電動大門運(yùn)動的設(shè)計.docx

1、電動大門運(yùn)動的設(shè)計摘要智能遙控電動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計主要是在人員進(jìn)出流動較頻繁的各個單位、住宅小區(qū)以及公園景點(diǎn)的入口處使用，雖然通過有線電纜控制電動伸縮門技術(shù)的實(shí)現(xiàn)己經(jīng)是很久的事情，但是在使用過程中操作起來還是不太方便?；谟芯€電纜控制的電動門事實(shí)上我們需要一名專門的操作人員在大門旁邊的控制室內(nèi)操作大門的開關(guān)，出入人員較多時還需要至少有一名人員在大門前維持秩序，但是該人員并不能及時對大門操作還需要通過手勢或者無線步話機(jī)通知室內(nèi)操作人員，同時室內(nèi)操作人員接收和反應(yīng)還需要一個時間過程。在這種情況下對大門的遙控功能就變得非常必要，具有遙控功能的大門使得室外維持秩序的人員可以根據(jù)現(xiàn)場情況隨時對大門控制

2、操作。此外大門是公共的出入口，這里無疑是發(fā)布公共信息提示行人的理想之處，所以本電動伸縮門設(shè)計了LED點(diǎn)陣顯示屏可以滾動顯示一些重要信息。此外為了增加對大門控制的靈活性（如行走速度等）還專門對控制大門行走的電氣控制電路進(jìn)行了專門的設(shè)計。該控制系統(tǒng)是采用AT89S52單片機(jī)來作為控制核心，利用專門的紅外收發(fā)電路進(jìn)行遙控指令的收發(fā)，采用專門的LED擴(kuò)展控制電路來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣LED的滾動顯示，另有專用變頻器控制大門膽動電機(jī)來實(shí)現(xiàn)大門的行走速度。本設(shè)計系統(tǒng)體現(xiàn)了框架式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，工作穩(wěn)定可靠，安裝調(diào)試及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。可見，要想霍爾效應(yīng)強(qiáng)，R"就要大，也即材料的電阻率高而遷移率也大。一般金屬的u大

3、，但P小，而絕緣體P大，而11小。只有半導(dǎo)體才是二者兼優(yōu)的制造Hall元件的理想材料。2. 霍爾元件材料及特性霍爾元件常用材料有N型錯（Ge）、銳化錮（InSb）、神化錮（InAs）、砰化鉉（GaAs）等以前InSb材料霍爾元件用得較多，目前使用的主要是GaAs。兩種材料的霍爾元件特性如圖15-2所示。兩種都有良好的線性特性。（1）InSb材料霍爾元件特點(diǎn)。1）穩(wěn)定性好，受電壓漂移影響較大。穩(wěn)壓工作時，受漂移電壓影響小，穩(wěn)定性好，噪聲小。因此，當(dāng)磁場較低時，也有較高的S/N（信噪）比。2）霍爾電壓受溫度變化影響較大。這是InSb霍爾元件的不足。輸出電壓的溫度特性較差，恒流工作時其溫度系數(shù)為0.

4、2%/°C，他是GaAs元件溫度系數(shù)的3-4倍。采用穩(wěn)壓工作方式可使溫度系數(shù)降到1/10。3）頻率特性較差。InSb元件寬為幾千赫茲到幾十千赫茲，而GaAs元件理論上帶寬為兆赫茲以上。但頻率較高時di/dt效應(yīng)影響，不能進(jìn)行精確測量。（2）GaAs材料霍爾元件特點(diǎn)。1）霍爾電壓溫度系數(shù)較小?；魻栯妷簻囟认禂?shù)的最大值0.06%/oC,當(dāng)溫度變化10°C時，霍爾電壓僅變化-0.6%（max）。溫度系數(shù)的典型值為（0.003%0.04%）/°C。2）線性好。1KG（千高斯）時霍爾電壓相對于5KG霍爾電壓的最大誤差只有2%,即線性好，滿足-般用途的要求。3）靈敏度低。3.

5、 霍爾元件主要技術(shù)參數(shù)（1）輸入電阻R和輸出電阻Ro?；魻栐刂齐娏鳂O間的電阻為R,霍爾電壓極間的電阻為Roo輸入電阻與輸出電阻一般為1002000。，而且輸入電阻大于輸出電阻，但相差不太多。（2）額定控制電流Ico額定控制電流lc為使霍爾元件在空氣中產(chǎn)生10°C溫升的控制電流。lc大小與霍爾元件的尺寸有關(guān)，尺寸愈小，lc愈小。一般為幾亳安幾十毫安。(3) 不等位電動勢U。和不等位電阻Roo霍爾元件在額定控制電流作用下，不加外磁場時，其霍爾電壓電極間的電動勢為不等位電動勢。它主要與兩個電極不在同一等位面上及其小、材料電阻率不均等因素有關(guān)。可用輸出電壓表示，或空載霍爾電壓Uh的百分?jǐn)?shù)

6、表示，一般Uo不大于10mVo不等位電動勢與額定控制電流之比稱為不等位電阻Rd,U。及Rd越小越好。(4) 靈敏度Kho靈敏度是在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度下，通以單位控制電流所產(chǎn)生的霍爾電壓。(5) 寄生直流電動勢Uoo在不加外磁場時，交流控制電流通過霍爾元件而在霍爾電極間產(chǎn)生的直流電動勢。他主要是由電極與基片之間的非完全歐姆接觸所產(chǎn)生的整流效應(yīng)造成的。(6) 霍爾電壓溫度系數(shù)a。Q為溫度每變化1°C霍爾電壓變化的百分率。這一參數(shù)對測量儀器很重要。若儀器要求精度高，要選擇a值小的元件，必要時還要加溫度補(bǔ)償電路。(7) 電阻溫度系數(shù)B。B為溫度每變化1°C霍爾元件材料的電阻變化的百分率

