自动门控制系统
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单片机根据各接口信息和门体的运动情况，对 ＰｗＭ信号频率进行适当的调整（通过调整专用及 自定义寄存器的值），精确地控制电机的运动。另
外为满足不同用户的需要，提供了一些特殊的操作 模式：如窄开门方式，在冬天或特殊条件下使用。
系统故障分为停电、电源电压偏低、过流和过 热等。本系统中各个电流、电压设置了监测电路， 监测电路将电流转换成电压，然后用单片机内部的 Ａ／Ｄ转换器将其转换为数字信号。执行主程序时， 定时响应检查是否发生了欠压、过压、过载等情 况，一旦发生故障，则ＬＥＤ进行故障显示，并执 行相应的故障处理子程序，以防止各种意外情况的 发生。Ｋ４集成了软件看门狗功能（ＣｏＰ）。如果 ＣｏＰ定时器不能及时清零而溢出的话，系统软件 复位，从而能够跳出意外产生的“死机”，提高了 软件的可靠性。另外，我们预留了单片机的串行通 信口，转Ｒ孓２３２（或Ｒ孓４８５）与手持机通信，可 以更方便灵活的对自动门系统进行配置。
引证文献(2条)
1.肖俊峰.郑小琴 一种红外线自动门单片机控制系统[期刊论文]-门窗 2008(10) 2.郑小芹.李钟慎 采用单片机控制的红外自动门[期刊论文]-制造业自动化 2008(1)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dzcljs200506048.aspx 授权使用：湖南工业职业技术学院(hngyzyjsxy)，授权号：2a18b875-5d82-41e7-acb6-9e3800e362cd
的高速缓存耗能大小比较
机制。这种
机制尤其适用于小数据量的高速缓存。
参考文献
１ Ｉｎｔｅｌ ＣｏｒＤｏｒａｔｉｏｎ Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｌ Ｘｓｃａｌｅ Ｍｉｃｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｎｕｎａｒｖ．
２ Ｉｎｔｅｒｍｔｉｏｍｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６—５， ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄ∞ｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＭＣＵ ａｌｓｏ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔ啪ｒｅ ｉｓ ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ
Ｔｈｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａｌｒｅａｄｙ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．
电子测量技术 ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY 2005，""(6) 2次
参考文献(3条) 1.Xilinx Data Book 2002 2.MC68HC11K4 HCMOS MICROCONTROLLER UNIT TECHNICAL DATA 3.徐志军 CPLD/FPGA的开发与运用 2002
万方数据
整。光电编码器监测门体的运动方向和速度，并反 馈给单片机，单片机的控制信号通过ＣＰＬＤ编码， 控制驱动电路引导门的运动，形成闭环控制。系统 掉电时，用户调整的参数被送到Ｅ２ＰＲｏＭ中保存 起来，当供电恢复后，系统可以按照掉电前用户设 定的参数运行。
２系统的软件实现
本系统软件设计面向硬件，选用汇编语言，程
３ 仿真结果
黼蓦篙黧嚣
高速缓存能
耗比不经过
预取的８Ｋ的
动态高速缓
存还少４．５％
（图５）。 本文提
供简单的能
图４通过自适应预取后 不同高速缓存的如ＰＣ改进
够运用到嵌
入式处理器
的预取机制。
展示为
Ｍ［ＰＥＧ４多媒
体应用程序 增加性能和 减少能耗的
图５ ２Ｋ经过自适应预取的高速 缓存和８Ｋ没有经过自适应预取
门体宽度和运行速
度）。单片机访问传
图２程序流程框图
电子测量技术·２００５年第六期
８７
感器、控制面板、过热过流保护信号、电机速度、 方向等接口信号（对应图中的查询输入信号）。
