基于单片机的自动门控系统设计大学本科毕业论文

1、毕 业 设 计（论 文）题目：基于单片机的自动门控系统设计学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 1、保密 ，在 年解密后适用本授权书。 2、不保密 。 （请在以上相应方框内打“”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日摘 要随着现代化的高速发展，自动门已经在我们的生活中四处可见。自动门既美观又方便了人们的出入，给了人们更好的人性化享受。同时自动门控系统逐渐向大型化、智能化的方向发展。本论文着重阐述了以单片机为控制器，传感器及步进电机为核心元件

2、的系统。本设计是用AT89C52单片机作为控制器，步进电机、热释电型红外传感器、led指示灯、蜂鸣器相结合的系统。热释电红外传感器给单片机传输检测信号，通过单片机控制电机驱动，从而控制电机转动，实现门的自动开关。充分发挥了单片机的性能。其优点是硬件可设计性强，软件功能强大，整体系统安全可靠，性价比高等，具有一定的实用和参考价值。关键词: 单片机AT89C52 步进电机 红外线传感器 IIIAbstract With the high-speed development of modernization, the automatic door is everywhere in our life. Automatic doors are beautiful and convenient for people in and out, gives people a better human. At the same time gradually toward large-scale automatic door control system, intelligent direction. Th

3、is paper emphatically expounds the with the single chip processor as the controller, sensor and step motor as the core component of the system. This design is to use AT89C52 single chip microcomputer as the controller, stepping motor, pyroelectric infrared sensor, the led indicator light, buzzer combination system. Pyroelectric infrared sensor to SCM transmission signal, driven by single chip microcomputer control motor, so as to control motor rotation, the door can be automatically switch. Give

4、 full play to the performance of the single chip microcomputer. Its advantage is hardware design can be strong, powerful software, the overall system safe and reliable, cost-effective higher, has certain practical and reference value.Keywords：Single chip microcomputer AT89C52 Stepper motor Infrared sensorII目 录摘 要IAbstractII1.绪 论11.1本课题国内外研究现状及发展趋势11.2本课题研究的意义与目的11.3本课题的设计与要求22.系统总体方案设计及论证32.1设计的基本设计思路32.2系统控制核心的对比及选择32.3无刷电机和步进电机的对比以及选择42.4传感器的选择52.5总体方案论证63.硬件系统设计73.1单片机介绍73.1.1 AT89C52主要特性73.1

5、.2 AT89C52管脚说明73.1.3引脚具体方案83.2红外热释电模块HC-SR50193.2.1 HC-SR501特性93.2.2红外模块调整方案103.3步进电机103.3.1步进电机特点103.3.2驱动控制系统组成113.3.3步进电机运行方案123.4电路设计框图及原理124.软件系统设计154.1程序设计思路154.2系统运行流程图154.3主程序分析174.3.1程序声明174.3.2子函数声明174.3.3单片机引脚声明174.3.4全局变量174.3.5主函数实现部分174.3.6中断函数21总 结24参考文献25致 谢271.绪 论1.1本课题国内外研究现状及发展趋势第一台在世界范围内销售的自动门控系统是由DOORMX开发，相比国内要早很多。1802年8月德标公司成功设计并开发出世界第一台感应自动门，并且为自动门能顺畅，平静，安全运行，多样化地设计的创新理念努力设计，生产出了高品质和值得依赖的产品，并且有完整的解决方案提供，但价格十分昂贵。目前国内自动门控系统生产规模一般不大，自主研发能力也不够高，新产品开发能力和质量稳定性方面还无法和进口产品竞争。而本身国内的

6、标准很少，所以要明确一个标准才能体现一个产品的完整严密。近年来出现了很多生产相关零部件的厂家，使得自动门生产门槛降低、竞争日益激烈。目前国内厂家的产品基本上也都具备了较完善的功能，但生产工艺略显粗糙，质量参差不齐，整体档次较低，主要集中在中低端市场。 日后的自动门技术的发展方向将会是：多功能，人性化：今后的自动门控系统还将加入更多新功能，比如用手机远程控制；人脸（指纹）识别，增加安全性能等等免维护：采取多种优化措施，减少使用过程中的维护工作。 多样化：将会有各种各样不同外观和功能的产品，满足各类用户的不同需要。 安全性：随着用户安全意识的提高，安全性将是用户看重的首要指标，也将是一项基本要求。1.2本课题研究的意义与目的自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商场等，应用非常广泛。自动门除了方便我们出入，还可以节约空调用电、防风、防尘。随着我国现代化的快速发展，各类场所对自动门的需求也越来越大，高端场所为了提升豪华程度也对自动门功能有了更高的要求。现有的一些自动门功能比较简单，使用不够人性化，而且安全系数不高，所以设计出一套既安全效率又高的自动门控系统迫在眉睫。大部分自动门都是在门