7、。(8) 靈敏度溫度系數(shù)Y。Y為溫度每變化1°C霍爾元件靈敏度變化率。(9) 霍爾電壓對磁場的非線性。實(shí)際上霍爾元件的開路霍爾電壓與相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度并非呈線性關(guān)系，而是有偏離，這種偏離程度用霍爾電壓對磁場的非線性度來表示，有時也稱非線性誤差Uh(B)-Uh(B)Nl=X100%(15-7)式中Uh(B)、Uh(B)分別為在一定磁場B下，實(shí)際測量的霍爾電壓和理論4. 霍爾元件的基本電路、誤差補(bǔ)償電路(1)霍爾元件符號、基本電路?；魻栐姆柡突倦娐啡鐖D15-3所示。其中Ra、Rb為偏置電阻。（2）溫度補(bǔ)償電路?；魻栐c其他半導(dǎo)體器件一樣對溫度的變化很敏感。因?yàn)榘雽?dǎo)體材料的電阻率、

8、遷移率和載流子濃度隨溫度變化而變化。因此，使霍爾元件的霍爾電壓及內(nèi)阻也隨溫度變化。在電路上可用恒流供電來控制電流不變，也可按圖15-4所示外接一電阻方法進(jìn)行溫度補(bǔ)償，并聯(lián)電阻R的計算公式為R=BR/q（15-8）式中a-霍爾電壓溫度系數(shù)；B-電阻溫度系數(shù)；R-霍爾元件輸入電阻。（3）不等位電動勢Uo的補(bǔ)償。不等位電動勢U。是一個主要的零位誤差?？梢园鸦魻栐刃С梢浑姌?，如圖15-5所示。電橋的四個電阻分別為n,r2,r3,r4,當(dāng)兩個霍爾電壓電極在同一等位面上時，n=r2=r3=修,則電橋完全平衡，Uo=0；當(dāng)兩個電極不在同一等位面上時（如r3>r4）則有Uo輸出?？刹捎脠D15-6所示

9、方法進(jìn)行補(bǔ)償，外接電阻R應(yīng)大于霍爾元件的內(nèi)阻，調(diào)整Rp可使Uo=0。3.2.2、帶光電耦合電路的位移脈沖采樣電路位移脈沖采樣電路由兩部分組成。其中傳感器板安裝在需要測量的旋轉(zhuǎn)體的現(xiàn)場，傳感器板上有集成霍爾開關(guān)傳感器，該傳感器是我們介紹的霍爾傳感器進(jìn)一步集成后的產(chǎn)品可以購買得到，此集成霍爾傳感器可以根據(jù)其外圍磁場的變化即高于或低于門檻值而輸出標(biāo)準(zhǔn)的方波信號。因?yàn)闇y量行走部分距離主控板有一定的距離，所以兩塊電路板需要信號線連接和傳輸，如圖3所示，我們采樣用了電流環(huán)的傳輸方式即兩根線傳送一位信號目的就是為了增加信號在傳輸過程中的抗干擾措施。如圖可知，電流環(huán)經(jīng)高速光電耦合器6N137形成閉合回路返回傳

10、感器板，傳感器板上的閉合回路的一端接電源和限流電阻，另一端接同相器U30。集成霍爾開關(guān)傳感器的輸出脈沖經(jīng)同相器U30同相放大后輸出，當(dāng)U30輸出低電平時電流環(huán)經(jīng)光電耦合器回路中有電流，光電耦合器導(dǎo)通其輸出端VOUT輸出低電平，反之當(dāng)U30輸出高電平時電流環(huán)經(jīng)光電耦合器回路中無電流，光電耦合器截至其輸出端VOUT輸出高電平。當(dāng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)動時導(dǎo)致集成霍爾開關(guān)傳感器輸出脈沖方波信號又使光電耦合器感應(yīng)輸出。由圖可知光電耦合器的輸出端VOUT與單片機(jī)的P1.0口相連，單片機(jī)可以通過P1.0口采樣到光電耦合器輸出的高低電平的變化，從而單片機(jī)可以推算出某一段時間內(nèi)被測旋轉(zhuǎn)體所轉(zhuǎn)動的圈數(shù)即可以推算出當(dāng)前所測的

11、旋轉(zhuǎn)設(shè)備的位移值。VCCVCC傳感器板主電路板圖3.2帶光電耦合電路的位移脈沖采樣電路3.3、聲光報警電路聲光報警電路由R20、R21、QI、LED1、LED2、LED3、LED4、BU1組成。三極管Q1起功率放大作用。當(dāng)水位控制器可以正常接收水位檢測儀發(fā)送過來的水位信息值并且判定目前水位值調(diào)節(jié)正常在一定的限度內(nèi)時，單片機(jī)對應(yīng)引腳P1.3輸出高電平，不報警；水位控制器不能正常接收水位檢測儀發(fā)送過來的水位信息值（即水位監(jiān)測儀表和水位控制儀表之間的通訊信息交換出現(xiàn)問題）或者水位控制器判定目前水位值偏離正常值一定的限度時并且還在惡化時，單片機(jī)對應(yīng)引腳P1.3輸出周期和脈沖寬度可調(diào)的方波波形，三極管Q

12、1導(dǎo)通或截止控制發(fā)光二極管導(dǎo)通點(diǎn)亮產(chǎn)生光信號和使蜂鳴器BU1發(fā)出聲信號報警；當(dāng)水位偏離設(shè)定值較大時短路或水位控制器自身監(jiān)測有故障時，單片機(jī)對應(yīng)引腳也輸出脈沖波形但周期和脈沖寬度和正常報警有所不同，三極管Q1導(dǎo)通或截止，發(fā)出急促故障報警信號以便明顯區(qū)別于正常的報警信號。由于水位控制器安裝在現(xiàn)場，各種吵喳聲和噪音交織在一起都比較大，所以聲音報警的作用不會太明顯，于是我們考慮加大光報警的強(qiáng)度，使我們在一定距離外就可以觀察到報警信息的存在。具體的做法就是增加LED發(fā)光二極管的數(shù)量，這樣在報警時會發(fā)出較為強(qiáng)的光信號。圖3.3聲光報警電路3.4、電動伸縮門行走速度調(diào)節(jié)控制電路有時情況緊急時需要及時將電動伸

