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摘要
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,各种方便生活的自动控制系统开始进入人们的生活,以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。本文设计了基于单片机的地铁自动门,该系统以单片机为主体,直流电机、转速测量为核心,实现地铁门的自动控制。
本设计主要应用8051作为控制核心,直流电机、红外传感器、磁开关相结合的系统。通过单片机程序对直流伺服电机的正转、反转进行控制,从而对门进行开、关的控制; 直流电机采用H桥驱动。充分发挥了单片机的性能。其优点是电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高等,具有一定的使用和参考价值。
关键词:8051;地铁自动门;直流电机;红外传感器;转速测量
目录
绪论 1
一、自动门系统方案 2
(一)设计思想和整体框图 2
(二)器件选型 2
二、自动门系统的硬件设计 7
(一)系统硬件整体逻辑设计 7
(二)控制器单元的硬件设计 7
(三)直流电机驱动模块 17
三、软件设计 25
(一)整体程序流程图及功能模块设计 25
(二)PWM信号发生及转速测量模块程序设计 25
结论 32
参考文献 34
致谢 35
绪论
现代社会是一个快速发展的信息化社会,随着科学技术的不断进步,人们不断去追求舒适,方便的生活环境。于是相应的电子产品产生,智能型自动门同样出现在人们的生活中。随着自动门的技术、性能日趋成熟、完善,它被广泛应用在政府机关、银行、医院、商业、工业等不同行业,改善了人们的生产生活条件。自动门不但能给我们带来人员出入方便、节约空调能源、防风、防尘、防噪音等好处,更令我们的建筑物增添了不少高贵典雅的气息。
自动门是指可以将人接近门的动作(或将某种入门授权)识别为开门信号的控制单元,通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭,并对开启和关闭的过程实现控制的系统。按启闭形式分:可分为推拉门、平开门、折叠门和旋转门;按门体的材料分:不锈钢门有安全玻璃、不锈钢饰面、建筑铝合金型材、彩色涂层钢板、木材等。
自动门的系统配置是指根据使用要求而配备的,与自动门控制器相连的外围辅助控制装置,如开门信号源、门禁系统、安全装置、集中控制等。必须根据建筑物的使用特点。通过人员的组成,楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。
一、自动门系统方案
(一)设计思想和整体框图
本设计主要应用单片机程序对直流伺服电机的正转、反转进行控制,从而对门进行开、关的控制。在门的两侧各有一个感应器,分别感应从里面出去和从外面进来的人。感应探测器探测到有人靠近时,将脉冲信号传给主控器单片机,主控器判断后通知电机运行,同时监控电机的转数,以便通知电机在一定时候加力和进入慢行运行。直流电动机采用H桥驱动。检测人进出的传感器采用红外传感器。下图1-1是自动门系统整体框图。
单片机
位置
给定
PWM
功率接口
电动机
负载
传感器接口
电流反馈信号
正/负位置反馈脉冲
绝对零位脉冲
(二)器件选型
单片机AT89C51各个引脚的作用
VCC/GND:供电电源。
P0口:可以被定义为数据/地址的低八位,能够用于外部程序/数据存储器。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:标准输入输出I/O,P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:既可用于标准输入输出I/O,也可用于外部程序存储器或数据存储器访问时的高八位地址。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:既可以作标准输入输出I/O,也可作为AT89C51的一些特殊功能口,
管脚备选功能
RXD(串行输入口)
TXD(串行输出口)
/INT0(外部中断0)
/INT1(外部中断1)
T0(记时器0外部输入)
T1(记时器1外部输入)
/WR(外部数据存储器写选通)
/RD(外部数据存储器读选通)
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出
正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA / VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序