红外线电子门控制.docx
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红外线电子门控制
毕业设计说明书
《红外线电子门控制》
系部：
自动化与信息工程系
专业：
电子设备与运行管理
指导老师：
田玉丽
学生：
李红建
学号：
20092004173
2011年10月15日星期六
平顶山工业职业技术学院
目录
第一章绪论4
1.1 课题研究的可行性4
1.2红外线自动门发展4
1.3课题的意义和目的5
1.4课题的功能概述5
1.5该设计的基本设计思路6
第二章方案论证7
2.1单片机的选择7
2.2门控传感器的选择8
第三章主要器件的介绍8
3.1热释红外传感器的原理和使用8
3.3BISS0001芯片介绍和典型电路11
3.3.1BISS0001的内部：
12
3.3.2BISS0001的特点：
12
3.3.3BISS001管脚图：
13
3.3.4BISS001管脚说明：
13
3.3.5BISS0001的参数：
14
3.3.6BISS0001工作原理14
3.4AT89C51单片机简介17
3.4.1AT89C51主要特性：
18
3.4.2AT89C51管脚说明：
18
3.4.3振荡器特性：
19
3.5.1步进电动机有如下特点:
20
3.5.2反应式步进电机20
3.5.3反应式步进电动机的步进原理21
3.5.4驱动控制系统组成22
3.5.5斩波驱动23
第四章系统软硬件设计24
4.1设计电路的电框图和原理24
4.1.1系统硬件总体逻辑设计25
4.2 设计电路原理图26
4.3系统软件结构27
4.4各部分程序设计27
4.4.1主程序：
28
4.4.2开门子程序：
29
4.4.3关门子程序:
30
4.4.4T0中断服务程序:
30
4.4.5T0中断服务程序:
31
4.5信号流程说明31
4.5.1T1中断服务程序：
32
第五章 设计总结35
致谢37
摘要
毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。
通过毕业设计，能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习。
通常，仅对大专以上学校要求在毕业前根据专业的不同进行毕业设计，对中等专业学校的学生不作要求
高等学校技术科学专业及其他需培养设计能力的专业或学科应届毕业生的总结性独立作业。
要求学生针对某一课题，综合运用本专业有关课程的理论和技术，作出解决实际问题的设计。
毕业毕业设计是高等学校教学过程的重要环节之一。
相当于一般高等学校的毕业论文。
目的是总结检查学生在校期间的学习成果，是评定毕业成绩的重要依据；同时，通过毕业设计，也使学生对某一课题作专门深入系统的研究，巩固、扩大、加深已有知识，培养综合运用已有知识独立解决问题的能力。
毕业设计也是学生走上国家建设岗位前的一次重要的实习。
一些国家根据学生的毕业设计，授予一定的学衔。
如建筑师、农艺师、摄影师等。
中国把毕业设计和毕业考试结合起来，作为授予学士学位的依据。
自动门英文名：
automaticdoor 自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。
二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。
当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。
例如：
各种用可识别控制的自动专用门，如：
感应自动门（红外感应,微波感应,触摸感应,脚踏感应）、刷卡自动门等。
随着科技的不断发展，自动门在人们日常生活中断得到了广泛的应用，同时对其安全性及各方面的性能的要求越来越高。
自动门的控制系统是随着人们对生活条件的不断追求，科技的不断发展应运而生的高科技产品。
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。
交流电机作为门驱动装置。
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AT89C51的单片机控制系统
关键词：
自动化单片机热释红外线传感器AT89C51BIS0001芯片
第一章绪论
1.1 课题研究的可行性
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，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。
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。
它更让人类懂得，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。
通过对“自动门控制系统”的研究和设计，我精心撰写了单片机控制自动门系统论文。
本论文着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核心的系统。
1.2红外线自动门发展
1）类型多，规模小。
近年来几年来，自动门在国内得到了快速的发展。
据不完全统计，目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50多家，但普遍生产规模小，自主研发能力差。
从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。
2）价格不等。
高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场，目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能，但生产工艺略嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。
3）产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重，加之自动门产品往往是开发商而非最终用户在选择产品，所以价格因素占的比重较大，加剧了市场竞争。