13、縮門在原有的開度的基礎(chǔ)上快速開大或關(guān)小，以實(shí)現(xiàn)必要的人流控制。由于可以通過15V的模擬電壓控制變頻器輸出頻率進(jìn)而控制行走電機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到改變門的行走速度，但是單片機(jī)本身只能輸出數(shù)字量，所以這里使用了D/A轉(zhuǎn)換器和相應(yīng)的接口運(yùn)算放大器電路來實(shí)現(xiàn)，如圖3.4所示。U16】0n.2345.6.7TpppppPIC*234567vcc40T/)9RXD/P3.0EAATPPTXD/P3.1ALE/PROGINT0/P32PSENIHT1/P3.3P2.7T0/P3.4P2ET1/P3.5P25V7RJP36P2.4RD/P3.7P23XTAL2P22XTAL1P21GNDP20T2/P1.0VCCT2

14、EXZP1.1POO89C5210D123456»1T*T*ITaIbbDDDDDDDAC0832!LEWR2WR1loutlIout2RfbVrefP33->-1圖3.4電動伸縮門開度調(diào)節(jié)控制電路3.5、電動伸縮門開度顯示電路U10923456789101115J2_S18°1920T2/P1X)T2EX/P1.1Pl.2Pl.3P1.4Pl.5Pl.6Pl.7RSTRXDJP3.0TXD/P3.1INTO/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P35WR/P36RD/P37XTAL2XTAL1GHD76543210P2P2P2P2P2P2P2P2EA/VP

15、PALE/PROGTL2-R110K10KTL2B出控制電動閥圖3.5電動伸縮門開度顯示電路3.6、繼電器保護(hù)控制電路rIDllrIDllR11來自電源整流輸出圖3.6繼電器保護(hù)控制電路V4來自單片機(jī)輸出V3+5VO當(dāng)檢測到行走位置達(dá)到極限位置而無法停止時，單片機(jī)工作輸出低電平，使的三極管V3、V4導(dǎo)通，1、3腳連通，控制電動伸縮門保護(hù)繼電器動作，達(dá)到切斷電源供電線路來實(shí)現(xiàn)緊急停車以免有不可預(yù)測事故發(fā)生。3.7、看門狗保護(hù)電路看門狗電路是實(shí)用單片機(jī)電路必不可少的保護(hù)部分。實(shí)際上沒有看門狗保護(hù)電路的單片機(jī)系統(tǒng)是無法正常工作的。目前看門狗芯片主要包括以下兒個功能：1、上電復(fù)位功能，有了看門狗芯片后

16、電路中不再需要另加通用的阻容復(fù)位電路了；2、監(jiān)視單片機(jī)的工作狀況，當(dāng)單片機(jī)的工作不正常時，如由于不可知的偶然因素導(dǎo)致程序跑飛，看門狗電路可以使單片機(jī)復(fù)位，即將跑飛的程序重新導(dǎo)入正途；3、常用的看門狗芯片還具有低電壓保護(hù)引腳其功能和具體用法將在下面詳細(xì)介紹。如圖3.7所示，圖中按鈕開關(guān)S6是接在看門狗芯片上的手工復(fù)位單片機(jī)按鈕，通過按下此按鈕同樣可以復(fù)位單片機(jī)，由此可見看門狗電路的作用非常的重要。U13<RST|圖3.7看門狗保護(hù)電路圖3.8、通信接口電路水位監(jiān)控儀表實(shí)際上設(shè)計的是一組兩個儀表，即水位監(jiān)測儀表和水位控制器。其中水位監(jiān)測儀表負(fù)責(zé)采集水位的高低的數(shù)據(jù)而水位控制器則要根據(jù)監(jiān)測儀表

17、傳過來的數(shù)據(jù)控制向容器補(bǔ)水的電動閥門的開度以達(dá)到重新調(diào)整容器水位的目的。一-般情況下，水位檢測儀安裝在集控室而水位控制器安裝在現(xiàn)場容器補(bǔ)水閥旁邊，兩者之間可以通過通信的方式交換數(shù)據(jù)。如圖3.8所示，采用MAX485芯片，以485協(xié)議進(jìn)行半雙工通信。U12VCCAlB1圖3.8通信接口電路4元器件的選擇4.1電源部分采用開關(guān)電源模塊供電，本設(shè)計共需要三個等級的電源電壓。第一：單片機(jī)及其外圍接口電路工作需要使用標(biāo)準(zhǔn)的+5V直流電壓；第二：系統(tǒng)出現(xiàn)故障的聲光報警電路本設(shè)計采用了+12V的直流電源供電；還有：采樣電路中的運(yùn)算放大電路等需要±12V雙電源供電，目的就是為了提高聲光報警的功率，加

18、大聲光報警作用的范圍，使得操作人員在附近不遠(yuǎn)處詢查時出現(xiàn)位移異常時也可以較清晰的聽到或看到報警信息。為了降低開發(fā)難度和成本，同時考慮到線路中的所需使用較大功耗僅在聲光報警時，所以選用AC/DC模塊為AC220VDC±12V,將此開關(guān)電源模塊的輸出直接向聲光報警電路提供電源，同時將一片LM7805的輸入端與開關(guān)電源模塊的輸出端相連，這樣開關(guān)電源模塊輸出的+12V直流電壓經(jīng)LM7805變換成單片機(jī)及其外圍接口電路需要的+5V的直流電源電壓。4.2變頻調(diào)速控制器的選擇變頻器是交流電氣傳動系統(tǒng)的一種，是將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機(jī)調(diào)速的電力電子變換裝置，英文簡稱VVVF

