基于单片机的自动感应门设计电气自动化专业.docx

基于单片机的自动感应门设计 摘 要 现在的社会在不断地发展、科技也在不断的进步，人们的生活水平也就逐渐的提高起来，自动感应门开始逐步的进入人们的日常生活中，应用于一些公共场所，例如：宾馆、超市、银行等，成为现代建筑中的必备之一。自动感应门具有美观大方、防风、防尘等优点，同时也方便了人们的进出的管理，方便了人们出入，增强了安全。它具有较强的实用性，功能也十分齐全，用单片机系统进行控制，使人们能够更加方便的出入，不用再自己推门进出。它让我们大家知道智能时代离我们越来越近。 本次毕业设计主要采用单片机AT89C51为控制核心，热释电型红外传感器，电机等相结合的设计作品。本次设计产品充分发挥了单片机的性能，其优点为电路简单，软件功能具备，控制系统完善等。 关键词： 自动感应门 单片机 电机 热释电红外传感器 Abstract Now society in constant development, science and technology is also in constant progress, people's standard of living will gradually rise up, automatic induction door began to gradually into the People's Daily life, used in some public places, such as: hotels, supermarkets, Banks, etc., to become one of the essential of modern architecture. The automatic induction gate has the advantages of beautiful appearance, windproof, dustproof, etc. It also facilitates the management of people in and out, convenient for people to go in and out and enhance the security. It has a strong practicability, the function is also very complete, with the single-chip computer system to control, enables people to be more convenient to go in and out, do not have to push the door in and out. It lets us all know that the age of intelligence is getting closer and closer to us. This graduation project mainly adopts single chip microcomputer AT89C51 as the control core, pyroelectric infrared sensor, motor and other design works. This design product gives full play to the performance of single chip microcomputer, its advantages are simple circuit, software function, control system perfect, etc. Keyword：automatic door;SCM;Electric machinery 目录 1绪论 1 1.1自动感应门设计的背景 1 1.2自动门的发展历史 1 1.3自动感应门设计的功能概述 1 2 系统总体方案 3 2.1系统的总体规划 3 2.2元器件介绍 3 2.2.1单片机的引脚及定义介绍 3 2.2.2热释电红外传感 9 3 硬件设计 11 3.1基本的单片机系统 11 3.2 红外检测电路 11 3.2.1 放大信号电路 12 3.3 步进电机电路 14 3.4 LCD液晶显示器简介 15 3.4.1 液晶原理介绍 15 3.4.2液晶模块简介 16 3.4.3液晶显示部分与89C51的接口 17 3.5键盘模块设计 18 4控制系统软件设计 19 4.1 主程序设计 19 4.1.1 主程序流程图 19 4.2调试 20 4.2.1 硬件调试 20 4.2.2 软件调试 20 4.2.3 调试中出现的问题 20 5总结与展望 22 致谢 23 参考文献 24 2 1绪论 1.1自动感应门设计的背景 现在的社会在不断地发展、科技也在不断的进步，人们的生活水平也就逐渐的提高起来，自动感应门开始逐步的进入人们的日常生活。单片机对自动感应门的设计提供了方便，把单片机作为自动感应门的中枢控住单元，这说明人们离智能时代更进一步。自动感应门具有出行便捷、方便管理等优点。它有较强的实用性，功能也十分齐全，用单片机系统进行控制，使人们能够更加方便的出入，不用再自己推门进出。这让我们知道，智能时代的来临加快科学技术的发展，让我们的生活变得更加美好。 1.2自动门的发展历史 自动门是门的一种，它的出现是根据人的生存需求所发展出来的。自动门就是用感应器把到人到来的信息当做开门信号，当人到来后，感应器把信号传给单片机，然后再通过驱动系统把门开启，在人离开后把门自动关闭，这种能够根据人们的到来离去自动开关的门就是自动门。 现在，自动门在公共场所已是随处可见。在二十世纪年以后自动门逐渐应用于建筑，在当时，因为美国的超级市场的开放，自动门开始走向世界的舞台。