整个电机运动分成四个阶段：加速、高速匀 速、减速和低速保持，在开门信号或遇障时对应有 倒转程序。对步进电机的控制由脉冲编码电路、功 率驱动电路完成。本系统采用ｃＰＬＤ（ＸＣ９５３６） 实现脉冲分配功能，单片机只需要输出启动停止信 号、转动方向信号及表示转动速度的ＰＷＭ信号， 具体时序的产生都由ＣＰＬＤ完成，减轻了单片机 的负担。通过控制面板可以进行复位，修改系统的 操作模式、各项运动参数，方便用户使用。
Ｌｉｕ Ｚｈ遮ａ１１９ Ｄｉｎｇ Ｐｅｎｇｌｉｎ Ｈａｏ Ｃｈ删蛋ｈａｉ ｚｈａｏ ｓｈｕｚｈｅｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ＭＣ６８ＨＣｌｌＫ４ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． ｔｈｅ、ｖｏｒｋ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａ１１ｄ ｈａｒｄ、ｖａｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ
序流程如图２所示。
以下结合程序流程
及硬件设计介绍系
统软件设计的主要
部分。
系统上电后首 先进行初始化，从
Ｅ２ＰＲｏＭ中调用用
户设置的参数。检
测总电源直流电压
是否达到额定值，
电源稳定后，设置
系统的中断向量
（比如输入捕捉，输
出比较，对应不同
的中断地址，发生
中断后运动相应的
程序），而后校准门
的运行情况（包括
门体的运动方向、速度和位置，通过光电编码 器来实现。光电编码器是一种高精度角位移传感 器，有Ａ和Ｂ两路正交脉冲输出，分辨率为 ２５６ＰＰＲ，顺时针旋转时，Ａ路超前Ｂ路９０。，反 、之，Ｂ路超前Ａ路９０。。结合单片机的输入捕捉功 能，将该信号接单片机的输入捕捉引脚，由其频率 可知电机的角速度。进而根据其正反转，测得其 位移。
参考文献
１ Ｘｉｌｉｎｘ Ｄａｔａ Ｂ００ｋ。ＸＩＬＩＮＸ ＩＮＣ，２００２ ２ ＭＣ６８ＨＣｌ １Ｋ４ ＨＣＭＯＳ ＭＩＣＲＯＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ ＵＮＩＴ
ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＤＡＴＡ，Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＩＮＣ ３ 徐志军．ＣＰＵ）／ＦＰＧＡ的开发与运用．北京：电子工
业出版社，２００２．７，１～２００
下载时间：2010年11月24日
Ｋ唧ｏｒｄｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄ。ｏｒ
１ 系统结构和硬件设计
自动门控制系统功能强大，完善的故障监测和
故障状态显示功能，灵活的参数设置，智能化处
理，紧急按钮，并可以手动复位。其控制系统结构
如图１所示：
ＥＰＲＯＭ ｓＲＡＭ
Ｉ光电管ｌ
Ｉ传感器ｌ
接
来自百度文库
口
Ｉ擞板Ｉ ｌＫ＆ｓＥＰ键卜一 露
ｌｕＤ品示Ｉ
＿１ｃ㈣，懈
Ｍ０６８｝℃１Ｕ“ 单片机
ｌ光电编Ｉ
ｒ霸矿
革 码器１
制动Ｌ一
ｌ懒ｌ
Ｉ电流电压榆测
图１自动门控制系统结构
Ｋ４是系统的控制核心，片内自带６４０字节的 Ｅ２ＰＲｏＭ，用来存储用户设定的参数。在外部扩展 了１２８ＫＢ ＥＰＲｏＭ和８ＫＢ ＳＲＡＭ。ＥＰＲｏＭ用于 贮存系统程序，ＳＲＡＭ存储处理数据和临时参数。 光电管检测行人是否在门的运动轨迹上；传感器检 查门外是否有行人接近；控制面板按键供用户设定 门的工作方式，调整系统工作模式和门体的运动速 度等参数；Ｋ＆Ｓ键是紧急状态（如火灾等）下的 操作按钮；ＬＥＤ显示当前控制系统的工作模式或 者故障信息；电流电压检测检查系统直流电源是否 欠压，整机电流是否偏大以及功率驱动电路是否过 热。单片机定时循环检测传感器、紧急按钮和光电 管的状态，结合门体的当前运动状态，产生控制信 号对步进电机的运动（速度、方向）做相应的调
８６
自动门控制系统
自动门控制系统
刘志刚 丁朋林 郝长海 赵淑珍 天津大学
摘要文中介绍ＭＣ６８ＨＣｌｌＫ４的性能特点和以它为核心的自动门控制系统的工作原理、硬件结构，着重阐述系统 的软件设计，系统已完成调试。
关键词自动门
Ｄ鹳ｉ印ｏｆ ｔｈｅ Ａｕｔ哪ａｔｉｃ Ｄｏｏｒ Ｃ蚰ｔｒｏｌｌｅｒ ｂ鹪ｅｄ帅ＭＣ６８ＨＣｌｌＫ４
ｓｏｆｔ啪ｒｅ， ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ ２００１—１２—１５．
万方数据
自动门控制系统
作者：
作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