19、(VariableVoltageVariableFrequency)o變頻器的控制對象三相交流異步電機(jī)和三相交流同步電機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)適配電機(jī)極數(shù)是2/4極，變頻調(diào)速的優(yōu)勢(與其它交流電機(jī)調(diào)速方式對比)如下。1、平滑軟啟動，降低啟動沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機(jī)安全。2、在機(jī)械允許的情況下可通過提高變頻器的輸出頻率提高工作速度。3、無級調(diào)速，調(diào)速精度大大提高。4、電機(jī)正反向無需通過接觸器切換。5、非常方便接入通訊網(wǎng)絡(luò)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化控制。變頻器啟動方式如下1、從啟動頻率啟動。變頻器輸出由0直接變化為啟動頻率對應(yīng)的交流電壓，而后在此基礎(chǔ)上按照2、加速曲線逐步提高輸出頻率和輸出電壓直到設(shè)定頻率到

20、達(dá)。啟動頻率不宜過大，否則會造成啟動沖擊或過流。3、先制動后從啟動頻率再啟動。變頻器先給電機(jī)通脈沖直流，使電機(jī)保持在停止?fàn)顟B(tài)，然后再按照從啟動。4、頻率方式直接啟動。一般應(yīng)用在負(fù)載初始狀態(tài)不確定的場合5、轉(zhuǎn)速跟蹤啟動。直接將正在自由旋轉(zhuǎn)的電機(jī)或負(fù)載由當(dāng)前速度馳動到預(yù)定速度，非常適用于水泵的工頻變頻切換或重要設(shè)備的異常停機(jī)后的快速恢復(fù)。變頻器停車方式如下。1、減速停車。變頻器接到停止命令后按照減速時間對應(yīng)曲線逐漸減小輸出頻率，到0后停機(jī)。這種方式最常用，當(dāng)直流母線電壓過高時會自動啟動能耗制動，此時需配置制動單元，否則會報減速過電壓。2、自由停車。變頻器接到運(yùn)行停止命令后，立刻中止輸出，負(fù)載靠自然

21、阻力停止。變頻器故障時的停車方式就是自由停車。3、減速+直流制動停車。變頻器接到運(yùn)行停止命令后，按照減速時間對應(yīng)曲線逐漸減少輸出頻率，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一預(yù)設(shè)頻率，即開始直流制動（通脈沖直流）停車，防止電機(jī)爬行。對于大慣量負(fù)載或有定位要求的場合非常適用。變頻器的選型原則。充分了解各變頻器支持的選配件是正確選配的基礎(chǔ)。對于變頻器的選配件選配，必須要把握以下幾個原則：1、要選用交流輸入電抗器、直流電抗器。如：賓館中央空調(diào)、電機(jī)功率大于55KW以上。2、電網(wǎng)品質(zhì)惡劣或容量偏小的場合。如不選用可能會造成干擾、三相電流偏差大，變頻器頻繁炸機(jī)。3、要選用交流輸出電抗器。變頻器到電機(jī)線路超過100米（一般原則）。4、

22、一般要選用制動單元和制動電阻。提升負(fù)載頻繁快速加減速。大慣量（自由停車需要Imin以上，恒速運(yùn)行電流小于加速電流的設(shè)備）。5、充分了解控制對象性能要求。一般來講如對啟動轉(zhuǎn)矩、調(diào)速精度、調(diào)速范圍要求較高的場合則需考慮選用矢量變頻器，否則選用通用變頻器即可。6、了解負(fù)載特性，如是通用場合，則需確定變頻器是G型還是P型。關(guān)鍵詞：電動伸縮門;AT89S52；DS13027、了解所用電機(jī)主要銘牌參數(shù)：額定電壓、額定電流。確定負(fù)載可能出現(xiàn)的最大電流，以此電流作為待選變頻器的額定電流。如果該電流小于適配電機(jī)額定電流，則按適配電機(jī)選擇對應(yīng)變頻器，考慮成本因素，如選用的是通用變頻器。智能型電動伸縮門變頻電動受變

23、頻輸出控制，而變頻器輸出頻率受單片機(jī)控制的DAC控制器的模擬輸出控制。這樣在電動伸縮門行走速度調(diào)節(jié)過程中，電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化與其運(yùn)行速度是變化的密切相關(guān)且有一定的比例關(guān)系。在輸入信號和實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋信號偏差較大時，加速調(diào)節(jié)作用。但隨著輸入信號和閥位反饋信號偏差減小，行走電機(jī)速度會變慢，伸縮門的運(yùn)動速度也會隨之下降。越接近平衡點(diǎn)閥電機(jī)速度會越慢。在平衡點(diǎn)附近伸縮門會一點(diǎn)點(diǎn)打開或關(guān)閉，具有極強(qiáng)的微調(diào)作用，其結(jié)果是大大提高了閥門的控制精度。終端機(jī)械皮帶輪、齒輪箱等圖4.2變頻控制電路4.3單片機(jī)本模塊采用的主要芯片是AT89C52,該單片機(jī)是ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗、高性能的8位CMOS微處理器，它自

24、帶8K的快速擦寫可編程的程序存儲器，芯片的制造工藝采用了ATMEL公司的高集成固定存儲技術(shù)，在程序指令的設(shè)置與輸出方面和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)80C52相兼容?？刹翆懙奶匦允浅绦虼鎯ζ髟谙到y(tǒng)中能被重寫或者通過一種慣用的固化內(nèi)存的設(shè)備來完成，通過結(jié)合一種通用8位CPU激光擦除功能整合在一個芯片中。AT89C52是一款功能強(qiáng)大的微處理器，給嵌入式系統(tǒng)提供了較強(qiáng)的靈活性和極為有效的解決方法。AT89C52內(nèi)部包含有1個8位CPU、振蕩器和時鐘電路，8K字節(jié)的程序存儲器，128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，可尋址外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器(各64K字節(jié))，21個特殊功能寄存器，4個并行I/O口，1個全雙工串行口，3個16位定時

