基于单片机的自动门控制系统课程设计报告书

齐鲁工业大学

课程设计

2015年 1月 15 日

齐鲁工业大学

课程设计任务书

课程：单片机的控制系统课程设计

题目：自动门控制系统设计

专业：测控技术与仪器：涛学号：8

主要容：

利用51板实现自动门控制系统设计。具体要求如下：

1、有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。

2、无人时关门延迟，当热释收发装置没有检测到有人在离门1m的围，将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。

3、关门中途来人，立即开门。当启动电动机带动传动链关门时，感应探头突然检测到在离门1m的围有人，则立即停止电动机关门，启动电动机带动传动链开门。

基本要求：

1、熟悉MCS单片机系统的基本构成和工作原理。

2、了解自动门系统的原理及控制方法。

3、掌握 MCS-51系列单片机I/O、定时器等操作方法。

4、掌握单片机的一般编程技巧。

参考资料：

1、毅刚．单片机原理及应用[M]．：高等教育，2010.

2、蔡美琴．MCS-51系列单片机系统及其应用[M]．：高等教育，2004.

完成期限 2015-1-15

指导教师凯

专业负责人涛

2015年1月15日

目录

第1章绪论 (1)

1.1 自动门发展历史 (1)

1.2 单片机的发展及89C51系列的运用 (1)

1.3 红外探测技术的发展 (2)

1.4 设计的主要容 (2)

第2章系统结构及主要元器件 (3)

2.1设计整体框图及总电路图 (3)

2.2主要元器件介绍 (4)

第3章硬件设计 (11)

3.1 基本单片机系统 (11)

3.2 红外检测电路 (11)

3.3 步进电机 (12)

3.4 检测模块 (14)

第4章软件设计 (16)

4.1 系统软件结构 (16)

4.2 各部分程序流程设计 (16)

4.3 门行程检测及故障检测 (24)

结论 (28)

参考文献 (29)

第1章绪论

1.1 自动门发展历史

自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。自动门是指：可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。

自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。例如：各种用可识别控制的自动专用门，如：感应自动门(红外感应，微波感应，触摸感应，脚踏感应)、刷卡自动门等。

21世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。门大规模专业化生产始于150年前，在不断发展和完善的过程中，涌现出大批独具规模的专业制造商。门的高级形式--自动门起源在欧美，迅速发展至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。

1.2 单片机的发展及89C51系列的运用

担任本设计处理部分的是89C52单片机（89C51系列）.目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。

随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将列强。在单片机家族中，80C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司将其MCS –51系列中的80C51核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著

名IC制造厂商，如Philips、 NEC、AMD、华邦等，这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。这样，80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族，现统称为80C51系列。80C51单片机已成为单片机发展的主流。专家认为，虽然世界上的MCU品种繁多，功能各异，开发装置也互不兼容，但是客观发展表明，80C51可能最终形成事实上的标准MCU 芯片。

1.3 红外探测技术的发展

红外探测技术在军事技术、工业控制、安全保卫、家用电器以及人们的日常生活等诸多领域中都有着非常广泛的应用,而一些教学实验的测控系统也在教学中发挥了很大的作用。红外探测技术利用红外光波(又称红外线)作为载波来传送测量信号或者控制指令,例如红外遥控电视开关、红外报警器、自动玻璃门等。之所以采用红外光波作为测控光源,是由于红外发射器件与红外接收器件的发光与受光峰值波长一般为0.88μm-0.94μm,落在近红外波段,而且二者的光谱恰好重和能够很好地匹配,可获得较高的传输效率及较高的可靠性。红外测控系统一般包括发射、接收以及处理部分。在本设计中，红外线探测器中的热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号。然后，对电压信号进行波形分析。于是，只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时，才输出检测信号。例如，在两个不同的频率围放大电压信号，且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。

1.4 设计的主要容

1、有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。

2、无人时关门延迟,当热释收发装置没有检测到有人在离门1m的围，将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。

3、关门中途来人，立即开门。当启动电动机带动传动链关门时，感应探头突然检测到在离门1m的围有人，则立即停止电动机关门，启动电动机带动传动链开门。总体结构图如下图1-1：

图1-1 设计总结

构