7、的内外两侧安装探测器，有人经过则探测器响应给处理器信号，处理器控制电机运行实现开门，无人的情况下处理器控制关门。由于自动化程度较高可以实现无人管理，于是在市场上得到了大范围应用。我在这次毕业设计中所选择的就是单片机、红外模块与门结合的产物自动门控系统。1.3本课题的设计与要求 任何一个控制系统的研发，首先要明确设计基本要求，即分析输入信号、输出信号及需要完成的控制。红外线感应自动门，即用热释电红外线传感器来感应门前有无人进出，并将信号发送给控制器，由控制器控制电机转动以达到自动门开闭门的目的。这是最基本的要求，还需要加入其它人性化的功能，例如自动门自动调速、防夹、指示灯信息等等根据系统要求实现的功能，设计中要注意以下几个问题： 一、智能化设计 自动门选择配置智能化控制系统，可手动控制门开关，调节方便。使自动门始终保持在最佳运行状态。并具有提示警示功能，在开关门之前有信号提示。 二、安全性设计 电机能实现随时正转反转，意外情况可以反向开门，避免夹人现象出现。使用优良的原器件，保证安全性，延长运行寿命。三、稳定性设计 自动门采用步进电机驱动，相对传统交流伺服电机来说具有省电、高扭矩、低噪音

8、、不过热等优点。四。具体场合使用设计 1、安全辅助装置 如在私人场所加装指纹（人脸)识别系统，在便捷的基础上大大增强了安全性。2、备用电源 在大型商场等地方必须做好安全疏散工作，用备用电源可以保证在停电情况下，自动门能发挥作用。 3、超声波距离传感器 在需要的地方，可以通过确定目标距离来有效防止门误开误关。本次课题的中心部分就是使用红外传感器产生信号，单片机控制步进电机的红外感应自动门控系统，关键部分分别为红外传感器、步进电机、单片机控制芯片、led灯、蜂鸣器等，完成的是一个安全可靠，并且效率兼备的自动门控系统。2.系统总体方案设计及论证2.1设计的基本设计思路1、 有人来时（进门或出门）开门。热释电红外传感器检测到人的信号之后，电机将启动运转通过传动系统打开门。 2、无人时延迟关门,开门之后当热释电红外模块没有检测到人，将进入等待状态，若检测到有人则延迟进入等待状态。3、关门中途来人，立即反向开门。准备关门时检测到有人则不关门等待。4、开关门之前伴随提示信号，起警示作用2.2系统控制核心的对比及选择自动门控制系统是利用电机来带动自动门机械系统实现开关门。由于自动门系统工作环境和对象的特殊性，该系统要求实现开关门必须快速、平稳、冲击力小并且可靠运行，这样就要求系统的数字控制。所以，可以使用的控制芯片有很多种，比如说单片机、PLC、DSP等等。所以这里我对比了单片机和PLC的功能使用。PLC刚引入国内时，人们称之为PC。后来，IBM-PC获得广泛应用，PC成了个人电脑的代名词，才改名为为PLC。PLC是智能产品，板级的CPU肯定是不能考虑的，MPU也要好几块集成电路构成，以Z80 MPU为例，需要Z80MPU、PIO、CTC、SIO、EPROM、SRAM等，把这些电路集成在一块电路板上，这就是早期的单板计算机。这种方案体积大，不符合现代要求。由此可见，PLC的核心控制器采用单片机是最合适的。由此可得出结论：微型、小型、中型到大型控制系统都可以由单片机构成，PLC只是单片机应用的一个特例。单片机系统有一定的互换性，有质量保障,正是单片机相对于PLC能获得广泛应用的原因。最后，从工程的角度，谈谈PLC与单片机系统的选用：（1）对单项工程或重复数极少的项目，PLC方案是明智、快捷的选择，成功率高，可靠性好，但成本较高。（2）对于

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