

45、很多的應(yīng)用，所以在本設(shè)計(jì)中需要充分考慮日光的外界因素對(duì)紅外傳感器的影響。本設(shè)計(jì)采用熱釋電人體紅外線傳感器。熱釋電人體紅外線傳感器的工作原理有：熱釋電人體紅外線傳感器（以下簡(jiǎn)稱：傳感器）由敏感單元、阻抗變換器和濾光窗等三大部分組成。</p><p><b>　　1.敏感單元</b></p><p>　　對(duì)不同的傳感器來(lái)說(shuō)，敏感單元的制造材料有所不同。如，SD02的敏感單

46、元由鋯鈦酸鉛制成；P2288由LiTaO3 制成。這些材料再做成很薄的薄片，每一片薄片相對(duì)的兩面各引出一根電極，在電極兩端則形成一個(gè)等效的小電容P1、P2。因?yàn)檫@兩個(gè)小電容是做在同一硅晶片上的，而它們形成的等效小電容能自身產(chǎn)生極化，極化的結(jié)果是，在電容的兩端產(chǎn)生極性相反的正、負(fù)電荷。但這兩個(gè)電容的極性是相反串聯(lián)的。這正是傳感器的獨(dú)特設(shè)計(jì)之處，因而使得它具有獨(dú)特的抗干擾性。</p><p>　　當(dāng)傳感器沒(méi)有檢測(cè)到人

47、體輻射出的紅外線信號(hào)時(shí)，由于P1、P2自身產(chǎn)生極化，在電容的兩端產(chǎn)生極性相反、電量相等的正、負(fù)電荷，而這兩個(gè)電容的極性是相反串聯(lián)的，所以，正、負(fù)電荷相互抵消，回路中無(wú)電流，傳感器無(wú)輸出。</p><p>　　當(dāng)人體靜止在傳感器的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，照射到P1、P2上的紅外線光能能量相等，且達(dá)到平衡，極性相反、能量相等的光電流在回路中相互抵消。傳感器仍然沒(méi)有信號(hào)輸出。同理，在燈光或陽(yáng)光下，因陽(yáng)光移動(dòng)的速度非常緩慢，P1、

48、P2上的紅外線光能能量仍然可以看作是相等的，且在回路中相互抵消；再加上傳感器的響應(yīng)頻率很低（一般為0.1~10Hz），即傳感器對(duì)紅外光的波長(zhǎng)的敏感范圍很窄（一般為5~15um），因此，傳感器對(duì)它們不敏感。</p><p>　　當(dāng)環(huán)境溫度變化而引起傳感器本身的溫度發(fā)生變化時(shí)，因P1、P2做在同一硅晶片上的，它所產(chǎn)生的極性相反、能量相等的光電流在回路中仍然相互抵消，傳感器無(wú)輸出。</p><p&g

49、t;　　從原理上講，任何發(fā)熱體都會(huì)產(chǎn)生紅外線，熱釋電人體紅外線傳感器對(duì)紅外線的敏感程度主要表現(xiàn)在傳感器敏感單元的溫度所發(fā)生的變化，而溫度的變化導(dǎo)致電信號(hào)的產(chǎn)生。環(huán)境與自身的溫度變化由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了它不向外輸出信號(hào)；而傳感器的低頻響應(yīng)（一般為0.1~10Hz）和對(duì)特定波長(zhǎng)紅外線（一般為5~15um）的響應(yīng)決定了傳感器只對(duì)外界的紅外線的輻射而引起傳感器的溫度的變化而敏感，而這種變化對(duì)人體而言就是移動(dòng)。所以，傳感器對(duì)人體的移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)敏感，對(duì)

50、靜止或移動(dòng)很緩慢的人體不敏感；它可以抗可見(jiàn)光和大部分紅外線的干擾。</p><p><b>　　2.濾光窗</b></p><p>　　它是由一塊薄玻璃片鍍上多層濾光層薄膜而成的，濾光窗能有效地濾除7.0~14um波長(zhǎng)以外的紅外線。例如，SCA02-1對(duì)7.5~14um波長(zhǎng)的紅外線的穿透量為70%，在6.5um處時(shí)下降為65%，而在5.0um處時(shí)陡降為0.1%；P22

