单片机毕业设计 论文_AT89C51红外线自动门控制系统

目录

摘要Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章绪论 (2)

1.1课题研究的可行性 (2)

1.2课题的意义和目的 (2)

1.3关于设计的简介和用途 (3)

1.4 该设计的基本设计思路 (3)

第二章主要器件的介绍 (4)

2.1 单片机控制电路 (4)

2.1.1 单片机简介 (4)

2.1.2 时钟电路和复位电路 (5)

2.2步进电机模块与驱动 (6)

2.2.1步进电机 (7)

2.2.2.步进电动机的驱动方法 (10)

2.3 红外传感器的原理和使用 (13)

2.4 BISS0001芯片介绍和典型电路 (15)

2.5 菲涅尔透镜原理 (20)

第三章系统硬件设计 (26)

3.1 设计电路的电框图和原理 (26)

3.2 各部分程序设计 (27)

第四章系统软件设计 (33)

4.1 设计电路原理图 (33)

设计总结 (35)

主要参考文献 (36)

致谢信 (37)

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，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。

过对“红外通感应自动门单片机控制系统”的研究和设计，精心撰写了单片机控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体，LED点阵显示芯片及无刷直流电机为核心的系统。本设计主要应用AT89C51作为控制核心，无刷直流电机、红外传感器相结合的系统。

充分发挥了单片机的性能。其优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠性比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。

关键词：单片机红外线传感器AT89C51 BIS0001芯片

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第一章绪论

1.1课题研究的可行性

今天，人类已进入科学技术空前发展的信息社会，电子计算机、机器人、自动控制技术以及单片机嵌入系统的迅速发展，迫切需要行行色色的传感器。作为“感觉器官”，传感器用于将各种各样的信息检测并转换为工作系统能进行处理的信息。显而易见，传感器在现代科学技术领域中占有极其重要的地位，了解、掌握和应用传感器成了许多专业工程技术人员的必需，“传感器技术与应用”成了应用电子技术、自动控制技术、自动信号技术、测量技术、机器人技术及计算机应用等专业的必修课。

目前，市场上出现的热释电人体红外线传感器主要有上海产的SD02、PH5324，德国产的LH1954、LH1958，美国HAMAMATSU公司产P2288，日本NIPPON CERAMIC公司的SCA02-1、RS02D等。虽然它们的型号不一样，但其结构、外型和电参数大致相同，大部分可以彼此互换使用。

本设计主要应用单片机8051作为控制核心，步进电机、热释电型红外传感器、电位器相结合的系统。充分发挥了单片机的性能。其优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。

1.2课题的意义和目的

经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市，自动门已经是随处可见，在各大厦、宾馆、酒店、银行、商场、医院、写字楼等场所，自动门更是得到大范围的普及使用。自动门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的建筑增添了不少高贵典雅的气息。

自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、感应门就是指自动门。

自动门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内外两侧红外线，当人走近自动门

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时，红外线感应到人的存在，给控制器一个信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，提高了建筑的档次。

1.3关于设计的简介和用途

热释电红外传感器是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。

1.4 该设计的基本设计思路

设计以AT89C51单片机为核心，统一控制红外感器和步进电机，并通过机械直线运动单元驱动玻璃门。在硬件上实现了LED系统报警显示，人员进出信号的采集与A／D转换，监控报警(“看门狗”技术)，电机驱动控制以及光耦隔离技术，如图1所示。在软件方面，主要采汇编语言对单片机控制系统进行编程。与此同时，本系统在设计开发的过程中，考虑到实用性及性价比，所采用的芯片和器件均为通用器件，因而整个系统的造价并不高，并且有较强的应用价值和良好的发展前景。

进出LED显示控

“看门狗”监控

AT89C51

自动门驱动控

A/D转换

报警显示控制

红外传感人体信号

图1 系统总体设计框图结构

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第二章主要器件的介绍

2.1 单片机控制电路

2.1.1 单片机简介

以大规模集成电路为主组成的微型计算机，简称为单片机，又称为嵌入式微控制器(Embedded microcontroller)。它的诞生是计算机发展史上一个新的里程碑。

1）单片机的发展

单片机从诞生至今已经经历了4个发展阶段，分别是：

第一阶段（1974－1976年）：单片机初级阶段。因工艺限制，此阶段的单片机采用双片的形式而且功能比较简单。例如仙童公司生产的F8单片机，只包括了8位CPU,64个字节的RAM，和两个并行口，需要加一块具有1KB ROM、定时器/计数器和两个并行口的3851芯片才能组成一台完整的计算机。

第二阶段（1976－1978年）：低性能单片机阶段。此阶段的单片机已成为一台完整的计算机，但内部资源不够丰富，以Intel公司生产的MCS-48系列为代表，片内集成了8位CPU、8位定时器/计数器、RAM和ROM等，但无串行口，中断系统也比较简单，片内RAM和ROM 容量较小且寻址范围不大于4KB。

第三阶段（1978－）：高性能单片机阶段。此阶段的单片机内部资源丰富，以Intel公司生产的MCS-51系列为代表，片内集成了8位CPU、16位定时器/计数器、串行I/O口、多级中断系统、RAM和ROM等，片内RAM和ROM容量加大，寻址范围可达64KB。有的型号内部还带有A/D转换器。

第四阶段（1982－）：8位单片机得巩固发展及16位、32位单片机推出阶段。16位单片机以Intel公司生产得MCS-96系列为代表，在片内带有多通道A/D转换器和高速输入/输出（HSI/HSO）部件，中断处理和实时处理能力很强。

目前单片机的品种众多，其中性能优良的8位单片机在今后若干年内仍然将是工业检测、

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