平移门

第1章绪论

1.1 引言

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，方便于生活的自动控制系统开始步入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。

单片机以其体积小、重量轻、价格便宜等特点广泛应用到国民经济建设及人们工作和生活各方面，并成为科学技术现代化的工具。在我们所处的生活环境中，充斥着各种各样与单面机相结合而诞生的产物，如交通灯、声控灯、感应自动门等。我在这次毕业设计中所选择的，就是单面机与门结合的产物，自动门系统。

自动门已经是随处可见的。自动门给我们带来人员进出的方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处。

本设计的题目是“平移门控制系统设计”，其工作原理为通过单片机提供的高电平给三极管，使三极管导通，接通电路，使继电器得电，吸合开关，接通电动机所在回路，完成电动机的正反转动作。在正转时由单片机提供一个高电平，经过限流电阻，为三极管提供一个开启电压，集电极和发射极导通，使继电器所在的回路接通。给继电器所在回路加上12伏电压，电磁继电器得电将开关吸合，电动机所在回路导通，通入24伏直流电，使电机正转，反转同理。

1.2 本文研究的目的和内容

目前国内外的各种平移门种类繁多，本文主要研究的内容是平移门的控制系统的设计，这次任务主要是对典型的平移门的学习掌握以及对其控制部分做一些设计和编程。本次任务主要有：1绘制平移门控制系统的工作原理：2编写相关程序；3进行调试。完成此次工作是我们大学阶段最后一项任务，也是最重要的一次学习，巩固了相关的知识，也学到了很多生产实践的经验，对我们的帮助是很大的。

第2章平移门控制系统设计前的准备

2.1 硬软件的准备

由于平移门控制系统主要是采用了单片机原理。以单片机为核心的，由硬件部分和软件部分组成配以一定的外围电路实现某些功能，完成相关的任务。硬件是系统的基础，软件则是在硬件的基础上对其合理的调配和使用。

在进行硬件设计时，首要问题是确定电路的总体方案并进行技术论证。所谓硬件电路的总体设计就是为了实现该系统控制功能的所有硬件的电气原理图、接线图。就硬件系统来讲，电路各个部分都是紧密相关的，相互协调，任何一部分电路考虑的不充分都会给其他部分带来影响，我们应先熟悉单片机的性能，特点以及寄存器的运用方法，了解外围电子元器件的检测及运用，扩展用数字IC及接口芯片的运用，了解被控制对象的特征。平移门系统的电路可以分为主控制电路，晶振电路，复位电路，显示电路等等，它们各部分之间都是有关联的，要先了解各部分的工作原理及各元器件的性能。

在进行总体设计是软件设计和硬件设计应统一考虑，结合进行。当系统电路定型后软件的任务也就明确了。系统中的应用软件是根据系统功能要求设计的，应该了解单片机指令表中每条指令的意义，了解伪指令的意义，掌握汇编语言，学会调试。一个单片机应用系统在经过总体设计，硬件设计，软件设计，在程序存储器中放入编制好的应用程序，系统即可运行。但一次性成功几乎太不可能，多少会出现一些硬件或软件上的错误，这就需要通过调试来发现错误并加以改正。

2.1.1 单片机的选择

单片机可以称为整个系统的“心脏”，它承担了整个系统的控制，系统的性能和容量很大程度上是由单片机的性能决定的。

对于本课题来说，AT89C51单片机的基本功能和特性已满足要求，并为将来的进一步完善留有可开发的余地，且八位机在我国当前应用最为普通的机种，在相当长的一段时期内占据着主导地位，所以基于上述要求和原因，我采用Atmel公司研制的8

位AT89C51单片机。

一、AT89C51单片机引脚图：

二、AT89C51简介

2.2 Protel软件

工厂电气控制图一般用于手工绘制，手工绘制图不规范、不标准，重复性工作较多，效率低。用计算机绘图的软件较多，如西安交通大学的JDS成套电器设计软件，绘制原理图及自动生成接线图等都很好，但价钱较贵。

2.3 其他工具及元器件的准备

一个完整的单片机系统，除了单片机作为控制器的核心外，有时候还有很多元器构成。常见的元器件包括电阻，电容，二极管，三极管，继电器及必需的电源设备等。在什么情况下选择什么类型的元件。

第3章平移门控制系统的设计

3.1 原理图的设计

3.1.1控制方案

平移门的整个设计过程包括电路的设计、电机选择、继电器和开关电源等一些元件的选择以及控制电路的设计。其中每个环节设计的是恰当的关系到整个控制系统的稳定性和预期目的实现。为了使电路能够最大限度的发挥其功能，真正地做到开关自动化的目的，这就要求该系统的控制部分有强的灵活性、容易操作的优点。因此，整个控制系统是整个系统的关键部分，是实现平移门开关自动化的重要保证。控制方案确定是整个控制部分设计的首要阶段，也是基础阶段。控制方案的确定同样决定后续工作量的大小，一个好的方案可以节省大量的设计时间，也可以节省研发的开支；反之将浪费物力和财力，而且目的还不一定实现。

为了能够方便的控制整个控制电路的动力源，也就是电动机，应该先选择合适的电动机。我采用了如下的方案。通过单片机提供高电平给三极管，使三极管导通，接通电路，使继电器得电，吸合开关，接通电动机所在的回路，完成电动机的正反转动作。由单片机提供一个高电平，经过限流电阻，为三极管提供一个开启电压，集电极和发射极导通，使继电器所在的回路加上12伏电压，电磁继电器得电将开关吸合，电动机所在的回路导通，通入24伏直流电，使电机转动。

以上为本人的最初设计方案。但是在实际设计过程中，考虑到控制对象的特点和实际的情况，我对初始的设计方案进行了一些的修改。下面是最终的电路设计图：

图3-1 控制原理图

3.1.2 电路的组成及工作原理

为了实现不同的功能，在电路设计中就要对各种功能的实现电路进行分别设计。电路的各个部分是用来实现不同的功能的，每个功能模块既有独立的因素，也有相互联系的因素。本电路主要是由复位电路，晶振电路，显示电路和控制电路几个模块组成。

1.复位电路

复位电路是用来让系统进入复位状态，如图所示：这是一个简单的按键手动复位电路图。先给电路提供一个5伏电压，在电路通电的时候，电容器短路，相当于一根导线，直接接地，在未按下复位键时，该支路断开，无电流通过。产生一个低电平，经过非门后，转换成了高电平。当经过一段时间后，电容充电，又产生高电平，进入

非门。按下按键时，电容被短路，系统复位。