基于单片机的自动门控制系统完整

毕业设计报告题目：院系：信息与控制学院专业：班级学号：学生姓名：指导教师：成绩：2014年月日I目录1方案设计..............................................................................................................................11.1设计任务要求................................................................................................................11.2硬件方案设计................................................................................................................11.3软件方案的设计............................................................................................................21.4主要设计的实现原理....................................................................................................32硬件设计..............................................................................................................................42.1单片机的简介................................................................................................................42.2硬件器件选择................................................................................................................42.2.1单片机选型.............................................................................................................42.2.2按键部分.................................................................................................................52.2.3人体检测传感器.....................................................................................................52.2.4光电检测传感器.....................................................................................................62.3单片机最小系统............................................................................................................62.4按键部分电路图............................................................................................................72.5光电检测部分................................................................................................................82.6人体热释电传感器........................................................................................................92.7电机驱动电路..............................................................................................................103软件部分设计....................................................................................................................113.1总程序设计..................................................................................................................113.2按键程序流程图..........................................................................................................123.3定时器0中断..............................................................................................................133.4门控判断程序..............................................................................................................14参考文献..................................................................................................................................16附录A系统原理图..............................................................................................................17附录B程序代码..................................................................................................................18附录C实物图片..................................................................................................................2811方案设计1.1设计任务要求对于自动门控制系统，需要实现的功能如下所示：（1）自动检测功能：能够自动检测门的附近是否有人，如果有人则开启该门，在没有人体信号时，延时数秒后自动关闭。（2）安全保护功能：关门时，检测门导轨上是否有人，如果有则停止关门，并迅速打开门，防止人被挤住。（3）电机调速功能：能够通过单片机控制电机的速度，开门关门时需要有个加速与减速的过程。（4）按键输入功能：能够通过按键来控制门自动还是手动运行，在特殊情况下需要手动来操作该门。（5）门开关限位功能：在开门与关门的时候能够检测到门的限位开关，来检测是否到门的关门与开门的限位。1.2硬件方案设计本设计选用STC89C52单片机作为本设计的微控制芯片。按键部分采用独立式按键,人体检测部分，使用红外热释电传感器对外部人体信号进行检测。光电检测传感器使用TCRT5000光电传感器进行检测。硬件部分框图如图1.1所示。图1.1硬件部分框图自动门控制系统的硬件组成如图1.1所示，本系统主要由STC89C52RC单片机及其单片机按键输入电机驱动晶振电路安全检测人体检测复位电路限位开关检测2外围电路、红外检测电路，门行程检测电路、直流电机控制电路、安全检测电路等部分组成，单片机与晶振复位电路构成最小系统电路，作为主控电路，来协调外部其他各部分硬件电路，各个电路的功能如下：（1）晶振电路给单片机提供时钟系统，让单片机能够有运行的节拍与动力，晶振与单片机内部的电路一同构成了一个波形发生电路，输出与晶振频率相同的时钟，该时钟用作单片机的运行。（2）复位电路复位电路为单片机提供一个足够的开机运行的复位脉冲，能够让单片机在上电时有足够的时间复位。（3）按键输入部分按键输入部分用来作为人机交互界面部分，能够控制门的手动开关，切换自动模式与手动模式。（4）电机驱动部分电机驱动部分，用来驱动直流电机，单片机输出控制信号，来进行对电机的调速（5）安全检测安全检测部分用来检测是否有人被夹，能够提供使用者的安全。（6）人体检测人体检测用来检测是否有人接进门附近，检测到信号后单片机开始驱动外部电路开门。（7）限位开关限位开关主要用来检测开关门的行程位置。1.3软件方案的设计C语言是一种计算机程序设计语言，它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。随着微型计算机的日益普及,出现了许多C语言版本。由于没有统一的标准,使得这些C语言之间出现了一些不一致的地方。为了改变这种情况,美国国家标准研究所(ANSI)为C语言制定了一套ANSI标准，成为现行的C语言标C语言是世界上最流行、使用最广泛的高级程序设计语言之一。在操作系统和系统使用程序以及需要对硬件进行操作的场合，用C语言明显优于其3它高级语言，以前有许多大型应用软件都是用C语言编写的（由于面向对象编程技术的出现，大型软件转由C++、JAVA、C#再配合C语言开发；C语言在面对大型的软件开发时，会显得有些吃力）C语言绘图能力强，具有可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。它是数值计算的高级语言。对于编译软件则使用KeilC51软件。KeilC51软件为目前相当流行的51系列单片机开发软件，它是一个基于32位Windows环境的应用程序，支持C语言和汇编语言编程。Keil是目前最好的51单片机开发应用软件。它是一款通俗易懂易于上手的单片机程序开发软件，与其他的单片机软件有很好的兼容性。我们在日常的学习中都是使用这个软件，所以在本次设计中我使用KeilC51软件进行程序的编译。1.4主要设计的实现原理本次设计是红外线自动门控制系统，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，单片机通过驱动H桥电路来驱动直流电机，来使门开关，在关门的时候使用光电传感器进行检测，是否有人在门轨道上，如果有则停止关门，防止有人被夹，通过单片机控制交流电机，使门自动打开，当人进门后又可以使门自动关闭。本课题主要实现红外线检测和基于STC89C51的单片机控制系统。42硬件设计2.1单片机的简介单片机是把一个计算机系统集成到一块芯片上，它是采用大规模集成电路技术把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、各种I/O口和中断系统、定时器等功能集成到一个芯片上构成的一