51、88的響應(yīng)波長(zhǎng)為6~14um，中心波長(zhǎng)為10um。</p><p>　　物體發(fā)射出的紅外線輻射能，最強(qiáng)波長(zhǎng)和溫度的關(guān)系滿足λm*T=2989（um.k）（其中λm為最大波長(zhǎng)，T為絕對(duì)溫度）。人體的正常體溫為36~37.5。C ，即309~310.5K，其輻射的最強(qiáng)的紅外線的波長(zhǎng)為λm=2989/（309~310.5）=9.67~9.64um，中心波長(zhǎng)為9.65um。因此，人體輻射的最強(qiáng)的紅外線的波長(zhǎng)正好落在濾光窗

52、的響應(yīng)波長(zhǎng)（7~14um）的中心。所以，濾光窗能有效地讓人體輻射的紅外線通過(guò)，而最大限度地阻止陽(yáng)光、燈光等可見(jiàn)光中的紅外線的通過(guò)，以免引起干擾。</p><p>　　綜上所述，傳感器只對(duì)移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的人體和體溫近似人體的物體起作用。根據(jù)上述原理本設(shè)計(jì)采用HS38B紅外傳感器，原理圖如圖4-5所示</p><p>　　圖4-5 HS38B紅外傳感器原理圖</p><p>

53、;　　4.2.2紅外傳感模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)在采用紅外傳感器中使用LM339芯片與晶振相連，對(duì)三極管進(jìn)行發(fā)到作用，使紅外傳感器發(fā)出紅外光線從而接收外界信號(hào)。LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，該電壓比較器的特點(diǎn)是：1）失調(diào)電壓小，典型值為2mV；2）電源電壓范圍寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V；3）對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制較寬；4）共模范圍很大，為

54、0~（Ucc-1.5V）Vo；5）差動(dòng)輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；6）輸出端電位可靈活方便地選用。 </p><p>　　LM339集成塊采用C-14型封裝，外型及管腳排列如圖。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR2339、ANI339、SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。 </p><p>　　LM339類(lèi)似

55、于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個(gè)稱為反相輸入端，用“-”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓（也稱為門(mén)限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)），另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“-”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開(kāi)路。當(dāng)“-”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入端電壓差別大于1

56、0mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選3-15K）。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。 </p><p>　　

57、LM339可構(gòu)成 單限比較器、 遲滯比較器 、雙限比較器（窗口比較器） 、振蕩器等。 </p><p>　　LM339還可以組成高壓數(shù)字邏輯門(mén)電路，并可直接與TTL、CMOS電路接口。</p><p>　　本設(shè)計(jì)通過(guò)LM339的工作原理圖如圖4-6所示</p><p>　　圖4-6 LM339的工作原理圖</p><p>　　4.3蜂鳴器射

58、模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　蜂鳴器俗稱喇叭，是廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的一種元器件，它用于提示、報(bào)警、音樂(lè)等許多應(yīng)用場(chǎng)合。</p><p>　　蜂鳴器與家用電器上面的喇叭在用法上也有相似的地方，通常工作電流比較大，電路上的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，需要增加一個(gè)電流放大的電路才可以，這一點(diǎn)與家用電器中的功放有相似之處。由上所述，一個(gè)管腳很難驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音，所以增加了一個(gè)三極管來(lái)增

59、加通過(guò)蜂鳴器的電流，如4-7與4-8原理圖所示。</p><p>　　蜂鳴器的正極性的一端聯(lián)接到5V電源上面，另一端聯(lián)接到三極管的集電極，三極管的基級(jí)由單片機(jī)的P1.5管腳通過(guò)一個(gè)與非門(mén)來(lái)控制，當(dāng)P1.5管腳為低時(shí)，與非門(mén)輸出高電平，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。當(dāng)P1.5管腳為高時(shí)，與非門(mén)輸出低電平，三極管截止，蜂鳴器不發(fā)出聲音。在這里與非門(mén)是作為非門(mén)來(lái)用的，這里采用一個(gè)非門(mén)的作用是為了防止系

60、統(tǒng)上電時(shí)峰鳴器發(fā)出聲音，以為系統(tǒng)復(fù)位以后，I/O口輸出的是高電平。</p><p>　　用戶可以通過(guò)程序控制P1.5管腳的置低和置高來(lái)使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。</p><p>　　蜂鳴器的聲音大小及音調(diào)可以通過(guò)調(diào)整P1.5管腳的置高時(shí)間及輸出的波形進(jìn)行控制。 </p><p><b>　　圖4-7 原理圖</b></p><

