自动车库门的设计毕业的设计.docx

1、自动车库门的设计毕业的设计自动车库门设计 学生：XXX 指导教师：XXX内容摘要：车库门主要有遥控、感应、电动、手动几种。 其中遥控、感应、电动都可统称为自动车库门。手动车库门和自动车库门主要区别是没有电机，而车库门自动开闭装置，其特征在于有设置车库内与车库外的主控制器，主控制器有单片机,315M无线接收器，解码器，键盘，数码管和红外对管组成，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，同时无线接受器的输出端接解码器输入端，解码器的输出端VT接单片机的

2、P3.3,单片机动态扫描键盘，若数据完全正确的情况下单片机控制电机启动车库门，否则蜂鸣器报警，同时红外管对管感应次数计数，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。本设计有利于车库门的国产化，也降低了生产成本。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Design of automatic garage doorAbstract: The door drives a garage voluntarily to shut a device , whose characteristic

3、 lies in the host controller who has interposing the garage inner and the garage outside , the host controller has monolithic machine , 315 wireless receivers of M , decoders , keyboards , the numerical code is in charge of and infrared pair of tube made up of , password mark the wireless implement

4、reason emitter and the coder. PT2262 andPT2272 address are same as data state , the PT2262 power source holds the disconnection the ordinary time , press down the button circular telegram if having arrived at the garage door quickly, coder PT2262 launches address and the data by wireless go off modu

5、le , at the same time wireless receiver output end takes over the decoder input end , decoder output end VT receives monolithic machine P3.3 , garage inner monolithic machine opens the garage door if the data is absolutely correct , the at the same time infrared tube is in charge of induced number o

6、f times counting face to face , put up garage door back door automation go down, Also can pass the button shield infrared realize hand movement to, laying down the garage door. The garage door can not open up if data-in is incorrect , buzz alarm warning prompts and. The starting controlling an elect

7、ric motor by importing a password when fetching vehicle afterwards opens the door.Keywords: Electronic lock single-chip wireless transceiver module PT2262/PT2272 Code decoder chip Infrared Emitting Diode自动车库门设计前言车库门主要有遥控、感应、电动、手动几种。 其中遥控、感应、电动都可统称为自动车库门。手动车库门和自动车库门主要区别是没有电机。 自动车库门现在主要分类为：翻板车库门与卷帘车库门

8、，车库门打开后自动熄灭，无需遥控器，可自动识别和开启，安全.便捷。本设计使用编解码芯片PT2262/PT2272以及315MHZ的无线收发模块实现车辆的唯一识别，并且控制单片机自动关和开启车库门以及车库内灯的照明系统，单片机动态扫描键盘，只有在密码输入正确的情况下才能使单片机控制电机启动车库门，否则蜂鸣报警器。单片机在各个技术领域中的迅猛发展，我也想通过自己的能力充分发挥它的效用，在这个设计中，我选用的是51系列单片机，除了学以致用，当然与单片机应用的很多特点分不开：可靠性高，因为芯片是按工业测控环境要求设计的,故抗干扰的能力优于PC机.系统软件(如:程序指令,常数,表格)固化在ROM中,不易

9、受病毒破坏.许多信号的通道均在一个芯片内,故运作时系统稳定可靠。便于扩展，片内具有计算机正常运行所必需的部件,片外有很多供扩展用的(总线,并行和串行的输入/输出)管脚,很容易组成一定规模的计算机应用系统。控制功能强，具有丰富的控制指令:如:条件分支转移指令,I/O口的逻辑操作指令,位处理指令。1 自动车库门介绍1.1 设计内容与要求利用单片机、无线接收器、解码器、键盘、数码管和红外对管设计一个置于车库内与车库外主控制器。用无线发射器和编码器组成一个安装车内密码标识器。若车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，同时无线接受器的输出端接解码器输入端，解码器