刘志刚， 丁朋林， 郝长海， 赵淑珍， Liu Zhigang， Ding Penglin， Hao Changhai， Zhao Shuzhen 天津大学
外为满足不同用户的需要，提供了一些特殊的操作 模式：如窄开门方式，在冬天或特殊条件下使用。
系统故障分为停电、电源电压偏低、过流和过 热等。本系统中各个电流、电压设置了监测电路， 监测电路将电流转换成电压，然后用单片机内部的 Ａ／Ｄ转换器将其转换为数字信号。执行主程序时， 定时响应检查是否发生了欠压、过压、过载等情 况，一旦发生故障，则ＬＥＤ进行故障显示，并执 行相应的故障处理子程序，以防止各种意外情况的 发生。Ｋ４集成了软件看门狗功能（ＣｏＰ）。如果 ＣｏＰ定时器不能及时清零而溢出的话，系统软件 复位，从而能够跳出意外产生的“死机”，提高了 软件的可靠性。另外，我们预留了单片机的串行通 信口，转Ｒ孓２３２（或Ｒ孓４８５）与手持机通信，可 以更方便灵活的对自动门系统进行配置。
引证文献(2条)
1.肖俊峰.郑小琴 一种红外线自动门单片机控制系统[期刊论文]-门窗 2008(10) 2.郑小芹.李钟慎 采用单片机控制的红外自动门[期刊论文]-制造业自动化 2008(1)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dzcljs200506048.aspx 授权使用：湖南工业职业技术学院(hngyzyjsxy)，授权号：2a18b875-5d82-41e7-acb6-9e3800e362cd
的高速缓存耗能大小比较
机制。这种
机制尤其适用于小数据量的高速缓存。
参考文献
１ Ｉｎｔｅｌ ＣｏｒＤｏｒａｔｉｏｎ Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｌ Ｘｓｃａｌｅ Ｍｉｃｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｎｕｎａｒｖ．
２ Ｉｎｔｅｒｍｔｉｏｍｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６—５， ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄ∞ｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＭＣＵ ａｌｓｏ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔ啪ｒｅ ｉｓ ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ
Ｔｈｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａｌｒｅａｄｙ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．
电子测量技术 ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY 2005，""(6) 2次
参考文献(3条) 1.Xilinx Data Book 2002 2.MC68HC11K4 HCMOS MICROCONTROLLER UNIT TECHNICAL DATA 3.徐志军 CPLD/FPGA的开发与运用 2002
万方数据
整。光电编码器监测门体的运动方向和速度，并反 馈给单片机，单片机的控制信号通过ＣＰＬＤ编码， 控制驱动电路引导门的运动，形成闭环控制。系统 掉电时，用户调整的参数被送到Ｅ２ＰＲｏＭ中保存 起来，当供电恢复后，系统可以按照掉电前用户设 定的参数运行。
２系统的软件实现
本系统软件设计面向硬件，选用汇编语言，程
３ 仿真结果
黼蓦篙黧嚣
高速缓存能
耗比不经过
预取的８Ｋ的
动态高速缓
存还少４．５％
（图５）。 本文提
供简单的能
图４通过自适应预取后 不同高速缓存的如ＰＣ改进
够运用到嵌
入式处理器
的预取机制。
展示为
Ｍ［ＰＥＧ４多媒
体应用程序 增加性能和 减少能耗的
图５ ２Ｋ经过自适应预取的高速 缓存和８Ｋ没有经过自适应预取
门体宽度和运行速
度）。单片机访问传
图２程序流程框图
电子测量技术·２００５年第六期
８７
感器、控制面板、过热过流保护信号、电机速度、 方向等接口信号（对应图中的查询输入信号）。
整个电机运动分成四个阶段：加速、高速匀 速、减速和低速保持，在开门信号或遇障时对应有 倒转程序。对步进电机的控制由脉冲编码电路、功 率驱动电路完成。本系统采用ｃＰＬＤ（ＸＣ９５３６） 实现脉冲分配功能，单片机只需要输出启动停止信 号、转动方向信号及表示转动速度的ＰＷＭ信号， 具体时序的产生都由ＣＰＬＤ完成，减轻了单片机 的负担。通过控制面板可以进行复位，修改系统的 操作模式、各项运动参数，方便用户使用。
