红外线自动门控制系统毕业设计

前言

20世纪80年代人类社会进入信息时代以来，人们的一切社会活动都是以信息获取与

信息交换为中心，因此，信息技术进入发展新时期，而作为信息技术的基础与支柱之一———传感器也进入迅猛发展的新阶段。在各个学科领域中，特别是现代高新工程技术，

需要获取的信息量越来越多，对信息测量准确度的要求越来越高，测量的难度越来越大，

从而对传感器技术提出了更高要求，传统的传感器已经不能满足新武形式的需求。

现在，“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。因此，

传感器技术受到各国，特别是发达国家的重视，我国也将传感技术列为重点发展项目。

所以80年代以来，在世界范围内，利用现代科学技术，研究开发了一批新型传感器，新

型功能材料，由于在制造中引进了微细加工技术与集成技术等先进工艺，使得传感器技

术得到飞速发展，并取得了可喜的成就。

目录

摘要Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章绪论

1.1 课题研究的可行性

1.2 课题的意义和目的

1.3 关于设计的简介和用途

1.4 该设计的基本设计思路

第二章主要器件的介绍

3.1 红外传感器的原理和使用..........................................................

3.2 BIS0001芯片介绍和典型电路

3.3 AT89C51单片机简介

3.4 菲涅尔透镜原理

第三章系统硬件设计 ....................................................................................................................

4.1 设计电路的电框图和原理..........................................................

4.2 各部分程序设计.....................................................................................................................................

第四章系统软件设计 ....................................................................................................................

5.1 设计电路原理图..................................................................

5.2 信号流程说明 .......................................................................................................................

5.3 自动门系统控制硬件框图

第五章设计总结............................................................................................................................ 附件一：：参考文

致谢词 .........................................................................................................................................

摘要

单片机SCM(Single Chip Microcomputer)，即MicroController，是把微型计算

机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。主要包括了微处理器(CPU)、存

储器(ROM、RAM)、输入/输出口(1/0口)和定时器/计数器、中断系统等功能部件。单片

机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。

本次设计是红外线自动门控制系统，使用红外线传感器作为感应器，检测到人体

辐射的红外线能量变化，将其转化为电信号，传给单片机。交流电机作为门驱动装置。

通过单片机控制交流电机，使门自动打开，当人进门后又可以使门自动关闭。本课题主

要实现红外线检测和基于AT89C51的单片机控制系统。

关键词：单片机红外线传感器AT89C51 BIS0001芯片

第一章绪论

1.1 课题研究的可行性

1.2 课题的意义和目的

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

热释电效应：当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象，被称为热释电效应。通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附着在晶体表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能表现出来。当温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心相对移位，自发极化发生变化，晶体表面就会产生电荷耗尽，电荷耗尽的状况正比于极化程度，图1表示了热释电效应形成的原理。

能产生热释电效应的晶体称之为热释电体或热释电元件，其常用的材料有单晶(LiTaO3 等)、压电陶瓷（PZT等）及高分子薄膜（PVFZ等）[2]

热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱电压ΔV。由于它的输出阻抗极高，所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会跟空气中的离子所结合而消失，当环境温度稳定不变时，ΔT=0，传感器无输出。当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有信号输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。热释电红外传感器的结构及内部电路见图2所示。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约5mm以下）可很好滤除。热释电元件PZT将波长在8mm~12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。。

第二章主要器件的介绍

3.1 红外传感器的原理和使用