10、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开启车库门，否则蜂鸣。红外管对管感应次数计数，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。取车时通过输入密码控制电机启动开门。1.2意义可靠性高:因为芯片是按工业测控环境要求设计的,故抗干扰的能力优于PC机.系统软件(如:程序指令,常数,表格)固化在ROM中,不易受病毒破坏.许多信号的通道均在一个芯片内,故运作时系统稳定可靠.便于扩展:片内具有计算机正常运行所必需的部件,片外有很多供扩展用的(总线,并行和串行的输入/输出)管脚,很容易组成一定规模的计算机应用系统.控制功能强:具有丰富的控制指令:如:条件分支

11、转移令,I/O口的逻辑操作指令,位处理指令. 车库门打开后自动熄灭，无需遥控器，可自动识别和开启，安全.便捷。1.3 要求利用按钮控制，无线发射模块发射信号通过无线接收器和解码器与单片机的P3.3的数据完全正确，车内单片机开启车库门，否则车库门不能开启，且蜂鸣报警器报警。利用红外管对管感应次数计数，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。取车时输入密码控制电机启动开门，否则蜂鸣报警器报警。2 系统的总体设计2.1 单片机本设计使用编解码芯片PT2262/PT2272以及315MHZ的无线收发模块实现车辆的唯一识别，并且控制单片机自动关和开启车库门以及车库内灯的照明

12、系统，单片机动态扫描键盘，只有在密码输入正确的情况下才能使单片机控制电机启动车库门，否则蜂鸣报警器。同时红外管对管感应次数计数，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。基本组成：单片机 、 44行列式键盘 、 PT2262/PT2272编解码芯片 、数码管 、红外对管等。2.2 单片机的说明及应用单片机也被称为微控制器，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一种微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。它是

13、一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，价钱也比较低。目前单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移

14、动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。尤其用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科程师。2.3 单片机的结构特点本次设计我用到的单片机MCS-51系列单片机中的AT89S52,下面通过与通用微机的比较，来简单介绍MCS-51系列单片机的结构特点。就CPU的结构来说，通用微机的CPU内部有一定数量的通用或专用寄存器，而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，相当于通用微机CPU中的通用

15、寄存器。除此之外，MCS-51系列单片机还有颇具特色的21个特殊功能寄存器SFR。要理解MCS-51系列单片机的工作，就必须对特殊功能寄存器SFR的工作有清楚的了解。SFR使仅具有40条引脚的单片机系统的功能有很大的扩展。由于这些SFR的作用，每个通道在程序控制下，都可有第二功能，从而使得有限的引脚能衍生出更多的功能。而且，利用SFR可完成对定时器、串行口、中断逻辑的控制，这就使得单片机可以把定时/计数器、串行口、中断逻辑等集成在一个芯片上。MCS-51系列单片机在存储器结构上与通用微机也有不同之处，通用微机中程序存储器和数据存储器是一个地址空间，而单片机把程序存储器和数据存储器分成两个独立的

16、地址空间，采用不同的寻址方式，使用两个不同的地址指针，PC指向程序存储器，DPTR指向数据存储器。采用这种结构主要是考虑到工业控制的特点。一般工业控制系统中，需要较大的程序存储器空间和较小的随机存储器空间，不同于通用微机需要较大的数据存储器空间。MCS-51系列单片机在输入输出接口方面的特点是，通道口引线在程序的控制下都可有第二功能，可由用户系统设计者灵活选择。比如数据线和地址线低8位可分时合用通道0，而地址线高8位与其它信号线也可合用通道2。由于存储器和接口都在片内，就给应用提供了方便，往往只在其引脚处增加驱动器即可简化接口设计工作，提高单片机与外设数据交换的处理速度。同时，功能变换和选择由