61、p>　　。 圖4-8 原理圖</p><p>　　4.4 舵機(jī)模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1舵機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。一般來(lái)講主要由舵盤(pán)、減速齒輪組、位置反饋電位計(jì)5k、直流電機(jī)、控制電路板等及部分組成。</p>

62、<p>　　控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　4.4.2舵機(jī)模塊的控制及設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　舵機(jī)的控制信號(hào)為

63、周期是20ms的脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)，其中脈沖寬度從0.5ms-2.5ms,相對(duì)應(yīng)舵盤(pán)的位置為0—180度，呈線性變化。也就是說(shuō)，給它提供一定的脈寬，他的輸出軸就會(huì)保持在一個(gè)相對(duì)應(yīng)的角度上，無(wú)論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個(gè)另外寬度的脈沖信號(hào)，它才會(huì)改變輸出角度到新的對(duì)應(yīng)位置上。舵機(jī)內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期20ms，寬度1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，有一個(gè)比較器，將外加信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。&

64、lt;/p><p>　　正式舵機(jī)的控制信號(hào)是一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)，所以很方便和數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行接口。只要能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的控制信號(hào)的數(shù)字設(shè)備都可以用來(lái)控制舵機(jī)，如單片機(jī)等。舵機(jī)的設(shè)計(jì)原理圖如圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 舵機(jī)原理圖</p><p>　　4.5單片機(jī)的設(shè)計(jì)以及原理圖</p><p>　　4.5.1單片機(jī)STC89C52</p

65、><p>　　系統(tǒng)以單片機(jī)STC89S52作為控制中心，完成一下幾方面的功能：按鍵調(diào)節(jié)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；紅外信號(hào)的發(fā)射和接收；處理紅外傳輸信號(hào)，紅外信號(hào)的檢測(cè)；舵機(jī)控制活動(dòng)的門(mén)狀態(tài)轉(zhuǎn)換；蜂鳴器預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）

66、的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲(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。單片機(jī)總控制電路如圖4—10所示。</p><p>　　圖4—10 單片機(jī)總控制電路</p><p><b>　　1.時(shí)鐘電路</b></p><p>　　STC89C52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩

67、器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路，在RXD和TXD引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶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(duì)頻率起微調(diào)的作用。</p><p>　　外部方式的時(shí)鐘電路，RXD接地，TXD接外

68、部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。</p><p><b>　　2.復(fù)位及復(fù)位電路</b></p><p><b>　?。?）復(fù)位操作</b></p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。

69、其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。</p><p>　?。?）復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生</p><p>　　RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則

70、復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)4us才能完成復(fù)位操作。</p><p>　　整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。</p><p><b>　　3.看門(mén)狗電路</b></p><p>　　從本質(zhì)上來(lái)

71、說(shuō)看門(mén)狗電路就是一個(gè)定時(shí)器電路，一般有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，其輸出連接到單片機(jī)的復(fù)位端，在單片機(jī)正常工作的時(shí)候，每隔一段時(shí)間輸出一個(gè)信號(hào)到輸入，給看門(mén)狗電路清零，如果在超過(guò)規(guī)定的時(shí)間沒(méi)有輸入信號(hào)，WDT定時(shí)超時(shí)，就會(huì)回給一個(gè)復(fù)位信號(hào)到達(dá)單片機(jī)，使單片機(jī)復(fù)位，防止單片機(jī)死機(jī)[6]?？偟膩?lái)說(shuō)，看門(mén)狗電路的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說(shuō)程序跑飛。</p><p>　　IMP813LCMOS監(jiān)控電路能監(jiān)控電源及電池電壓

72、和的工作狀況。 當(dāng)電源電壓降至4.65V以下時(shí)，即產(chǎn)生復(fù)位。</p><p>　　該產(chǎn)品能提供多種功能。每個(gè)器件在上電、掉電期間及在電壓降低的情況下可產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。此外，IMP813L帶有一個(gè)1.6秒的看門(mén)狗定時(shí)器。IMP813L的引腳和功能與IMP705相同但只具有高電平有效的復(fù)位輸出。具有1.25V門(mén)限的電源故障報(bào)警電路可用于檢測(cè)電池電壓和非5V的電源。所有器件都具有手動(dòng)復(fù)位（MR）輸入?？撮T(mén)狗定時(shí)器的輸