其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。
同时，由于价格过低，也使产品的持续改进和发展受到限制。
1.3课题的意义和目的
经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市，自动门已经是随处可见，在各大厦、宾馆、酒店、银行、商场、医院、写字楼等场所，自动门更是得到大范围的普及使用。
自动门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的建筑增添了不少高贵典雅的气息。
自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。
自动平移门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内外两侧红外线，当人走近自动门时，红外线感应到人的存在，给控制器一个信号，控制器通过驱动装置将门打开。
当人通过门之后，再将门关闭。
由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，提高了建筑的档次。
1.4课题的功能概述
在自动门使用上要根据安装的环境及要求，考虑选择自动门的配置。
由于公共场所（像医院、机场等）的自动平移门使用频率非常高，而自动门的使用频率和寿命是有限的。
在这种情况下，要使用自动门必须进行综合考虑。
例如增加门的数量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。
以上介绍的是自动门的安装使用要点。
而一个自动门的设计还要包括下面三个方面：
一、智能化设计
自动门选择配置智能化控制系统，可随意设定门扇的运行速度，并可设定半开状态，调节方便。
使自动门始终保持在最佳运行状态。
并具有自动矫正功能，即使遇到大风等原因引起的运行阻力增大，仍然能够保持平稳的开关门动作。
二、安全性设计
具有自动反转安全装置，当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转退出，并在下次接近阻力区域时以安全速度前进，避免夹人事件和机件损毁的现象发生，提高自动门运行时的安全性，延长自动门寿命。
门扇开启轻巧方便，当停电时，老人、儿童等均可开闭自如，开闭力量在3.5公斤以下，方便、安全、可靠。
三、稳定性设计
自动门采用步进电机，具有高效、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不过热等特性，大大超越传统交流伺服马达。
由于采用步进电机驱动，配合T型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行中具有卓越的稳定性。
由于采用高性能的电源输入，不管电压波幅多大均可自动稳压。
此外在负载瞬间短路时还有过压及过流保护措施，有效保障自动门运转的稳定耐久和安全。
自动门在具体场合的使用设计上，还应注意做好以下配置的选用：
1、安全辅助装置
如在高档酒店等地方可以选择安装防夹人红外感应器，防止停留在门附近的人被门所夹住。
2、备用电源
为保证停电时自动门也能工作正常，应配置备用电源。
3、辅助光线传感器
在需要的地方，自动门可以安装辅助光线传感器（红外对射保护装置），当门打开时，人站着不动，用手遮挡辅助光线传感器，门应该保持打开状态。
当手离开后几秒后，门应该重新关闭。
综上所述，自动门在很多领域具有不可比拟的优越性，随着国民经济的快速发展，自动门在我国已经迎来了快速发展的黄金时期。
自动门构造的技术参数
一、主要的技术指标：
技术指标单门双开门
门重量130kg×1扇100kg×2扇
导轨长度2000~5000mm
开门速度200~450mm/秒（可调）
闭门速度200~450mm/秒（可调）
慢行速度30~50mm/秒（可调）
开门时间开门静止后1~10秒的范围内（可调）
控制器高速智能电脑处理器控制
马达DC24V40W无刷步进电机
电源电压AC220V50Hz
消耗功率100W
手动开启力3.5公斤以下
安全功能开闭时遇到障碍物能立即开启,晚间转换到报警功能
使用环境-20℃～+50℃
二、主要构造部件
部件特性
智能控制器：
自动检测门的重量、宽度，使门保持在最佳运行状态。
步进电机：
高效率、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不发热。
皮带：
高效同步磁性轮，防止打滑，保证平稳运行。
吊架：
用于运动门扇的悬挂，安全可靠。
1.5该设计的基本设计思路
1、有人来时（进门或出门）开门。
当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。
2、无人时关门延迟,当热释收发装置没有检测到有人在离门1N的范围内，将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。
3、关门中途来人，立即开门。
当启动电动机带动传动链关门时，感应探头突然检测到在离门1m的范围内有人，则立即停止电动机关门，启动电动机带动传动链开门。
总体结构图如下图1：
第二章方案论证
2.1单片机的选择
20世纪80年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上一些著名的计算机厂家已投入市场的产品就有50多个系列，数百个品种。
尽管单片机的品种很多，但是在我国使用的最多的是INTER公司的MCS-51系列单片机，直到现在MCS-51系列单片机仍不失为主流系列。
在最近的若干年仍是工业检测控制的主角。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）
MCS-51系列单片机有3个基本类型：
8031、8051、8751。
这里选用的是8751单片机。
8031内部包括一个8位CPU，128个字节RAM，21个特殊功能寄存器，4个8位
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