Ｌｉｕ Ｚｈ遮ａ１１９ Ｄｉｎｇ Ｐｅｎｇｌｉｎ Ｈａｏ Ｃｈ删蛋ｈａｉ ｚｈａｏ ｓｈｕｚｈｅｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ＭＣ６８ＨＣｌｌＫ４ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． ｔｈｅ、ｖｏｒｋ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａ１１ｄ ｈａｒｄ、ｖａｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ
序流程如图２所示。
以下结合程序流程
及硬件设计介绍系
统软件设计的主要
部分。
系统上电后首 先进行初始化，从
Ｅ２ＰＲｏＭ中调用用
户设置的参数。检
测总电源直流电压
是否达到额定值，
电源稳定后，设置
系统的中断向量
（比如输入捕捉，输
出比较，对应不同
的中断地址，发生
中断后运动相应的
程序），而后校准门
的运行情况（包括
门体的运动方向、速度和位置，通过光电编码 器来实现。光电编码器是一种高精度角位移传感 器，有Ａ和Ｂ两路正交脉冲输出，分辨率为 ２５６ＰＰＲ，顺时针旋转时，Ａ路超前Ｂ路９０。，反 、之，Ｂ路超前Ａ路９０。。结合单片机的输入捕捉功 能，将该信号接单片机的输入捕捉引脚，由其频率 可知电机的角速度。进而根据其正反转，测得其 位移。
参考文献
１ Ｘｉｌｉｎｘ Ｄａｔａ Ｂ００ｋ。ＸＩＬＩＮＸ ＩＮＣ，２００２ ２ ＭＣ６８ＨＣｌ １Ｋ４ ＨＣＭＯＳ ＭＩＣＲＯＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ ＵＮＩＴ
ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＤＡＴＡ，Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＩＮＣ ３ 徐志军．ＣＰＵ）／ＦＰＧＡ的开发与运用．北京：电子工
业出版社，２００２．７，１～２００
下载时间：2010年11月24日
Ｋ唧ｏｒｄｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄ。ｏｒ
１ 系统结构和硬件设计
自动门控制系统功能强大，完善的故障监测和
故障状态显示功能，灵活的参数设置，智能化处
理，紧急按钮，并可以手动复位。其控制系统结构
如图１所示：
ＥＰＲＯＭ ｓＲＡＭ
Ｉ光电管ｌ
Ｉ传感器ｌ
接
来自百度文库
口
Ｉ擞板Ｉ ｌＫ＆ｓＥＰ键卜一 露
ｌｕＤ品示Ｉ
＿１ｃ㈣，懈
Ｍ０６８｝℃１Ｕ“ 单片机
ｌ光电编Ｉ
ｒ霸矿
革 码器１
制动Ｌ一
ｌ懒ｌ
Ｉ电流电压榆测
图１自动门控制系统结构
Ｋ４是系统的控制核心，片内自带６４０字节的 Ｅ２ＰＲｏＭ，用来存储用户设定的参数。在外部扩展 了１２８ＫＢ ＥＰＲｏＭ和８ＫＢ ＳＲＡＭ。ＥＰＲｏＭ用于 贮存系统程序，ＳＲＡＭ存储处理数据和临时参数。 光电管检测行人是否在门的运动轨迹上；传感器检 查门外是否有行人接近；控制面板按键供用户设定 门的工作方式，调整系统工作模式和门体的运动速 度等参数；Ｋ＆Ｓ键是紧急状态（如火灾等）下的 操作按钮；ＬＥＤ显示当前控制系统的工作模式或 者故障信息；电流电压检测检查系统直流电源是否 欠压，整机电流是否偏大以及功率驱动电路是否过 热。单片机定时循环检测传感器、紧急按钮和光电 管的状态，结合门体的当前运动状态，产生控制信 号对步进电机的运动（速度、方向）做相应的调
８６
自动门控制系统
自动门控制系统
刘志刚 丁朋林 郝长海 赵淑珍 天津大学
摘要文中介绍ＭＣ６８ＨＣｌｌＫ４的性能特点和以它为核心的自动门控制系统的工作原理、硬件结构，着重阐述系统 的软件设计，系统已完成调试。
关键词自动门
Ｄ鹳ｉ印ｏｆ ｔｈｅ Ａｕｔ哪ａｔｉｃ Ｄｏｏｒ Ｃ蚰ｔｒｏｌｌｅｒ ｂ鹪ｅｄ帅ＭＣ６８ＨＣｌｌＫ４
ｓｏｆｔ啪ｒｅ， ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ ２００１—１２—１５．
万方数据
自动门控制系统
作者：
作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
刘志刚， 丁朋林， 郝长海， 赵淑珍， Liu Zhigang， Ding Penglin， Hao Changhai， Zhao Shuzhen 天津大学