73、出如果連接至MR將會(huì)觸發(fā)復(fù)位信號(hào)。</p><p>　　所有器件都具有8腳DIP、SO和MicroSO封裝。 </p><p>　　IMP813L具有以下特點(diǎn)</p><p>　　1．可替換Maxim公司的MAX705/6/7/8及MAX813L</p><p>　　2．精確的電源監(jiān)控，4.65V門(mén)限</p><p>

74、　　3．去抖動(dòng)的手動(dòng)復(fù)位輸入</p><p>　　4．電壓監(jiān)控，1.25V門(mén)限，電池監(jiān)控/輔助電源監(jiān)控</p><p><b>　　5．看門(mén)狗定時(shí)器</b></p><p>　　6．200ms復(fù)位脈沖寬度</p><p>　　7．高電平有效的復(fù)位輸出</p><p>　　其引腳說(shuō)明如表4-1所示。

75、 </p><p><b>　　表4-1 引腳說(shuō)明</b></p><p>　　IMP813L管腳圖如圖4-11所示。</p><p>　　圖4-11 IMP813L管腳圖所示</p><p>　　4.5.2單片機(jī)系統(tǒng)說(shuō)明及原理圖</p><p>　　單片機(jī)接收從傳感器檢測(cè)電路輸入的邏輯信號(hào)和脈沖

76、信號(hào)，并將輸入的信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算，以控制電流或控制電壓的形式輸出給被控制的單元電路，完成各項(xiàng)任務(wù)的要求。為了方便單片機(jī)引腳的使用，將單片機(jī)所有I/O口引腳用接口引出。在實(shí)際應(yīng)用中，串行通信與單片機(jī)控制電路密切相關(guān)，因此把串行通信與單片機(jī)控制電路聯(lián)合一起組成單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)電路原理圖如圖4-12所示。</p><p>　　圖4-12單片機(jī)系統(tǒng)電路原理圖</p><p>　　4.6

77、智能活動(dòng)門(mén)的總體原理圖</p><p>　　智能活動(dòng)門(mén)的總體原理圖如圖4-13所示。</p><p>　　圖4-13 智能活動(dòng)門(mén)的總體原理圖</p><p>　　第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1計(jì)算機(jī)部分的程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1.1 作用</b></p&

78、gt;<p>　　利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)活動(dòng)門(mén)控制的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以利用軟件控制活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)，從而將計(jì)算機(jī)軟件和硬件動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)，更加方便用戶對(duì)活動(dòng)門(mén)的操作。</p><p>　　在上述的技術(shù)方案中，采用串行通信的方式連接上位計(jì)算機(jī)和單片機(jī)有若干好處。首先，對(duì)于微機(jī)而言，控制外部設(shè)備的接口有多種多樣，如并口、串口、PCI，ISA等。從電路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便性考慮，利用串口最為理。這是因?yàn)椋话愕挠?jì)算機(jī)均帶有4個(gè)以上

79、的串行接口，而并口只有一個(gè)，計(jì)算機(jī)機(jī)的生產(chǎn)廠家不可能僅僅為了活動(dòng)門(mén)而占用微機(jī)有限的并口資源。</p><p>　　同樣，使用PCI，ISA插槽不僅占用了主板資源，更是需要開(kāi)發(fā)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)，開(kāi)發(fā)成本較高；此外，從開(kāi)發(fā)的成本和復(fù)雜性上考慮，采用串口無(wú)疑是最為簡(jiǎn)便而低廉的設(shè)計(jì)方案。</p><p><b>　　5.1.2技術(shù)方案</b></p><p>

80、;　　用戶通過(guò)軟件界面選擇和控制活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)?？刂平缑婧蛦纹瑱C(jī)相當(dāng)于是上、下位機(jī)的關(guān)系。控制界面通過(guò)串行通信傳遞給單片機(jī)控制指令，單片機(jī)接收指令后，選擇和控制所需要?jiǎng)幼鞯幕顒?dòng)門(mén)。</p><p><b>　　5.1.3具體實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　軟件控制活動(dòng)門(mén)需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：一是人機(jī)控制界面的編寫(xiě)，二是活動(dòng)門(mén)控制信號(hào)的傳送和執(zhí)行。第一個(gè)功能的主要內(nèi)容是Wi