25、器/計數(shù)器，6個中斷源，提供2個中斷優(yōu)先級，可實(shí)現(xiàn)二級中斷優(yōu)先級。具有位尋址功能，有較強(qiáng)的布爾處理能力?？紤]單片機(jī)的運(yùn)行速度，選用常用的12M晶振頻率。再此頻率下，單片機(jī)一個機(jī)器周期為1微妙，運(yùn)行速度較快。4.4看門狗監(jiān)視芯片本設(shè)計一般應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場需要監(jiān)測設(shè)備轉(zhuǎn)速的場合，外界干擾較多且必須要考慮，從系統(tǒng)可靠性角度出發(fā)，單片機(jī)選用同時具有上電復(fù)位方式和監(jiān)視功能的看門狗監(jiān)視芯片。其性能介紹如下。監(jiān)控芯片可為系統(tǒng)提供上電、掉電復(fù)位功能，也可提供其它功能，如后備電池管理，存儲器保護(hù)、低電壓告警或看門狗等?！翱撮T狗”計時器電路英文名為WatchDogTimer,簡稱WDT。其作用是監(jiān)測單片機(jī)的運(yùn)行，一

26、旦發(fā)現(xiàn)“死機(jī)”就發(fā)出復(fù)位信號恢復(fù)程序的正常運(yùn)行。WDT電路種類很多，但基本原理相同。MAX813L是美國MAXIUM公司生產(chǎn)的系統(tǒng)UP監(jiān)控芯片，具有價格低、功能完善、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，而且工作溫度范圍寬(-40+80°C)，使用簡單。它能在上電、掉電期間或手動情況下產(chǎn)生復(fù)位信號，它內(nèi)含一個1.6s的看門狗定時器的4.40V的電源電壓監(jiān)視器。另外，還有一個1.25V門限的電源故障報警電路，可用于檢測電池電壓和非5V的電源。PFI為電源故障電壓監(jiān)控輸入，當(dāng)PFI小于1.25V時，PF0變?yōu)榈碗娖?，PF0為電源故障輸出端，通過外接電阻RLR2可組成不同門限電壓監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)電源電壓低于容限電壓時

27、即視為報警輸出。監(jiān)控電路還具有上電復(fù)位輸出和外部手動復(fù)位輸出功能，芯片內(nèi)部有一個上電比較器，當(dāng)電源電壓上升到可靠的工作電壓后，即在RESET端輸出一個200ms的復(fù)位信號，保持單片機(jī)系統(tǒng)的正常復(fù)位。芯片內(nèi)有一個看門狗定時器WDT,WDI為看門狗輸入，接單片機(jī)P1.7,其最短的狀態(tài)改變周期為1.6秒，當(dāng)WDT保持高電平或低電平達(dá)1.6s時可使內(nèi)部定時器完成計數(shù)，并置WDO為低。WDO為看門狗輸出，如果連接到MR將會觸發(fā)復(fù)位信號使單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位。4.5聲光報警雖然單片機(jī)AT89C52的P1口、P3口低電平時的吸收電流可達(dá)20mA,不需要外接驅(qū)動電路，可直接驅(qū)動發(fā)光二極管，但是為了降低單片機(jī)木身的功

28、耗提高其工作的穩(wěn)定性我們?nèi)允褂?12V電源加限流電阻經(jīng)單片機(jī)引腳控制的三極管9012開啟點(diǎn)亮數(shù)碼管，。所以選用LED共陽極發(fā)光二極管BT311057,經(jīng)限流電阻直接連到三極管的集電極上。單片機(jī)高電平時，發(fā)光二極管不亮；低電平時點(diǎn)亮發(fā)光二極管。發(fā)光二極管的發(fā)光亮度強(qiáng)弱由流過它的電流決定，通常2mA以上就能保證發(fā)光二極管可靠發(fā)光，它的正常工作電流為8”0mA,發(fā)光二極管的壓降為1.5V。所以，選擇發(fā)光二極管的正常工作電流為10mA,則它的限流電阻可由以下公式計算:RL=(12-1.5X2)V/10mA=900Q,取限流電阻為910。蜂鳴器用來作為報警指示，選用直流型FM12-12V型號。蜂鳴器工作

29、電壓為+12V,工作電流在20mA以上。單片機(jī)的驅(qū)動電流不夠，不能直接驅(qū)動，必須外接功率驅(qū)動。因此，選用PNP型三極管9012作為蜂鳴器的功率驅(qū)動，與基極相連的電阻取2K阻值，保證三極管工作在飽和狀態(tài)。4.6電動伸縮門速度調(diào)節(jié)控制電路電動伸縮門速度調(diào)節(jié)控制電路實(shí)際上是數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換的電路，所以數(shù)模轉(zhuǎn)換器是必不可少的，這里選擇較常用的DAC0832這種數(shù)模轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，其具體性能詳述如下。DAC0832是雙列直插式8位D/A轉(zhuǎn)換器。能完成數(shù)字量輸入到模擬量(電流)輸出的轉(zhuǎn)換。圖4.6為DAC0832的引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。其主要參數(shù)如下：分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時間為1us,滿量程誤差為&

