减速器箱体液压夹具的设计.docx
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减速器箱体液压夹具的设计
摘要
车库门全自动门控装置，其特征在于设有置于车库内和车库外的主控制器以及安装在车辆内的密码标识器，主控制器由单片机、315M无线接收器、解码器、键盘和红外对管组成，密码标识器由无线发射器和编码器。
PT2262与PT2272地址和数据状态一模一样，PT2262电源端平时断开，若快到了车库门,则按下按钮通电，编码器PT2262将地址和数据通过无线发射模块发射，同时无线接收器的输出端接解码器的输入端，解码器的输出端VT接单片机的P3.3，若数据完全正确则车库内的单片机启动电机开启车库门，同时红外对管感应次数计数，出车库门后门自动下降，也可以通过按钮屏蔽红外对管，实现手动放下车库门。
之后取车时通过输入密码控制电机启动开门。
关键词：
电子密码锁；单片机；无线收发模块；PT2262/PT2272编解码芯片；红外对管；
Abstract
Thegaragedoorfull-automaticdoorcontrolequip,itscharacteristiclieinestablishtoplaceatthegarageinsidewithflankoflordcontrollerandinstallinthe
vehicleofpasswordmarkingmachine,lordcontrollerfromlistslicemachine,315Mwirelessreceiveamachineandshootmachine,coderanddecodingmachine,keyboard,figurestubewithredoutsidetotubeconstitute,passwordmarkingmachinefromwirelessreceiveamachineandshootmachine,coderanddecodingmachine.PT2262andPT2272addressanddataappearancelookexactlyalike,thePT2262powersupplycarrypeacetimebreaktoopen,ifshallarrivesoonagaragedoortothenpressbuttontoswitchonelectricity,thecoderPT2262passaddressanddataawirelessblast-offmoldpieceshoot,inthemeantimewirelessreceiveamachineofoutputcarrytoconnectdecodingmachineofimportationcarry,decodingmachineofoutputcarryVTtoconnectlistslicetheP3.3ofthemachine,ifdatacompleteexactitudeinsidegarageoflistslicemachinestarttheelectricalengineeringopenagaragedoor,redinthemeantimeoutsidetotuberespondnumberoftimestocount,garagedoorbackdoorautodescend,canalsopassbuttontoshieldredoutsidetotube,realizationmovetoletgoofagaragedoor.Passanimportationapasswordcontrolelectricalengineeringstartwhiletakingacarafter
Keyword：
Electronicscombinationlock;Listslicemachine;The315Mwirelessreceiveanddispatchamoldpiece;PT2262/PT2272plaitdecodingchip;Redoutsidetothetube;
第一张绪论
1.1背景及意义
随着经济的发展，现在拥有汽车的国人越来越多，对好的车库门的需求也在不断增大，同时外国先进的车库门不断的占领中国市场，国产的车库门还处于落后状态。
我国的车库门诞生于上世纪70年代末，在当时的环境下，我国的车库门主要是门板做成的，开启形式多以平开和上翻为主。
上翻门两侧挂有重重的配重．且只可以手动操作，这在当时以算得上比较好的车库门了。
80年代，我国与其他国家的交流逐渐多了起来，对国外该行业的了解和模仿也逐步展开，我国现代的车库门就是以模仿开始，并在模仿中不断理解吸收和创新。
虽然近几年国内的技术水平有了长足的发展，但与国外一些知名品牌相比还是有一定的差距的，受到地缘因素的影响，在价格上国内产品要有一定的优势，但从门的整体性能上看，我们就大有逊色了，这也是进口产品虽然价格很高但依然占有很大份额市场的原因所在。
国内各生产厂家，也缺乏一种可以参考的行业标准，沿用各自的路子设计生产，这在很大程度上降低了产品的通用性和互换性。
本文主要是对车库门的控制系统的具体设计说明,运用了单片机对电机控制和红外传感控制的方法，实现了自动车库门的各种功能。
有利于自动车库门的国产化，降低成本。
自动照明设置，车库门打开自动亮灯后自动熄灭，无需遥控器，可自动识别和开启，安全、便捷。
此设计更加可靠，易于操作，人机性能良好，有更高性价比的产品，将具有广阔的市场前景，带来可观的经济效益。
1.2研究现状与发展趋势
国外车库门领域内的技术多集中在开门机的研究上，包括控制方式，驱动方式，以及联结方式等方面。
由于起步比较早，技术投入比较大，不少国外的开门机产品，性能指标均优于国产开门机，可靠性，平稳性都达到一个较高的水准，知名的品牌有：
LiftMaster，Genie，等。
根据国家经贸委发布的《汽车工业“十五”（2000—2005）规划》：
到2005年，汽车工业的产值就将达到国内生产总值的百分之一强，而且以轿车为主的私家车发展速度将大大高于汽车工业的平均增长率。