81、ndows環(huán)境下可視化程序的開(kāi)發(fā)；第二個(gè)功能主要是計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的通信。</p><p><b>　　1．控制界面</b></p><p>　　目前，軟件界面一般都是基于Windows環(huán)境下的程序開(kāi)發(fā)，Visual Basic, Visuat C++以及C語(yǔ)言等。在這里只給出本設(shè)計(jì)所采用的人機(jī)控制界面。</p><p>　　控制界面中一般

82、需要完成如下的內(nèi)容：</p><p>　　選擇動(dòng)作：決定活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。</p><p>　　執(zhí)行內(nèi)容：在活動(dòng)門(mén)動(dòng)作后，選擇應(yīng)用程序。</p><p>　　2．微機(jī)與單片機(jī)的通信</p><p>　　計(jì)算機(jī)和單片機(jī)的通信和以下的兩個(gè)方面有關(guān)：一是計(jì)算機(jī)端的軟件，二是通信的協(xié)議。在本設(shè)計(jì)中，上位計(jì)算機(jī)采用C語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言，單片機(jī)使用STC8

83、9C52，二者之間通過(guò)串行通信傳輸控制指令。</p><p><b>　　控制指令的定義：</b></p><p>　　上位機(jī)程序需要將用戶在人機(jī)控制界面中的選擇，如活動(dòng)門(mén)編號(hào)的選擇、開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作的選擇等，轉(zhuǎn)換為可以傳遞的ASCII碼控制指令，通過(guò)串行數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和處理，實(shí)現(xiàn)控制動(dòng)作。</p><p>　　5.2單片機(jī)部分的程序</p&

84、gt;<p><b>　　5.2.1作用</b></p><p>　　當(dāng)計(jì)算機(jī)向單片機(jī)發(fā)出控制指令時(shí)，單片機(jī)通過(guò)當(dāng)時(shí)開(kāi)關(guān)和門(mén)的狀態(tài)，依據(jù)程序控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度與狀態(tài)，最終達(dá)到控制門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉的功能。</p><p><b>　　5.2.2技術(shù)方案</b></p><p>　　活動(dòng)門(mén)通過(guò)單片機(jī)的控制來(lái)達(dá)到門(mén)的開(kāi)啟

85、與關(guān)閉，其對(duì)門(mén)的控制采用中斷的工作方式，與上位機(jī)的通信采用串口的工作方式</p><p><b>　　5.2.3具體實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　單片機(jī)的程序完成兩個(gè)功能。</p><p>　　首先是監(jiān)測(cè)活動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)和活動(dòng)門(mén)狀態(tài)，并以此為依據(jù)輸出活動(dòng)門(mén)的控制指令。</p><p>　　其次，單片機(jī)程序還需要隨時(shí)接收上位

86、機(jī)發(fā)送的控制指令，并根據(jù)指令發(fā)送對(duì)活動(dòng)門(mén)的控制指令。并根據(jù)指令發(fā)送對(duì)活動(dòng)門(mén)的控制指令。單片機(jī)和微機(jī)控制指令的傳遞在本設(shè)計(jì)中使用的是串口通信。</p><p><b>　　第6章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　6.1調(diào)試串口</b></p><p>　　串口的調(diào)試分為兩步，一是控制軟件所發(fā)送的指令是否正確，二

87、是單片機(jī)能否正確接收</p><p>　　和處理控制指令。指令的發(fā)送可以采用采用專門(mén)的串口調(diào)試程序程序檢測(cè)軟件所發(fā)送的控制指令是否正確。本例使用的程序是 Windows自帶的"超級(jí)終端"軟件。讀者可以按照以下的步驟進(jìn)行指令發(fā)送正確性的調(diào)試：</p><p>　　指令選擇：用戶在控制界面上選擇活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，相應(yīng)的控制指令會(huì)自動(dòng)生成。</p><p&

