2011参考毕业论文

目录

1 引言 (1)

2 设计方案 (1)

2.1 设计思路 (1)

2.2 方案比较与论证 (1)

2.3 总体设计图 (2)

3 硬件电路及各部分原理分析 (2)

3.1 单片机系统 (2)

3.1.1 芯片介绍 (2)

3.1.2 单片机控制电路 (3)

3.2 自动门电路 (4)

3.3 门体检测电路 (5)

3.4 按键电路 (6)

3.5 语音电路 (7)

3.5.1 语音芯片介绍 (7)

3.5.2 功放（LM386）介绍 (8)

3.5.3 语音应用电路 (9)

3.6 电机驱动电路 (9)

3.7 电源电路 (10)

4 系统软件设计 (10)

4.1 软件总体流程图 (10)

4.2 语音流程图 (11)

5 结束语 (12)

致谢 (12)

参考文献 (14)

附录1原理图 (15)

附录2主程序 (16)

1 引言

在金融交易中，现金交易多通过柜台直接传递，特别是大额款项，存在很大的安全隐患，如何应对银行抢劫，保护生命、财产不受损失，是现有银行保卫系统直接面对的，也是一个最棘手的问题，基于此我们的研究设计的双门互锁联动门解决方案，其最大限度地降低了大额现金风险，整体解决方案是以单片机为控制核心，并具有报警和语音提示的双门互锁控制系统，使得大数目现金得以安全出入银行，同时也使得银行内部工作人员的安全有了保障。该方案以双门互锁联动实现款箱传递通过按键控制，实现双门联动以及同关、急停和报警等功能。

尾随抢劫，即在储蓄员开门后犯罪分子挟持储蓄员冲入柜台进行抢劫，是银行储蓄所抢劫犯罪中最常见的犯罪手段之一。因此，此类场所一道防盗门很难起到防抢劫作用。据公安部有关标准，金融机构、保密等机构必须使用联动互锁门，并且必须达到在正常使用条件下，打开一道门时另一道门不能被打开，形成一个进出通道。即在一道门开启情况下，从外部用钥匙或从内部都无法打开另一道门，这对设计提出了更高、更具体的要求，也是安全设计的核心。本文所介绍是基于单片机控制的联动门系统，门体采用的是松下自动门系列，该系统具有运行可靠、控制精确、使用方便、保密程度高等优点，特别适合于银行储蓄所、监狱等需场所。

2 设计方案

2.1 设计思路

根据系统设计要求可知，本系统的主要任务是完成人员对双门的操作，系统要做到任何时刻只有一个门被打开，只有在紧急情况下才由管理人员打开双门。因此单片机控制系统需要处理按键操作，需要驱动电动机来拖动二门的关闭和打开，以及检测门体的位臵，另外，为了体现人性化系统需要语音提示和报警电路，可以让人们准确形象的知道门体的位臵和状态。

2.2 方案比较与论证

根据题目的要求，设计任务主要完成自动门的双门联动、同关、急停和报警的控制，以下对系统的实现方案进行论证。

方案一：采用交流接触器、互锁按键、直流电动机、行程开关和点动按钮等器件构成的互锁联动柜台控制系统。但是此系统体积比较庞大、接线复杂、灵敏度低，由于使用了交流接触器使故障率比较高。因此不采用此方案。

方案二：采用PLC和行程开关构成的互锁联动柜台控制系统。此系统属于PLC控制系统，这种系统电路简单、可靠性较高。但是此系统安装维护比较复杂并且成本较高，故不采用此方案。

方案三：采用单片机和外围器件构成的智能型互锁联动门系统。利用AT89S51作为主控芯片，该系统具有硬件电路简单、成本较低、系统的灵敏度和可靠性较高等优点。我们的主要精力是用来设计软件，并且只须改变程序就可以增加其它功能便于系统的升级与维护。故选用此方案。

用单片机设计的联动门控制系统包含单片机系统、光电检测电路、按键、电机驱动、语音模块、和报警电路等单元电路。

2.3 总体设计图

根据以上论述，该系统主要由单片机系统、光电检测、电源电路、报警电路和语音电路组成。系统方框图如图1所示

图1 总体方框图

3 硬件电路及各部分原理分析

3.1 单片机系统

3.1.1 芯片介绍

在51系列单片机中，因考虑到本系统设计较大，需要比较多的口线，故采用AT89S51型号的单片机，这样即可满足系统的设计要求，又比较经济，达到很高的性价比。

AT89S51是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB ISP （IN-System Programmble）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及89S51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大。

其主要特性如下：

（1）兼容MCS-51指令系统

（2）4KB字节可编程闪存存储器寿命：1000写/擦循环

（3）数据保留时间：10年

（4）全静态工作：0Hz-24Hz

（5）4.5-5.5V工作电压

（6）三级程序存储器锁定

（7）时钟频率0-33MHz

（8）128×8bit内部RAM

（9）中断唤醒省电模式

（10）灵活的ISP字节和分页编程

（11）双数据寄存器指针

（12）32可编程I/O线

（13）两个16位定时器/计数器

（14）全双工UART串行中断口线

（15）2个外部中断源

（16）软件设臵空闲和省电功能

（17）双数据寄存器指针

（18）看门狗（WDT）电路

（19）低功耗的闲臵和掉电模式

（20）片内振荡器和时钟电路

单片机AT89S51的管脚排列如图2所示。

图2 AT89S51的管脚图

3.1.2 单片机控制电路

单片机电路主要是对输入和输出进行控制。输入控制有按键控制和门体检测控制两部分。输出控制主要由报警电路、语音提示电路和电机驱动电路构成。单片机首先采集输入控制电路的信号，根据此信号来控制各个输出电路，使各部分电路正常工作。基本控制过程是：内门和外门只有同时处于关闭的情况下，单片机才开始采集输入控制电路的信息，否则，输入操作无效。当按下内门打开按键时，单片机控制电机驱动电路使电机正转打开内门，当门体检测元件检测到内门完全打开时，给单片机一个控制信号，单片机控制电机停止，同时语音提示电路发出“内门已打开”的声音，延时3s后自动关闭内门。当按下外门打开按键时，和内门打开的操作一样，单片机控制外门电机动作打开外门。在按下双门打开按键时，两个门同时打开。在按下紧急按键时，不论在任何状态下两门都迅速关闭并报警。客户在任何时刻只能打开其中的一个门，从而确保交易的安全。

按键控制利用P0口的P0.0～P0.4接按键开关作为操作者的控制输入接口，包括内门开S1、外门开S2、双开S3、同关S4、急停S5五种控制。检测控制利用P2口的P2.4～P2.7四个作为门的位臵检测点。输出控制利用P3口的P3.4～P3.7作为电机控制接口，分别控制电机的正、反转来实现门的打开和关闭。P1口的P1.0～P1.4接语音电路。P2.1口接报警电路。单片机与各部分电路实际连接如图3 所示。