30、#177;1LSB,參考電壓為(+10-10)V,供電電源為(+5+15)V,邏輯電平輸入與TTL兼容。從圖4.6中可見，在DAC0832中有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸入寄存器，它的允許鎖存信號為ILE,第二級鎖存器稱為DAC寄存器，它的鎖存信號也稱為通道控制信號/XFERo圖4.6中，當(dāng)ILE為高電平，片選信號/CS和寫信號/WR1為低電平時，輸入寄存器控制信號為1,這種情況下，輸入寄存器的輸出隨輸入而變化。此后，當(dāng)/WR1由低電平變高時，控制信號成為低電平，此時，數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器中，這樣輸入寄存器的輸出端不再隨外部數(shù)據(jù)DB的變化而變化。對第二級鎖存來說，傳送控制信號/XFER和寫

31、信號/WR2同時為低電平時，二級鎖存控制信號為高電平，8位的DAC寄存器的輸出隨輸入而變化，此后，當(dāng)/WR2由低電平變高時，控制信號變?yōu)榈碗娖?，于是將輸入寄存器的信息鎖存到DAC寄存器中。相關(guān)各引腳的功能定義如下：(1) 、DI7DI0：8位的數(shù)據(jù)輸入端，DI7為最高位。(2) .IOUT1:模擬電流輸出端1,當(dāng)DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為1時，輸出電流最大，當(dāng)DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為0時，輸出電流為0。(3) 、IOUT2：模擬電流輸出端2,IOUT2與IOUT1的和為一個常數(shù)，即IOUT1+IOUT2=常數(shù)。(4) 、RFB:反饋電阻引出端，DAC0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以RFB端可以直接接

32、到外部運(yùn)算放大器的輸出端，這樣相當(dāng)于將一個反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間。(5) 、VREF:參考電壓輸入端，此端可接一個正電壓，也可接一個負(fù)電壓，它決定。至255的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度，VREF范圍為(+10-10)V。VREF端與D/A內(nèi)部T形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。(6) 、Vcc：芯片供電電壓，范圍為(+515)V。(7) 、AGND:模擬量地，即模擬電路接地端。(8) 、DGND:數(shù)字量地。經(jīng)DAC0832直接輸出的為倒向的模擬電壓，即輸出如圖5所示的參考電壓VREF的極性相反的模擬電壓。而圖中5參考電壓VREF處接的是電源電壓VCC,所以運(yùn)方TL2B的作用是反向器，

33、即將輸出的負(fù)的模擬電壓再等比例倒向，變成的正的模擬電壓以滿足執(zhí)行器和電動閥的輸入條件要求。4.7通訊接口電路目前，在工業(yè)自動化領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)各種智能設(shè)備間信息網(wǎng)上交互的系統(tǒng)，如分布式測量、控制以及各種報警、安全系統(tǒng)等，都是基于某種現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計和構(gòu)造的；如RS-232、RS-485、FC、CAN、LonWorksHART、SPI、嵌入式以太網(wǎng)等。本文只對RS-485做簡單介紹。RS-485總線協(xié)議可以看作是RS-232C的替代標(biāo)準(zhǔn)。其在通訊速率、傳輸距離、多機(jī)連接等方面，均有了非常大的提高，已能滿足多數(shù)工業(yè)通訊的需要。在要求通訊距離為幾十米至上千米時，目前廣泛采用RS-485總線。RS-

34、485收發(fā)器采用平衡驅(qū)動和差分接收，具有抑制共模干擾的能力，接收器靈敏度可達(dá)土200mV,因而大大延K了通訊距離。在1000kbps速率下，電纜K:度可達(dá)1200moRS-485總線標(biāo)準(zhǔn)有如下特點(diǎn)：(1) 采用一對平衡差分信號線傳輸信號，工作于半雙工方式。由于同一對信號線上在同一時間內(nèi)只允許一個驅(qū)動器工作，因此在RS-485總線系統(tǒng)中的驅(qū)動器均通過使能端進(jìn)行控制，使系統(tǒng)在同一時刻只有一個發(fā)送者。(2) RS-485總線采用差分信號傳輸，能有效地抑制遠(yuǎn)距離傳輸中的噪聲干擾。傳輸距離最多可達(dá)1.2km,傳輸速度也較快。通常，連線距離在1km時，可達(dá)115.2kbit/s<>RS-485

35、可以實(shí)現(xiàn)多個負(fù)載的功能。用一對線便可連接多達(dá)32個傳送或接收的不同設(shè)備，具有多點(diǎn)總線互連功能。5.1軟件設(shè)計流程圖主程序初始化5軟件設(shè)計電動門門開啟時間到采樣開度值更新顯示1T電動門開啟是否到上限保護(hù)現(xiàn)場通信故障計時器加1P定時器TO中斷服務(wù)程序故障延時到？置報警標(biāo)志報警標(biāo)志置位報警接收等待標(biāo)志為串口接收計時器加1保護(hù)現(xiàn)場接收極限時間到清零通信故障計時器保存接收到的數(shù)據(jù)置接收益出標(biāo)志在規(guī)定時間內(nèi)是否接到第二和第三字節(jié)恢復(fù)現(xiàn)場校驗(yàn)2/3校驗(yàn)成功返回增量數(shù)為PID控制DAC輸出恢復(fù)現(xiàn)返回5.2軟件設(shè)計要求（1）、整個程序延時地方較多，因此設(shè)立10ms、200ms延時子程序（2）、電動伸縮門的驅(qū)動電

36、壓采用脈沖驅(qū)動方式。脈沖時間為20ms。（3）、按鈕檢測中采用軟件延時方法執(zhí)行按鍵的去抖動（4）、正常工作時：秒循環(huán)顯示。1秒鐘內(nèi)，綠燈點(diǎn)亮600ms,熄滅400（綠燈顯示）。（5）、當(dāng)電動門位置超限：秒循環(huán)顯示。1秒鐘內(nèi)，蜂鳴器報警750ms,不報警250ms（紅燈常亮）。（6）、故障報警：當(dāng)電動門無法達(dá)到預(yù)定的位置或失控時報警，當(dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)通信故障時報警。5.3軟件清單：FMKDTFLAGEQU20H.0BJFLAGEQU20H.1REVWFLAGEQU20H.2UOUTEQU39HSWBUFEQU30HGWBUFEQU31HKDBUFEQU32HERRTEQU3311SW1EQU34HS

