单片机的自动门控制系统的设计【字数:11274】
目 录
1. 绪论 1
1.1 研究的背景 1
1.2 设计的目的与意义 1
1.3 本文工作内容概述 1
2. 系统设计方案 3
2.1 整体设计构思 3
2.2 硬件设计方案 3
2.3 软件设计方案 3
3. 硬件系统的设计 5
3.1 硬件电路的组成 5
3.2 单片机主控芯片 5
3.3 单片机最小系统 6
3.4 按键电路和模式切换电路 7
3.5 电机驱动电路 8
3.6 红外检测电路 10
3.7 显示电路 11
3.8 报警电路 13
4. 软件系统的设计 14
4.1 主程序 14
4.2 延时程序 17
4.3 按键子程序 18
4.4 步进电机控制程序 20
4.5 液晶显示程序 22
5. 系统调试及展示 25
5.1 硬件的调试 25
5.2 软件的调试 25
5.3 系统整体的调试 26
6.总结与展望 31
参考文献 32
致谢 33
附录1 系统硬件电路原理图 34
附录2 元器件清单 35
附录3 程序代码...........
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1、绪论
1.1 研究的背景
新世纪以来,我国经济总量飞速发展,国际地位也不断提高,但是我国的自动化技术起步较晚。早在上时间二十年代,自动门就已经出现在美国的市场上,自动门的发展经历了油压式到电气式,再到如今的计算机控制,自动门技术已经相当的纯熟,在人们的生活中也得到了广泛的运用。如今的信息化、智能化程度越来越高,我国在自动门领域从模仿开始,经历了几代人的努力发展,我们国家的研发制造自动门水平显著提高,但是我国在科技领域一直存在的问题是自主研发能力不足,要想彻底打开国际市场,让我们的产品走出国门,我们需要以质量和创新寻求突破,以单片机为核心的自动门就是其中之一。以单片机为核心的自动门控制系统,具有可靠性强、功能丰富、使用方便、价格优惠等优点。我本次的毕业设计就是设计一款以单片机为核心的自动门,具有人体红外感应、防挤压、报警显示的功能,运用到红外对管传感器,步进电动机等器件,设计出一款质量可靠、功能丰富的自动门。
1.2 设计的目的与意义
随着中国经济发展,综合国力的提升,国民的生活得到了极大的改善,自动控制开始出现在群众的视野当中,不断地改变人们的生活。如今的自动门随处可见,比如商务大厦、宾馆、医院、图书馆等地方,自动门的不仅给人高端大气的外观印象,它还拥有进出方便、节省能源、减小噪声、防风防尘、可靠性好、安全性高的优点,极大地改善人们的生活。自动门的类别也很多,我们生活中常见的就是自动平移门,其原理是通过传感器采集有无行人通过大门,如有人则通过电机驱动打开大门,达到设定时间后大门自动关闭,关闭过程中开始速度较快,快要闭合时逐步降低电机转速,让大门实现无声闭合,当检测到大门中间有障碍物时停止关闭,大门再次打开,具有防夹功能,从而完成对自动门的系统设计。自动门的普及标志着我们国家的自动化技术及程度更上一个台阶。
1.3 本文工作内容概述
本文介绍的是以单片机为核心的自动门控制系统的设计。通过传感器采集有无行人想通过大门,如有人则通过步进电机打开大门,当检测到无人进出时,通过电动机控制大门自动关闭,大门关闭时开始时速度较快,快要闭合时逐步降低电机转速,让大门实现无声闭合,当检测到大门中间有障碍物时启动防夹功能,大门立即停止关闭,并再次打开,从而实现对自动门控制系统的设计。
本文的工作内容大致安排如下:第1章为绪论,包含了课题的研究背景、设计的目的和意义;第2章为系统设计方案,包含了对整体方案的构思,同时简单的论述了硬件和软件的方案设计;第3章为硬件设计部分,介绍了硬件电路的组成、单片机的类型、最小工作系统以及各个模块对应的电路和元器件;第4章以软件设计为主要内容,介绍了主要软件程序,还包含了相关的程序和流程图;第5章介绍了硬件调试、软件调试及整体功能调试。
2、系统设计方案
2.1 整体设计构思
本次设计的目标是设计一款以单片机为核心的自动门,通过52单片机控制完成自动开门关门动作,主要设计模块有:红外感应模块、模式切换模块、按键模块、指示灯模块、电机驱动模块、液晶显示模块、报警模块。大门的开关是通过步进电机来控制转动的,由于单片机的驱动能力较小,需要加外部驱动电路才能控制电机运转,步进电机可以调速,关闭时开始速度较快,快闭合时速度慢,有人进门出门显示器会显示,液晶显示屏上电就会有拼音欢迎的字符显示,采用红外对管传感器对人体辐射出的能量进行感应,有人进出时就会自动开门关门,当中间的传感器检测到人时,报警电路就会报警,门会再次打开。
需要实现的难点有:
(1)根据实际需求选择合适的元器件,按照画好的图纸焊接,焊接要细心,避免漏焊、虚焊问题,焊接完之后再对硬件系统进行检查、调试。
(2)分模块对进行软件设计,这样编出的程序思路清晰、美观大方、易于修改,然后对软件设计进行调试,配合硬件系统,实现自动门的功能。
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