油压式、空气式自动门是世界上第一自动门品牌是多玛在1945年研发出来的，从此自动门被广泛的应用。电气式自动门出现于1962年，自此自动门被人们越开越重视，自此已经有了长足的发展。 现在自动门的存在是为了突出建筑的艺术美，自动门与其建筑以及周边环境的和谐自然、整洁大方等，同时也有其高效的通行理念。自动门从出现以后，经过大规模发展，出现了大批的专业制造商，形成了种类齐全、功能完善的自动门产业，一直到现在自动门还在不断发展与完善的中，未来自动门会更加的便捷与安全。 1.3自动感应门设计的功能概述 本次设计的自动门感应门主要有以下3点功能： （1）当有人进出门的时。当人走到离自动门一定的距离时，安装在自动门上的热释红外线传感器信号检测器探头检测到有人移动时，就会传输信号给单片机，经过软件编译后，把控制信号传输给电机，进行开门。 （2)当人离开后延迟关门。当然人离开后，热释红外线传感器信号检测器没有检测到有人在离门一定的范围内移动时，在延迟几秒后，传输信号给单片机，经过软件编译后，把控制信号传输给电机，进行关门。 （3)当在关门的时候检测到来人时，将立即开门。当关门时，热释红外线传感器信号检测器探头突然检测到在离门一定的范围内有人移动，则传输信号给单片机，经过软件编译后，把控制信号传输给电机，立刻停止关门，进行开门。 2 系统总体方案 2.1系统的总体计划 本次毕业设计主要是以单片机为核心的自动感应门。当自动感应门在工作的时候，单片机将不间断的检测红外检测电路的输出信号，然后把红外检测电路的输出信号传输给单片机，经过软件的编译后，再把控制信号传输给电机，电机根据控制信号带动自动门运行。当系统检测到红外检测电路的输出信号发生改变时，就转换的对应的模式。如自动门在关门的过程中遇到阻碍时，自动门将立即开门。本毕业设计系统的原理方框图如2-1所示。 2.2元器件的介绍 2.2.1单片机的定义及引脚简单介绍 AT89C51是一种高性能的CMOS8位单片机，其中AT89C51内含有128bytes的随机储存器（RAM）和4K bytes的可反复擦写的只读22程序存储器（PEROM）。AT89C51采用非易失性储存、高密度的生产技术，它与标准的MCS-51系列的单片机指令和引脚是一样的，所以可以兼容MCS-51系统，AT89C51主要优势是内置Flash储存单元和通用8位中央处理器（CPU）。AT89C51的引脚图为图2-2-1： 图2-2-1 AT89C51引脚图 下表2-2-1是各引脚的端口名称及功能: 管脚 管脚编号 功能 VCC 40脚 输入电流端口、电源正极。 GND 20脚 接地端口、电源负极。 XTAL1 19脚 反向振荡放大器的输入端和内部时钟工作电路的输入端。 XTAL2 18脚 是反向振荡器的输出端。 P0.0~P0.7 39~32脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：地址/数据复用总线端口，低8位地址线[A0~A7]，数据线[D0~D7]。 P1.0~P1.7 1~8脚 标准I/O端口。 P2.0~P2.7 21~28脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：地址端口，高8位地址线[A8~A15]。 P3.0 10脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：串行输入端口。 P3.1 11脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：串行输出端口。 P3.2 12脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：外部中断0。 P3.3 13脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：外部中断1。 P3.4 14脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：计时器0外部输入。 P3.5 15脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：计时器1外部输入。 P3.6 16脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：外部数据储存器写选通。 P3.7 17脚 功能一：普通的I/O端口，输出/输入端口。 功能二：外部数据储存器读选通。 RST 9脚 复位输入端，高电平有效。当振荡器运行时，要保持RST脚出现两个机器周期以上的高电平时间。 PSEN 29脚 外部程序储存器的读选通线。在外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。 ALE/PROG 30脚 地址锁存允许/编程信号线。用于将P0口送出的片外储存器的低8位地址锁存到外部地址锁存器中。 EA/VPP 31脚 片外ROM允许访问端/编程电脑端。 表2-2-1各引脚的端口名称及功能 1. 单片机的时钟电路 时钟电路简单的来说就是一个振荡器，给单片机提供一个震荡频率，单片机在执行操作时，必须在这个频率的控制下进行，因此时钟电路是单片机必须的结构。在AT89C51单片机中有一个高增益的反向放大器，反向放大器的输出端为引脚XTAL2，输入端为引脚XTAL1。由这个放大器构成的振荡电路和时钟电路在一起构成了单片机的时钟方式。根据硬件电路的不同连接方式，单片机的时钟方式分为外部时钟方式和内部时钟方式两种。这两种时钟方式如图2-2-2所示。 （1）外部时钟方式 （2）内部时钟方式