37、W2EQU35HSW3EQU36HSWCEQU3711REVWTEQU3811XSSCEQU1004H;顯示輸出地址RDKDEQUOOOOH;ADC0809地址WRKDEQU0004H;D/C0832地址orgOOOOhLJMPMAINORGOOOBHLJMPTTMEOORG0023HLJMPSS1OTIMEO:PUSHACC;定時器TO中斷入口PUSHPSWPUSHDPLPUSHDPHINCERRTMOVA,#200CJNEA,ERRT,TIMELP1SETBBJFLAGSJMPTIMELPLTIMELP1:JNBREVWFLAG,TIMELPLINCREVWTTIMELPL:POPDPHP

38、OPDPLPOPPSWPOPACCRETTSSIO:PUSHACC;串行口中斷入口PUSHPSWPUSHDPLPUSHDPHMOVERRT,#00HCLRRIMOVA,SBUFMOVSW1,ASETBREVWFLAGMOVREVWT,#OOHSSLP1:MOVA,#20CJNEA,REVWT,SSLP2SETBBJFLAGSJMPSSLPLSSLP2:JNBRI,SSLP1CLRRIMOVA,SBUFMOVSW2,ASSLP3:M0VA,#20CJNEA,REVWT,SSLP4AbstractIntelligentremotecontrolelectricgatecontrolsystemde

39、signismainlyintheflowofpersonnelenteringandleavingofvariousunitsofmorefrequent,andresidentialareaandtheentranceoftheparkattractions,althoughbycabletherealizationofthecontrolelectrictelescopicdoortechnologyhasbeenalongtime,butintheprocessofusingornottooconvenienttooperate.Basedoncablecontrolelectricd

40、oor,infact,weneedaspecialoperationpersonnelinthegatenexttocontrolindoordoorswitchoperation,andtherearestillneedatleastonepersonneltomaintainorderinfrontofthegate,butthepersonnelisnotinatimelymannertothegateoperationalsoneedthroughgesturesorinformtheindoorwirelesswalkie-talkieoperators,interioroperat

41、orsatthesametimereceiveandreactionwillalsoneedatimeprocess.Inthiscase,thefunctionofremotecontrolofthedoorisverynecessary,hasthefunctionofremotecontroldoormakesoutdoorpersonnelmayatanytimeaccordingtotheactualconditionstomaintainordertocontrolthedooroperation.Thegateisapublicgatewayinaddition,thereisn

42、odoubtreleasepublicinformationpromptpedestriansidealplace,sotheelectrictelescopicdoordesignofLEDdotmatrixdisplayscreencanscrollsomeimportantinformation.Inadditiontoincreasetheflexibilityofthedoorcontrol(suchaswalkingspeed)isdevotedtocontrolgatetowalkforthespecialdesignofelectricalcontrolcircuit.AT89

43、S52singlechipmicrocomputertothecontrolsystemisusedasthecontrolcore,usingspecialinfraredtransceivercircuitfortheremotecontrolinstructiontosendandreceive,thespecializedLEDextensioncontrolcircuittorealizethelatticeLEDscrollingdisplay,otherwisespecialinvertercontrolgatesdrivemotortorealizethewalkingspee

44、d.Thisdesignsystemembodiestheframetypestructuredesign,stableandreliablework,convenientinstallationanduse.KeyWords:Electricfoldinggate,AT89S52,devices,DS1302SETBBJFLAGSJMPSSLPLSSLP4:JNBRI,SSLP3CLRRIMOVA,SBUFMOVSW3,ACLRREVWFLAGLCALLCHECKSW;校驗(yàn)MOVA,#25CJNEA,SWC,SSLP5SJMPSSLPLSSLP5:JNCSSLPLLCALLZLPID;PID

45、控制子程序MOVA,UOUTADDA,50HJNCSSLP6MOVUOUT,#OFFHSJMPSSLP7SSLP6:M0VUOUT,ASSLP7:MOVDPTR,#WRKDMOVA,UOUTMOVXDPTR,A;輸出控制電壓SSLPL:POPDPHPOPDPLPOPPSWPOPACCRETIMAIN:MOVTMOD,#2111;主程序MOVTHO,#60;TO每0.05秒中斷一次MOVTLO,#176MOVICON,#10HMOVSCON,#50HMOVTMOD,#21HMOVTH1,#0E6H;串行通訊波特率1200MOVTL1,#0E6HANLPCON,#7FHSETBTRIMOVIE,#

46、92HMOVIP,#02HMOVSP,#6FHCLRBJFLAGSTART:JNBFMKDTFLAG,LP1;主循環(huán)LCALLKDINLP1:LCALLXSOUTMOVA,#251SETBBJFLAGSJMPLP5LP2:JNCLP3SETBBJFLAGSJMPLP5LP3:M0VA,#49CJNEA,KDBUF,LP4SETBBJFLAGSJMPLP5LP4:JCLP5SETBBJFLAGLP5:N0PJNBBJFLAG,LP6CPLPl.3SJMPLPLLP6:SETBPl.3LPL:SJMPSTARTKDIN:NOPMOVDPTR,甘RDKDMOVXDPTR,A;啟動ADCMOVR7,#

47、10DJNZR7,$KDINLP1:MOVC,P2.6JNCKDINLP1MOVXA,DPTR;讀入轉(zhuǎn)換結(jié)果MOVKDBURA;保存開度值MOVB,#50SLBBA,BMOVB,#2DIVABMOVB,#10DIVABMOVSWBUF,AMOVGWBUF,BRETXSOUT:NOPMOVDPTR,#XSSCMOVA,SWBUFMOVX©DPTR,ACLRP2.1SETBP2.0LCALLDELAYTMOVA,GWBUFMOVXDPTR,ACLRP2.0SETBP2.1LCALLDELAYTRETCHECKSW:MOVA,SW1MOVSWC,SW1SJMPCHECKLPLCHECKLP