88、gt;　　啟動(dòng)超級(jí)終端：在Windows下，選擇“開(kāi)始”菜單中的“附件”，從“附件”菜單中選擇“通訊”一項(xiàng)，在“通訊”中選擇“超級(jí)終端”。</p><p><b>　　6.2 硬件調(diào)試</b></p><p>　　在活動(dòng)門(mén)處于不同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，按下活動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)，觀察活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)情況是否正常，若不正常，將單片機(jī)的P2.0，P1.2，P1.3連接到示波器上，觀察這三個(gè)腳的電

89、平變化在開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況下是否正常。如果正常，再將TA7267BP芯片的兩個(gè)輸出腳PIN3，PIN5連接到電壓表上，觀察電壓變化足否正常。</p><p><b>　　6.3 軟件調(diào)試</b></p><p>　　在微機(jī)的軟件控制界面上分別選擇“開(kāi)”、“關(guān)”動(dòng)作，觀察活動(dòng)門(mén)的動(dòng)作是否正常。如果正常，則進(jìn)人串口調(diào)試步驟；如果還不正常，進(jìn)發(fā)驅(qū)動(dòng)調(diào)試步驟。</p>

90、<p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本系統(tǒng)以單片機(jī)STC89S52芯片為核心部件，利用紅外通信技術(shù)、單片機(jī)串口通信技術(shù)并配合一套獨(dú)特的軟件算法實(shí)現(xiàn)了紅外信號(hào)傳輸、紅外信號(hào)檢測(cè)等功能，實(shí)驗(yàn)和理論分析結(jié)果都表明，智能活動(dòng)門(mén)的設(shè)計(jì)完成了設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，力求硬件線路簡(jiǎn)單，充分發(fā)揮軟件片成方便靈活的特點(diǎn)，來(lái)滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。</p>&

91、lt;p>　　此外，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)微機(jī)軟件控制活動(dòng)門(mén)，利用計(jì)算機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)控制活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)工作，通過(guò)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通訊功能，把門(mén)的狀態(tài)信號(hào)送到計(jì)算機(jī)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)的軟件對(duì)其進(jìn)行處理，處理后的得到的控制信號(hào)再送還給單片機(jī)，進(jìn)而對(duì)門(mén)的開(kāi)與關(guān)進(jìn)行控制。</p><p>　　該設(shè)計(jì)使用方便：體積小，重量輕，不占用太多的機(jī)箱空間；程序簡(jiǎn)單；操作簡(jiǎn)單；成本低。實(shí)現(xiàn)了以下功能：</p><p>　　

92、1．活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作：在單片機(jī)的作用下，控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。</p><p>　　2．實(shí)現(xiàn)微機(jī)軟件控制活動(dòng)門(mén)：利用計(jì)算機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)活動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)工作，并完成基單片機(jī)和微機(jī)通信的電路與程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)，以上的兩個(gè)功能均需要滿足，其中主要部分就是單片機(jī)控制外部電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)以及單片機(jī)和上位計(jì)算機(jī)的通信。而這兩個(gè)功能也正是單片機(jī)系統(tǒng)中常用的關(guān)鍵技術(shù)。</p&g

93、t;<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過(guò)幾個(gè)月的鍛煉，無(wú)論在理論上、設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐動(dòng)手編碼能力、以及團(tuán)結(jié)協(xié)作我都有一個(gè)很大的提高。在自己專研，指導(dǎo)老師的指導(dǎo)以及同學(xué)們的幫助下，使得這個(gè)設(shè)計(jì)才得以完成，正因如此，在設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多新的知識(shí)，對(duì)自己的所掌握的知識(shí)有了進(jìn)一步的提升。</p><p>　　在設(shè)計(jì)期間，由于專業(yè)技能有限和

94、經(jīng)驗(yàn)的不足遇到了很多困難，在遇到問(wèn)題、查閱資料、解決問(wèn)題的過(guò)程培養(yǎng)了自學(xué)能力、分析問(wèn)題的能力，并且使得我對(duì)計(jì)算機(jī)接口技術(shù)有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)。</p><p>　　在整個(gè)學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)階段的過(guò)程整，通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)和研究整個(gè)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能，接觸到了一些從未接觸過(guò)的新知識(shí)，并且對(duì)以往所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了以次深刻的鞏固。當(dāng)然還存在著一些問(wèn)題，有待以后深入研究和學(xué)習(xí)加以解決。</p><p>　　在