17、相应的指令来控制实现，而不是靠硬件上的跳线短接等方法实现。MCS-51系列单片机I/O引脚一线多功能的特点方便了用户，但在组成应用系统时，也应根据其特点分时使用。MCS-51系列单片机的另一个显著特点是内部有一个全双工串行口，即可同时发送和接收；有两个物理上独立的接收、发送缓冲器。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入。在程序的控制下，串行口能工作于四种方式，用户可根据需要，设定为移位寄存器方式以扩展I/O口和外接同步输入输出设备，或用作异步通信口，以实现双机或多机通信，极为方便地组成分布式控制系统。2.4 单片机的引脚配置51系列单片机采用40Pin封装的双列直接DIP结构，

18、并且采用方形封装工艺。下图是它们的引脚配置:40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。图2-1是MCS-51中AT89S52的引脚图图2.4-1 AT89SC51引脚图51单片机引脚功能： MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照-图2-1： l P0.0P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的3932号端子） l P1.0P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的18号端子） l P2.0P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的2128号端子）l P3.0P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的1017号端子

19、）这4个I/O口具有不完全相同的功能,大家可得学好了,其它书本里虽然有,但写的太深,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。 P0口有三个功能： 外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0D7为数据总线接口）外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0A7为地址总线接口）不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻 P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻P2口有两个功能： 扩展外部存储器时,当作地址总线使用做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻P3口有两个功能： 除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻）,还

20、有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。有内部EPROM的单片机芯片（例如8751）,为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的, 即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG） 编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp） 接触过工业设备的印刷线路板上会有一个电池,这个电池就是单片机的备用电源,当外接电源下降到下限值时,备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。 在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”，上拉电阻当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所

21、以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。ALE 地址锁存控制信号：在系统扩展时,ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。参见图2（8051扩展2KB EEPROM电路,在图中ALE与4LS373锁存器的G相连接,当CPU对外部进行存取时,用以锁住地址的低位地址,即P0口输出。 由于ALE是以晶振六分之一的固定频率输出的正脉冲,当系统中未使用外部存储器时,ALE脚也会有六分之一的固定频率输出,因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 PSEN 外部程序存储器读选通信号：在读外部ROM时PSEN低电平有效,以实现外部ROM

22、单元的读操作。 内部ROM读取时,PSEN不动作外部ROM读取时,在每个机器周期会动作两次外部RAM读取时,两个PSEN脉冲被跳过不会输出外接ROM时,与ROM的OE脚相接 EA/VPP 访问和序存储器控制信号 接高电平时，CPU读取内部程序存储器（ROM），扩展外部ROM：当读取内部程序存储器超过0FFFH（8051）1FFFH（8052）时自动读取外部ROM。 接低电平时，CPU读取外部程序存储器（ROM）。 8751烧写内部EPROM时,利用此脚输入21V的烧写电压。RST 复位信号：当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效,用以完成单片机的复位初始化操作。 XTAL1和XTAL

23、2 外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时,此二引脚用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。VCC：电源+5V输入 VSS：GND接地。图2.4-1 P1.0P1.7内部结构图 图2.4-2 P3.0P3.7内部结构图3 行列式键盘3.1 键盘的工作原理行列式键盘电路原理如图所示。安键设置在行列式交点上，行列线分别连接按键开关的两端。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。键盘中哪一键按下可由列线逐渐、列置低电平后，检

24、查行输入状态来判断。 图3.1-1 行列式键盘电路原理图3.2 键盘的工作方式在单片机应用系统中，键盘扫描只是CPU的工作内容之一。CPU对键盘的响应取决于键盘的工作方式，键盘的工作方式应根据实际应用系统中CPU的工作状况而定，其选取的原则是既要保证CPU能及时响应按键操作，又不要过多占用CPU的工作时间。通常，键盘的工作方式有三种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描3.3 PT2262/PT2272编解码芯片编码芯片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，汽车干扰器解码芯片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

25、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。当汽车干扰器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收控于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。图3.3-1 PT2262外形图及测试应用图表3.3-1 管脚说明名称A0-A11管脚18、10