中国政府将致力于汽车工业的战略重组，优化资源配置，并将大力推进发展汽车工业的相关环境。
汽车工业的发展，为其辅助产业的发展创造了广阔的空间，车库门业将面临一个挑战个机遇并行的高速发展期。
自动遥控车库门的研究主要是对遥控的工作原理及涉及自动控制安全的编码和解码问题，进行细致的分析和处理。
在研究的过程中，不仅要体现自动控制，还要完成用户对门操作的各种要求，比如停电处理，手动开启和关闭车库门等等，应使系统对应特殊情况的能力得到加强。
在未来的几年，人们对车库门的要求还是从功能，操作方法以及是否环保三个方面来考虑。
因此，对车库门行业来说，也必须从这几个方面来不断发展产品。
从环保因素考虑，车库门的运行必须更加安静低噪声，车库门门板材料必须使用环保材料。
车库门系统的耗能问题也将成为人们关注的问题之一。
从操作方式的角度来考虑，车库门的操作方式必将朝着更加人性化的方向迈进，更加符合人们的操作习惯。
同时，还可以根据用户的不同需求，设计出具有个性化的操作方式和操作系统。
从功能的角度来考虑，车库门系统将成为一个智能控制中心或者智能终端，该系统于公共网络连接，能实现车库内环境及汽车状况监测，并将结果及时反馈给用户或反馈到智能处理中心。
该系统能实现远程控制，能添加语音识别或是图像识别功能，真正实现车库门的智能化自动控制。
未来市场对产品的需求将会向两个极端方向发展：
一个极端就是价格的极端，市场大量需要低价格的产品设备，能保证基本使用性能，以价格优势占领市场，这一部分的市场份额预计达到70%-80%；另一个极端就是技术与性能的极端，要求产品具有优越的使用性能、方便的操作方式，更人性化的智能系统。
因此设计和制造符合我国市场需求，为广大用户认可的车库门，将为繁荣和抢占我国该行业的市场，满足人民群众日益增长的物质文化需求，体现重大的意义。
第二章自启闭车库门总体控制方案分析与确定
2.1概述
本课题基于我国车库门发展的现状，旨在通过对遥控车库门的一些关键技术的研究了解，掌握一整套的设计方案和设计流程。
本次设计采用上滑道式车库门作为设计对象，使用编码芯片PT2262/PT2272以及315MHZ的无线收发模块来实现车辆进出的唯一识别，并且控制单片机自动开启和关闭车库门及车库内的照明系统，单片机采用动态扫描键盘，只有在密码输入正确的情况下才能使用单片机控制电机启动车库门，否则蜂鸣器报警。
同时采用红外线对管技术，以满足车库门应急措施需求，如在车库门下滑时，红外线探测到车库门下方有人或物，电机应立即停止并反转。
为防止停电，还设计有手动开启和关闭车库门的系统。
其总体系统控制框图1所示
手动处理或红外线探测
报警处理
图2-1车库门自动开闭控制系统结构框图
2.2基本控制模块
2.2.1无线遥控模块：
在此次设计中我们选用信号编码芯片PT2262和一个315MHZ发射模块作为构建开闭信号发射电路，其工作原理框图如图2-2所示：
功率放大
编码输出
315MHz
调制器
信号触发
PT2262
编码
图2-2遥控发射电路
选用信号编码芯片PT2272和一个315MHZ发射模块作为构建开闭信号接收电路，其工作原理框图如图2-3所示：
信号处理控制电路
电机转动
PT2272
解码
接收电路
图2-3遥控接收电路
2.2.2安全编码控制模块：
在这一模块，最长使用的编码模块是PT2262/PT2272，它们通常成对使用来完成发送和接收时的编码解码功能。
图2-4是其管脚的排列图。
图2-4PT2262/PT2272管脚图
PT2262/PT2272是台湾普成公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供312=531441地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17管脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。
需要说明的是，厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262和PT2272的1～8脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地，第5引脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1引脚接地，第5引脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。
当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1～D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解码有效高电平信号。
用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。
2.2.3驱动执行器件模块：
从生产成本的角度，排除选用液压气动元器件作为驱动，电机应用广泛，价格低廉，而且从方便及正反转控制等方面考虑，直流电动机据有优良的启动性能和调速性能，正反转控制方便，故选用直流电动机作为遥控车库门驱动器件。
门板规格为：
3000*2400*5mm（宽和高参考行业车库门标准，厚度为自定）。
根据控制要求，使用DC24V直流电机来驱动，选用电机功率为70W,控制继电器的电流为DC12V，加之直流电机的正反装可由改变接入电极的极性来实现，故可选用DC12V控制，容量满足电机工作要求。
电机的正反转实现如图2-5所示：
+24V。
电机
JA
JB
+
-
与
与
正转
图2-5电机正反转控制图
图示为电机的控制方式，当得到正传的控制信号后，继电器JA工作，电机正传，当得到反转的控制信号后，继电器JB工作，电机反转。
由于两继电器不允许同时工作，这保证了JA和JB只有一个处于工作状态，即使误操作同时按下两个按钮，也不会出现危险或是对器件造成伤害。
2.2.4红外线感应装置：
红外线感应器是用来判断门下是否有人或是其他异物，以免对人或物造成伤害。
它是利用红外光特有的性质，加上一定的电路制成的，其工作原理可参考图2-6（a）和图2-6（b）。
.
