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1、合肥师范学院2015届本科毕业论文设计摘 要当今社会自动化、信息化程度越来越高。单片机的使用范围愈来愈广，慢慢地成为人们日常生活中不可或缺的一部分。随着社会的飞速发展、科技的迅速进步以及生活水平的不断提高，生活中的自动控制系统慢慢的增加，逐步的影响现代人们的生活。以单片机为核心的自动车库门系统就是其中之一，同时也标志了数字时代新的成员自动控制领域。本设计主要利用单片机电机控制系统来控制步进电机的运转进而控制车库门的自动开启与关闭。采用AT89C52 单片机作为控制核心，红外传感器、异步电机、限位开关相结合，微控制器与步进电机及其驱动电路、测控电路、LED指示灯等组成一个测控系统。充分发挥了单片
2、机的性能，其优点具有电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点。通过编程来实现对步进电机的正转、反转运行状态的控制，对LED指示灯的观察和电机的运动状态来反映车库门的升起与落下，能够在直观、有效、安全性能高的的前提下对单片机的控制加以论述，希望对今后的技术改进与优化能够有所帮助。关键词： 单片机;自动车库门；红外传感器；异步电机AbstractAutomation in todays society, more and more high level of information. MCU range more widely, and slowly become an integr
3、al part of everyday life. With the rapid development of society, rapid advances in technology and the continuous improvement of living standards, the life of the automatic control system to increase slowly, and gradually the influence of modern peoples lives. SCM as the core of one of them automatic
4、 garage door system, but also marks a new member of the digital age - Automatic control.The main advantage of this design SCM motor control system to control the operation of the stepper motor controlled garage door and then automatically open and close. Using AT89C52 SCM as the core control, infrar
5、ed sensors, asynchronous motors, limit switches combine a SCM with a stepper motor and drive circuit and control circuit, LED lights, etc. to form a control system. Give full play to the MCU performance, the advantage with a simple circuit, the software features improved control system is reliable,
6、cost-effective features. Achieved by programming the stepper motor forward and reverse running state control, status LED on the movement observation and motor garage door to reflect rising and falling, can in an intuitive, effective, high safety performance Under the premise of the control of the SC
7、M to be addressed, and I hope in the future of technology improvement and optimization can help.Keywords:single chip microcomputer;automatic garage door; infrared sensor;asynchronousmotor摘 要- 1 -Abstract- 2 -第一章 引言- 5 -1.1 课题研究的背景- 5 -1.2 课题研究的目的- 5 -1.3 课题研究设计思路- 5 -1.4 课题的设计要求- 5 -1.4.1智能化- 5 -1.4
8、.2安全性- 5 -1.4.3稳定性- 6 -第二章 方案论证- 7 -2.1方案论述- 7 -2.2系统组成- 7 -2.3系统总体方案- 8 -第三章 系统硬件电路设计- 9 -3.1单片机最小系统- 9 -3.1.1 AT89C52芯片- 9 -3.1.2复位电路- 10 -3.1.3 晶振电路- 11 -3.2 红外蔽障传感器- 12 -3.3 步进电机- 12 -3.3.1步进电动机特点- 13 -3.3.2 驱动控制系统组成- 13 -第四章 系统硬件设计- 14 -4.1 设计电路的电框图和原理- 14 -4.2 系统硬件总体逻辑设计- 14 -4.3设计电路原理图- 15 -第