48、1:CJNEA,SW3,CHECKLP2MOVSWC,SW1SJMPCHECKLPLCHECKLP2:MOVA,SW2CJNEA,SW3,CHECKLP3MOVSWC,SW2SJMPCHECKLPLCHECKLP3:MOVSWC,#25CHECKLPL:RETZLPID:MOVRO,#40H;增量ZU保存在50H中MOVRl,#4211LCALLSUB22MOV44H,52HMOV45H,53HMOVRO,#4411MOVR1,#4AH;ACALLMULT22MOV54H,52HMOV55H,53HMOVRO,#4611MOVRl,#4CH;ACALLMULT22MOVRO,#52H;ACAL

49、LADD22MOV54H,52HMOV55H,53HMOVRO,#48HMOVRl,#4E1I:ACALLMULT22MOVRO,#52HMOVRl,#54H;ACALLADD22MOV50H,52HMOV51H,53HMOV48H,46HMOV49H,47HMOV46H,44HMOV47H,45HRETSUB22:CLRCMOVA,ROSUBBA,R1MOV52H,AINCROINCR1MOVA,ROSUBBA,R1MOV53H,ARET;其余子程序略pu邑三imp殳ZN2dONdONdoNMI囹蘭篋竺0。8三0V0姓A。_2Anw參考文獻(xiàn)1王川主編.實(shí)用電源技術(shù).重慶出版社2梁廷貴主編.實(shí)

50、用資料大全（第一版）.北京電子工業(yè)出版社3黃繼昌主編.傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計.西安電子科技出版社4李紹主編.開關(guān)電源.重慶電子出版社5趙繼文主編.傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計6翟明主編.單片機(jī)編程.北京.高等教育出版社7孫涵芳，徐愛卿.MCS-51/96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用們.北京：北京航空航天大學(xué)出版社8萬福君，潘松峰等.單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，20019徐愛鈞，彭秀華.單片機(jī)高級語言C51應(yīng)用程序設(shè)計M.北京：電子工業(yè)出版社，199810李朝青.單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社，199911何立民.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計M.北京航空航天大學(xué)出版社，199312姚行

51、中、關(guān)林風(fēng).微型計算機(jī)及外部設(shè)備常用芯片手冊M.清華大學(xué)出版社，199913譚運(yùn)光、陳安遠(yuǎn)等.單片機(jī)開發(fā)手冊M.華齡出版社199414沙占友。智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002致謝摘要1引言22智能遙控電動伸縮門控制系統(tǒng)的工作原理33硬件結(jié)構(gòu)41AC/DC開關(guān)模塊電源43.2、行走位置檢測電路.2、帶光電耦合電路的位移脈沖采樣電路93.3、聲光報警電路103.4、電動伸縮門行走速度調(diào)節(jié)控制電路113.5、電動伸縮門開度顯示電路123.6、繼電器保護(hù)控制電路133.7、看門狗保護(hù)電路133.8、通信接口電路144元器件的選擇154.1電源部分15

52、4.2變頻調(diào)速控制器的選擇154.3單片機(jī)174.4看門狗監(jiān)視芯片184.5聲光報警194.6電動伸縮門速度調(diào)節(jié)控制電路194.7通訊接口電路215軟件設(shè)計235.1軟件設(shè)計流程圖235.2軟件設(shè)計要求245.3軟件清單：24參考文獻(xiàn)34致謝351引言智能遙控電動伸縮門是廣泛使用在人員進(jìn)出流動較頻繁的各個單位、住宅小區(qū)以及公園景點(diǎn)的入口處，隨著社會的不斷發(fā)展，人們擁有自己的汽車的情況越來越普遍，無論到哪里都會乘車前往，這也給交通擁擠帶來一定的問題，有了智能遙控電動伸縮門的幫助可以使得我們很容易對大量的車流進(jìn)行限制，但是一般的電動門要在值班室內(nèi)才能操作大門開關(guān)，這恰恰給門衛(wèi)帶來了諸多不便，具有智

53、能遙控電動伸縮門可以大大的改善這種不便，它可以在門衛(wèi)出值班室進(jìn)行詢問檢查相關(guān)證件的同時隨時控制大門的開關(guān)，大大提高了效率，使得在只有一名門衛(wèi)的情況下仍然能夠方便進(jìn)行證件檢查與放行的工作。本論文從實(shí)際角度出發(fā)，詳細(xì)介紹了智能遙控電動伸縮門的設(shè)計原理和應(yīng)用。論文介紹了AT89C52單片機(jī)構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)中紅外發(fā)射與接收芯片的工作原理和使用方法、點(diǎn)陣LED的工作原理以及專用點(diǎn)陣字庫存儲芯片的工作原理和使用方法。從而實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前日期和時間以及重要公告信息的實(shí)時顯示和設(shè)置。當(dāng)電動伸縮門運(yùn)行到兩端的極限位置或者運(yùn)行中卡住時系統(tǒng)能自動報警。電路具有自檢和控制功能?；竟δ芤约凹夹g(shù)要求：1、實(shí)時顯示日期、時間以及重要的公告信息。2、口期、時間可調(diào)整和公告信息內(nèi)容重新設(shè)定。3、具有紅外命令的接收功能，并進(jìn)行相應(yīng)的動作。4、具有大門正、反、?？刂疲约翱焖匍_關(guān)的功能。5、系統(tǒng)內(nèi)部時鐘校準(zhǔn)。6、故障檢測及故障語音提示。2智能遙控電動伸縮門控制系統(tǒng)的工作原理由于本設(shè)計的智能遙控電動伸縮門為分可移動的便攜式紅外遙控器和固定