基于单片机的地铁自动门设计(本科毕业论文)

天津工业大学

毕业设计（论文）基于单片机的地铁自动门设计

姓名：

院(系)别：电子与信息工程学院

专业：电子信息工程

班级：

指导教师：

职称：

2011年 6月6日

天津工业大学毕业设计（论文）任务书

院长教研室主任指导教师

毕业设计（论文）开题报告表

20011年 3 月 7 日

天津工业大学毕业设计（论文）进度检查记录

天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表

（设计类）

天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表

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开始进入人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。本文设计了基于单片机的地铁自动门，该系统以单片机为主体，直流电机、转速测量为核心，实现地铁门的自动控制。

本设计主要应用8051作为控制核心，直流电机、红外传感器、磁开关相结合的系统。通过单片机程序对直流伺服电机的正转、反转进行控制，从而对门进行开、关的控制；直流电机采用H桥驱动。充分发挥了单片机的性能。其优点是电路简单，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。

关键词: 8051；地铁自动门；直流电机；红外传感器；转速测量

ABSTRACT

With the development of society, the progress of science and technology and people’s life level gradually improve, all sorts of convenience life automatic control system began to enter into people's lives, the automatic door systems with SCM as the core is one of them. This paper introduces the design of metro automatic door, based on single chip microcomputer as the subject in this system, dc motor, speed measurement as the core, realize the automatic control to iron.

This design is mainly used the 8051 as control core, combin of DC motors, infrared sensors, magnetic switch.Making full use of the microcontroller performance. Through the microcontroller program control the dc servo motor foreward or inversion, thus control the door open or close; and close Dc motor driven adopt H bridge.Its advantage is the circuit is simple, software’s function is consummation, the control system is reliable, cost-effective is high,it has a certain use and reference value.

Keywords: 8051, Metro automatic door,DC motor, Infrared sensors, Speed measurement

目录

第一章绪论 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.1.1 自动门的介绍 (1)

1.1.2 单片机的发展 (3)

1.1.3 电机自动控制系统的应用和发展 (4)

1.2 课题研究的意义和目的 (6)

第二章自动门系统方案 (7)

2.1 设计思想和整体框图 (7)

2.2 器件选型 (7)

第三章自动门系统的硬件设计 (9)

3.1 系统硬件整体逻辑设计 (9)

3.2 控制器单元的硬件设计 (9)

3.3 直流电机驱动模块 (15)

3.4 检测模块 (19)

3.5转速测量模块 (20)

第四章软件设计 (23)

4.1 整体程序流程图 (23)

4.2 功能模块设计 (23)

4.2.1 PWM信号发生程序设计 (23)

4.2.2 转速测量模块程序设计 (26)

第五章设计仿真与分析 (29)

5.1 仿真软件介绍 (29)

5.2 整体分析 (30)

5.3 软件调试 (32)

5.4 硬件仿真 (32)

总结 (33)

参考文献 (34)

附录 (35)

谢辞 (48)

第一章绪论

现代社会是一个快速发展的信息化社会，随着科学技术的不断进步，人们不断去追求舒适，方便的生活环境。于是相应的电子产品产生，智能型自动门同样出现在人们的生活中。随着自动门的技术、性能日趋成熟、完善，它被广泛应用在政府机关、银行、医院、商业、工业等不同行业，改善了人们的生产生活条件。自动门不但能给我们带来人员出入方便、节约空调能源、防风、防尘、防噪音等好处，更令我们的建筑物增添了不少高贵典雅的气息。

1.1 课题背景

1.1.1 自动门的介绍

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。按启闭形式分：可分为推拉门、平开门、折叠门和旋转门；按门体的材料分：不锈钢门有安全玻璃、不锈钢饰面、建筑铝合金型材、彩色涂层钢板、木材等。

自动门的系统配置是指根据使用要求而配备的，与自动门控制器相连的外围辅助控制装置，如开门信号源、门禁系统、安全装置、集中控制等。必须根据建筑物的使用特点。通过人员的组成，楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。

1、开门信号

自动门开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源。

微波雷达是对物体的位移反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场所，它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动后，雷达便不再反应，自动门就会关闭，对门机有一定的保护作用；红外传感器对物体存在进行反应，不管人员移动与否，只要处于传感器的扫描范围内，它都会反应即传出触点信号。缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的人员出入的场所。