9、五章 系统软件设计- 15 -5.1系统软件问题- 15 -5.2 方案程序设计思路- 15 -5.3 系统程序流程图- 16 -第六章 调试- 17 -6.1仿真- 17 -6.2硬件调试- 17 -6.3初步检查- 19 -6.4自动化性能测试- 20 -6.4.1手工操作- 20 -6.4.2恢复正常运行模式- 20 -6.5维护- 20 -结 论- 20 -致 谢 词- 21 -参考文献- 21 -附录1 PCB图- 23 -附录2 原理图- 24 -附录3程序- 25 -第一章 引言1.1 课题研究的背景随着科学技术的发展，全国拥有汽车的人数越来越多，人们把对汽车的维护和管理看得越来
10、越重，当然对于车库门的要求也逐步提高了，国外先进的车库门不断进驻中国市场，国内车库门行业滞后。自动车库门主要分为卷帘车库门和翻板车库门。本文主要针对卷帘车库门的自动化和控制系统作了具体说明，运用单片机和红外传感控制的方法，实现自动车库门的具体功能。自动化与信息化的普及度随着社会的快速发展越来越高，单片机的应用领域越来越宽泛。本系统主要是以单片机、步进电机和传感器为核心。1.2 课题研究的目的经济快速发展的中国，私家车的数量剧增，车库已经是有车一族必不可少的一部分。随着科技的飞速发展，传统的卷帘门和对开门慢慢的被淘汰已然成为事实，自动门在使用中为我们能够提供高效、便捷、方便等诸多有利的服务。另外
11、，随着国产自动门的逐步推广不但带动了国内自动控制领域的技术进步，而且还带动了经济的快速发展。随着汽车的普及，车库门的设计与安装也是一种产业趋势。1.3 课题研究设计思路车库门外的的红外传感器和机械驱动装置设备是自动车库门常见的主结构形式，当车子接近车库门时，红外传感器感知一个信号并传送给控制器，控制器将控制步进电机将库门打开。当车子通过车库门后传感器有延迟大概一秒（举例时间，并不一定需要多久来延迟）的时间，步进电机反转，自动门落下、关闭。如下图1.1轿车信号信号处理车库门控制电路图1.1 红外门原理图1.4 课题的设计要求自动车库门的主要要求有如下几个方面：1.4.1智能化 自动车库门的主控制
12、系统首先应当是具有智能化，并能够对车库门运行时的速度进行任意调节、控制。确保自动车库门一直都能够拥有着良好的运行状态。而且具有自动修复、矫正的能力，纵使在狂风大雨等恶劣天气环境下，依然可以正常的进行开关门操作。1.4.2安全性 由于自动反转安全装置的存在。当发生某些特定的突发状况时，如障碍物、动物类触发红外发光设备引起非正常开关门，门将会自动反转并安全退出。避免造成不必要的意外事件的发生，在保证自动车库门正常运行时的安全性，有利于延长自动车库门的寿命。1.4.3稳定性 自动车库门采用步进电机，具有诸多的优良特性，如：效率高、节能、产生的噪音污染较小、转动速度快、长时间工作状态下不过热等，性能远
13、远地优于传统交流伺服马达。在步进电机和T型齿条同步带的共同作用下，门在整个速度变化运行过程中具有优良的稳定性。不管电压波幅多大，在高性能的电源输入的作用下，都能够稳压。自动车库门可以根据所使用环境的不同，还要做好其相关的硬件的选用：1、备用电源:为防止在非正常情况下突然停电时，自动车库门也能工作正常，以防不测。2、辅助光线传感器:辅助光线传感器可以安装在自动车库门上。触发红外传感器，车库门升起，用手去遮挡红外传感器，门应该呈现打开状态。当手离开红外传感器不久后，门应该缓慢的关闭。综合以上所述，在如今社会经济的飞速发展为大背景下，自动车库门在很多领域逐渐展露出其优越性，这也将是今后千家万户所必需
14、的。第二章 方案论证2.1方案论述 主要由AT89C52单片机及其外围电路、红外检测电路、步进电机控制电路等部分组成。单片机循环检测红外检测电路和门行程检测电路输出信号，据此产生步进电机控制信号，电动机带动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应的控制方式。感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启；门扇开启后由控制器做出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。本文使用的传感器是一种光电传感器，
15、它主要特点是发射与接收于一体。检测距离根据具体的使用环境来改进。这种传感器具有探测范围宽、抗干扰能力强、价格低廉、组装简单、操作简易等特点。当车体进入传感器的测算范围将触发感应装置，电机正转，与此同时用指示灯亮起来代替车库门的升起。用这种设计方案的电路和软件都将能够得到很大程度的简化。2.2系统组成此篇设计属于单片机嵌入式系统的典型应用。嵌入式计算机系统分为四种:工程控制机，中央处理器模块，嵌入式微机处理器和单片机。嵌入式系统如下几个特点：(1)面对的控制对象。(2)在工程控制系统中嵌入的构造状态。(3)能够在工业现场中稳定的特点。 （4)突出控制功能。单片机是惟一一款能够满足嵌入式应用的系统。完全按嵌入式系统要求设计的单芯片形态的应用系统，能满足面对控制对象、嵌入应用系统、现场的可靠运行以及非凡的控制品质等诸多要求，是目前发展最为迅速、种类繁多、数量最大的嵌入式系统。2.3系统总体方案如图2.1所示是总体框图，包括51单片机的最小系统，传感器感应模块，LCD指示灯电路，电机驱动电路。图2.1电路基本框图第三章 系统硬件电路设计3.1单片机最小系统3.1.
