活动控制门大报告.doc

信电学院 电子信息工程专业CDIO二级项目 项目设计说明书 （2013/2014学年第二学期） 项目名称 ： 基于单片机活动门控制系统的设计与实现 专业班级 ： 信息1102 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 吴开兴 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2014年 6 月 25 日 目录 1 项目概述 1 2 系统需求分析 1 2.1 可行性分析 1 2.2 主要任务 1 2.3 技术要求 1 2.4 活动门控制要求 2 3 系统总体设计 2 3.1 系统分析 2 设计的基本设计思路： 2 3.2 系统流程图 3 3.3 活动门总体设计方案 3 4 单片机简介 4 5 系统详述 5 5.1 上位机界面展示 5 5.2 上位机主要程序 5 5.3 下位机电路图 6 5.4 下位机主要程序 6 6 串口通讯 8 6.1 单片机与PC机串口通讯 8 7 实物图展示 9 8 项目设计心得 9 参考文献 10 1 项目概述 本项目主要是实现基于C52单片机活动门控制系统。关于活动门控制系统，在活动门设置开关，通过开关触动单片机，单片机再控制步进电机的转动，通过传感器获知停门位置，实现门打开和关闭。 2 系统需求分析 2.1 可行性分析 现如今自动化、信息化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广，成为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于人们生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的活动门控制系统就是其中之一，同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人们懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。 2.2 主要任务 ⑴系统分析与设计：对系统进行调研，详细分析系统，设计出基于单片机的活动门控制系统的技术方案； ⑵设计实现系统的关系技术：电机驱动、门限电路、软件控制； ⑶系统电路的设计与实现：器件选择、地址分配和硬件连接； ⑷系统软件的设计与实现：单片机代码的实现，计算机控制代码的实现； ⑸系统调试：调试串口、调试按键、调试驱动； ⑹系统联调。 2.3 技术要求 ⑴实现活动门的开关动作：在单片机的作用下，通过活动门上安装的控制按钮，控制外部电机实现活动门的开关动作（即用单片机控制电机的正反转）； ⑵实现上位机软件控制活动门：利用计算机的软件实现对活动门的开关动作（即单片机与上位机的通信，完成对活动门的正确控制）； ⑶使用单一供电电源，控制电机使用步进电机，活动门必须安装限位开关，实现门的自动控制。对活动门的开关控制应智能化，开关过程可控化。 2.4 活动门控制要求 ⑴当行人靠近门时，活动门自动打开，打开方向与人行方向一致，为行人带来便利。 ⑵自动门在开门位置停留几秒后，单片机控制活动门自动进入关门过程。 ⑶在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过准备通过活动门时并触碰到活动门，此时活动门应立即停止关门活动。 ⑷在开门后，根据实际需求，若需要持续保持开门状态，可将手动推门进行固定，使单片机不再工作并始终保持开门状态。 3 系统总体设计 3.1 系统分析 设计的基本设计思路： 要想实现活动门的开关动作,从理论上分析,最简单的方法就是用开关控制电机的通断,带动开关门机构作相应的动作。也就是说，只要安装一个电机就可以了。 基本结构如下： 图3-1 活动门结构图 但是采用图3-1所示的控制方案，只能实现最为简单的开关工作。然而实际的工作情况要复杂得多，这样的工作方式还存在着如下的问题。 ⑴如何控制电机的正反转 由于电机的动作十分简单，只能是正转或者是反转。对与图3-1所示的方案，需要采用触点开关才能实现每一个活动门的开关动作。并且需要判断当前活动门的开关状态。这就的需要在活动门的操作机构之上加入逻辑控制模块。 ⑵是否能用单一电源方案 图3-1所示的方案中，为了控制电机的正反转，采用了正、负双电源的供电方式。一般说来，这样的面板机构中，最好采用单电源供电的方式。采用单电源的方式控制电机的正反转就牵涉到电机的驱动电路的设计问题。 ⑶能否利用软件控制活动门的开关 活动门操作结构中的电机