红外发射
驱动级
脉冲发射器
图2-6（a）红外发射端
执行器件
整流滤波电路
高增益放大
光电探测器
图2-6（b）红外接受端
通常情况下，红外线的感应器的发射端以脉冲方式发出红外光信号，在没有阻碍的情况下，信号由发送短传送到接收端，接收端接收到信号后，做出相应的处理。
同理，当信号传送在发射端与接收端之间遭到阻碍，接收端也会做出一个相应的动作，车门停止向下，并回转。
2.2.5传动环节模块：
由于车库门系统要求有可靠的传动性能，不允许有滑动等现象出现，况且与带传动相比，链传动有其自身的优势：
1）没有滑动；2）工作情况相同的条件下，传动尺寸比较紧凑；3）不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小；4）效率较高；5）能在环境恶劣的情况下工作，且能保证较好的传动性能；6）转动距离相对较大。
综合比较，所以选用链传动来完成传递力的功能。
在系统中，链是作为起重链来工作的，其工作速度一般不超过0.25m/s。
2.2.6手动处理模块：
在这个模块中也采用的是一种锁式结构，它通过一条柔性绳索将拉杆与链条结合。
当停电时，拉动绳索3，利用拉杆5带动链条运转，从而实现手动操作车库门的开启与关闭。
其控制原理图为：
12
4
53
图2-7手动控制原理图
1.铰链传动导轨
2.电机
3.绳索
4.车库门运行导轨
5.拉杆
第三章系统总体设计
3.1单片机
3.1.1单片机的结构特点
本次毕业设计我用到的单片机是MCS-51系列单片机中的AT89S52，选择其原因是因为它有以下几个结构特点：
（1）MCS-51系列单片机则在数据RAM区开辟了一个工作寄存器区。
该区共有4组，每组8个寄存器，共计可提供32个工作寄存器。
（2）MCS-51系列单片机还颇具特色的21个特殊功能寄存器SFR,利用SFR可完成对定时器、串行口、中断逻辑的控制。
（3）MCS-51系列单片机I/O一线多功能的特点方便了用户，在组成应用系统时，可根据其特点分时使用。
（4）MCS-51系列单片机系统是一个计算机系统，相当多的功能由软件实现，具有柔性特点。
（5）具有优异的性能价格比。
3.1.2单片机引脚配置
MCS-51单片机采用40引脚双列直插封装（DIP）形式。
对于CHMOS单片机除采用DIP形式外，还采用方形封装工艺。
图3-1是MCS-51系列中AT89S52的引脚图：
图3-1AT89S52的引脚图
在单片机的40条引脚中，有2条用于主电源的引脚，2条外接晶体的引脚，控制或其他电源复用引脚RST/Vpd、ALE、和VPP，32条输入/输出引脚。
下面就本系统用到的引脚分别说明这些引脚的名称和功能。
（1）主电源引脚Vcc和Vss
Vcc：
接+5V电源
Vss：
接电源地
（2）钟电路引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1：
接外部晶体的一端。
在单片机内部，它是反相放大器的输入端，该放大器构成了片内振荡器。
在采用外部时钟电路时，对于HMOS单片机，此引脚必须接地；对CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。
XTAL2：
接外部晶体的另一端。
在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端，振荡器的频率是晶体振荡频率。
若采用外部时钟电路时，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬空。
（3）信号引脚RST/Vpd
RST/Vpd:
复位/备用电源输入端。
单片机上电后，只要在该引脚上输入24个振荡周期（2个机器周期）宽度以上的高电平就会使单片机复位；若在RST与Vcc之间接一个10μF的电容，而在RST与Vss之间接一个8.2KΩ的下拉电阻，则可实现单片机上电自动复位。
RST/Vpd具有复用功能，在主电源Vcc掉电期间，该引脚可接上+5V备用电源。
当Vcc下掉到低于规定的电平，而Vpd在其规定的电压范围内时，Vpd就向片内RAM提供备用电源，以保持片内RAM中的信息不丢失，复电后能继续正常运行。
（4）输入/输出（I/O）引脚P0、P1、P2和P3
MCS-51单片机有4个双向并行的8位I/O口P0～P3，P0口为三态双向口，可驱动8个TTL电路，P1、P2、P3口为准双向口（作为输入时，口线被拉成高电平，故称为准双向口），其负载能力为4个TTL电路。
P0.0--P0.7:
P0口是一个8位双向I/O端口。
在访问片外存储器时，它分时提供低8位地址和作8位双向数据总线。
在EPROM编程时，从P0口输入指令字节；在验证程序时，则输出指令字节（验证时，要外接上拉电阻）。
P0口能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载。
P1.0--P1.7:
P1口是8位准双向I/O端口。
在EPROM编程和程序验证时，它输入低8位地址。
P1口能驱动4个LSTTL负载。
P2.0--P2.7:
P2口是一个8位准双向I/O端口。
在CPU访问外部存储器时，它输出高8位地址。
在对EPROM编程和程序验证时，它输入高8位地址。
P2口可驱动4个LSTTL负载。
P3.0--P3.7:
P3口是8位准双向I/O端口。
它是一个复用功能口。