26、13说明地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”“1”“1”（悬空）D0-D578、1013数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉VCCVSS189电源正端（+）电源负端（-）TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；DOUT17编码输出端（正常时为低电平）解码芯片原理PT2272是一款用以解码的芯片，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

27、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收控于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。PT2262/PT2272特点及应用CMOS工艺制造，低功耗，外部元器件少，RC振荡电阻，工作电压范围宽：

28、2.615v ，数据最多可达6位，地址码最多可达531441种。应用范围：车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具、其他电器遥控。3.4 数码管数码管是一种应用十分广泛的显示器件，常用于定时控制、仪器仪表中数字显示等场合。它是由多个LED发光二极管排列而成。常用的是由8个LED组成如的数码管。其中7个led排成8字型，另外一个则是圆点状（小数点）。从结构上看比较简单，正好跟单片机的8个端口相对应。 根据led灯点亮的条件，即端口在高电平时亮还是低电平时亮，数码管又可分为共阴极和共阳极两种类型。要想显示某个数字，则数码管的a、b、c、d、f、g这几个led灯点亮，对应的二进制编码如下由于1个数码管需

29、占用一组I/O口（静态显示），为了节约端口，将所有位数码管的段选线（a、b、c、d、e、f、g、dp）并联在一起，它们的公共端分别接其他的一组端口，要想使某个数码管显示数字，先把该数字的码段发出，然后将相应的接公共端的端口置“1”（共阴型）或置“0”（共阳型）即可，这就是动态显示。3.5 红外对管红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。 红外线发射管 在LED封装行业中有三个主要且常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控设备、875NM主要用于医疗设备、

30、940NM波段的主要用于红外线控制设备。EG：红外线遥控器、光电开关、光电记数设备等： 它是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏电流（暗电流）。此时光敏管不导通。当光照时,饱和反向漏电流马上增加，形成光电流,在一定的范围内它随入射光强度的变化而增大。4 系统的软硬件设计4.1 主要电路图单片机最小系统电路：车库门自动关闭的设计是在小系统电路上进行的，在此设计中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构建，可以让整个电路控制变得更加就简便，单片机最小系统电路图如图4-1所示。 图4.1-1单片机最小系统电路仿

31、真图键盘电路：键盘电路在次设计中起机操作界面作用，这里采用44矩阵键盘电路。键盘工作方式为编程扫描方式，通过对单片机的P1的第四位P1.0-P1.3作为进行编程输出，定时输出行扫描高电平脉冲，当键盘上有按键按下时，对应的P1.4-P1.7列输入线就有相应的高电平输入。例如，当按下S1时候，列输入端P1.4就能够接受到一个高电平触发信号。数码显示电路：8位LED数码管显示电路时本系统设计的一个重要人机交流界面，在这里采用共阴极显示，P0口作为数据输入端口至数码管的8段，P2口作为显示电路的位选信号，电路中芯片74LS245作为输出驱动作用，保证P0口输出数据的驱动能力。图4.1-2 44矩阵键盘

32、电路图4.1-3 数码管显示仿真电路无线发射编码电路和接受解码电路，要让车库门能够自动实现关闭，需要当汽车在进入车库前发射一个车库门打开信号，入库泊好车后发射一个关闭车库门信号。在这里我们选用信号编码芯片PT2262和一个315MHZ接受模块作为信号接受电路。其模块电路原理如图3-4所示。接受到了一个发射来的信号后根据编码解码规则进行信息处理后，输入到单片机中进行判断处理。图4.1-4无线发射及编解码电路蜂鸣器及继电器电路：蜂鸣器及继电器电路如图4.1-3所示。由于蜂鸣器和继电器都需要很大的电流才能驱动，因此须在前级接一个三极管，起到电流放大作用。当P3.4为低电平时，三极管Q1导通，蜂鸣器响；为高电平时