单片机课程设计基于单片机宾馆智能自动门设计.docVIP

学 号 天津城建大学 单片机原理及应用A 设计说明书 基于单片机的宾馆智能自动门设计 起止日期： 2014 年1月4日 至 2014年1月10日 学生姓名 王宁 班级 11电气3班 成绩 指导教师(签字)  控制与机械工程学院 2014年1月10日 目录 一、原理 3 二、硬件设计 3 2.1时钟电路 3 2.2 复位及复位电路 4 2.3 热释电红外传感器 4 2.4电动机电路 5 2.5单片机介绍 6 三、程序设计 7 1.流程图 7 2.程序 8 四、总结 9 参考文献 10 附录 protues总电路图 11 一、原理 本课题主要实现红外线检测和基于AT89C51的单片机控制系统。自动门控制系统电路设计，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。单片机控制扬声器和ＬＥＤ使其播放“欢迎光临”和点亮彩灯。步进电机作为门驱动装置，通过单片机控制电机，使门自动旋转。单片机控制门锁打开。原理方框图如图1-1所示。 二、硬件设计 2.1时钟电路 AT89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚X1和X2分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。时钟电路如图2-1 所示，在X1和X2引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。 图2-1 时钟电路 2.2 复位及复位电路 复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表2-2所示。 表2-2 一些寄存器的复位状态 寄存器 复位状态 寄存器 复位状态 PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0-P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。产生复位信号的电路如图2-2所示 图2-2 复位电路 2.3 热释电红外传感器 热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10-20米范围内人的行动。 自动门感应器选择红外感应器，型为HZKT002，它采用红外专用芯片BISS0001 芯片。模块线路板尺寸35mm×30mm， 透镜直径约25mm，模块厚度20mm，体积小，容易嵌入其他设备。为增大感应范围，在感应器前面加上半球形菲涅尔透镜。 热释电红外探头的优缺点： 优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。 缺点：容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。 图2-3 红外检测电路 2.4电动机电路 直流伺服电机也称执行电机，它具有一种服从控制信号的要求动作的职能，在信号来到之前，转子静止不动；信号来到之后，转子立即转动；当信号小时，转子能即使自行停转，由于这种“伺服”性能，因此而得名。按照在自动控制系统中的功用所要求，伺服电机具备可控性好、稳定性高和速应性强等基本性能。可控制性好是指寻好消失以后，能立即自行停转；稳定性高是指转速随转矩的增加而均匀下家；速应性强是指反应快，灵敏。直流伺服电机的工作原理和普通直流电机相同。只要在其励磁绕组中有电流通过且产生了磁通，当电枢绕组中通过电