作为第一功能使用时，为普通I/O口，其功能和操作方法与P1口相同。
作为第二功能使用时，各引脚的定义如表3-1所示。
P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。
P3口能驱动4个LSTTL负载。
口线第二功能
P3.0RXD（串行口输入）
P3.1TXD（串行口输出）
P3.2INT0（外部中断0输入）
P3.3INT1（外部中断1输入）
P3.4T0（定时器0的外部输入）
P3.5T1（定时器1的外部输入）
P3.6WR（外部数据存储器“写”信号输出）
P3.7RD（外部数据存储器“读”信号输出）
表3-2P3口各引脚的定义
3.24×4行列式扫描键盘
3.2.1键盘工作原理
行列式键盘电路原理如图3-3所示。
按键设置在行列式交点上，行列线分别连接到按键开关的两端。
行线通过单片机输出高电平，第一次扫描时置第一条列线为低电平，判断有无键按下，有则获取键值，进行相应的键值处理，无则继续扫描，使第二列为低电平，其它均为高电平，就这样依次判断键盘中有无按键按下。
键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来判断。
+5vD7
I/O+5vD6
接口+5vD5
+5vD4
D3
D2
D1
D0
图3-3行列式键盘电路原理图
3.2.2键盘工作方式
键盘的工作方式：
编程扫描方式、定时扫描方式、中断扫描方式三种。
本设计采用的是编程扫描方式。
在键盘扫描子程序中完成下述几个功能：
（1）判断键盘上有无按键按下；
（2）防止键的机械抖动影响；
（3）获取按下键的键号；
（4）按键闭合一次仅进行一次键功能操作。
程序框图如图3-4：
开始
是否有键闭合？
N
Y
调用延时函数
延时5MS
是否有键闭合？
N
Y
判断闭合键号，存放于变量key
判断key值的范围并做相应处理
闭合键释放否？
N
返回
Y
图3-4键盘的编程扫描方式程序框图
3.3PT2262/PT2272编码解码芯片
3.3.1PT2262/PT2272编码解码芯片原理
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空,接高电平,接低电平）,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定的地址码和数据码17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由：
地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。
当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。
引脚图：
图3-5PT2262外形图及测试应用图
管脚说明：
表3-6管脚
在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长.推荐值:
2262/4.7M/2272/820K2262/3.3M/2272/680K2262/1.2M/2272/200K。
解码电路PT2272引脚图：
图3-7PT2272外形图及测试应用图
PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。
M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。
后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4），对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时（PT2272-M6），对应的地址编码应该是6位。
3.3.2PT2262/2272芯片的地址编码设定和修改：
在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1～8脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：
悬空、接电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262和PT2272的1～8脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1脚接地第5脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。
当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1～D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解码有效高电平信号。
用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。
第四章系统软硬件设计
4.1主要电路图
4.1.1单片机最小系统电路
车库门自动关闭系统的设计是在单片机最小系统电路上进行，在这里此模块的作用是控制输出、数据采集处理，系统设计在单片机最小系统上进行
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