智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)

1、西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題題 目：目： 智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)智能車庫(kù)門控制系統(tǒng) 學(xué)學(xué) 院：院： 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職稱：職稱： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要 隨著汽車行業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人類對(duì)于汽車的依賴性越來(lái)越強(qiáng)。當(dāng)然，越來(lái)越多的私家車的出現(xiàn)，就需要涉及車庫(kù)門的問(wèn)題，針對(duì)車庫(kù)門目前的發(fā)展現(xiàn)狀，我們結(jié)合了 AT89S51 單片機(jī)和 PT2262/PT2272 的無(wú)線收發(fā)功能，在之前的普通車庫(kù)門控制的基礎(chǔ)上，又添加了紅外發(fā)射、接收電路以及防盜報(bào)警電路等等。從而設(shè)計(jì)出一種智能車庫(kù)

2、門控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、可靠性高、價(jià)格低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。本篇智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)的門控裝置，它的顯著特征就在車庫(kù)內(nèi)和車庫(kù)外設(shè)置有主控制器和在車輛內(nèi)安裝的密碼標(biāo)識(shí)器，主控制器是由單片機(jī)、解碼器、315M 無(wú)線接收器以及紅外對(duì)管組成，密碼標(biāo)識(shí)器又是由編碼器及無(wú)線發(fā)射器組成。PT2272 及 PT2262 的地址和數(shù)據(jù)狀態(tài)是一模一樣的，而 PT2262 的電源端平時(shí)是斷開(kāi)的，如果快到車庫(kù)門的時(shí)候按下按鈕通電，則編碼器 PT2262 就會(huì)將數(shù)據(jù)和地址發(fā)射出去借助于無(wú)線發(fā)射模塊，與此同時(shí)，無(wú)線接收器輸出端和解碼器的輸入端相連接，解碼器輸出端 VT 和單片機(jī)相接，如果數(shù)據(jù)完全準(zhǔn)確那么車庫(kù)中的單片機(jī)

3、就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)打開(kāi)車庫(kù)門，而紅外對(duì)管此時(shí)感應(yīng)次數(shù)計(jì)數(shù)，汽車離開(kāi)車庫(kù)門之后門就會(huì)自動(dòng)下降。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，紅外對(duì)管，無(wú)線接收模塊 PT2272/PT2262ABSTRACTWith the rapid development of the automobile industry and the social economy, the dependence on the automobile is more and more strong. of course, the emergence of more and more private cars, you need to problems i

4、nvolving the garage door, in view of the current development status of the garage door, we combine the AT89S51 and PT2262 / PT2272 wireless transceiver function, prior to the ordinary garage door control based on, and add the infrared emitting and 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）receiving circuit and the anti-theft

5、 alarm circuit and so on. To design a kind of intelligent garage door control system, the structure of this system is very simple, high reliability, low price, and many other advantages.The intelligent garage door control system of gating device. Its obvious characteristic is in the garage, and the

6、garage set main controller and installed in the vehicle code identifier, the main controller is by the microcontroller, decoder, 315m wireless receiver and infrared to pipe and password identification device is composed of encoder and the wireless transmitter. PT2262 and PT2272 address and data stat

7、e is exactly the same, and a power supply terminal of the PT2262 is usually broken, if approaching the garage door when press the button energized, encoder PT2262 will will address data and transmitted by wireless transmitting module. At the same time, wireless receiver output end and the decoder is

8、 connected to the input terminal, decoder output end of VT and MCU is connected, if the data is completely accurate so garage in SCM will automatically starts the motor open the garage door and infrared tube at this point counts of induction, the car left the garage door after door will automaticall

9、y decrease.Key words: SCM, infrared wireless, receiving module PT2272/PT2262西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目目 錄錄第 1 章 緒論 1.1 車庫(kù)門研究現(xiàn)狀 .1 1.2 車庫(kù)門研究意義 .2第二章 方案論證.42.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及基本要求 .42.1.1 系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)要求 .4 2.1.2 主要功能及技術(shù)指標(biāo).42.2 結(jié)構(gòu)示意圖 .52.3 硬件的選擇方案 .5 2.2.1 微控制器的選擇方案 .5 2.2.2 傳感器的選擇方案 .6 2.2.3 電機(jī)的選擇方案.7 2.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案.7第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)

10、計(jì).83.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路.83.1.1 AT89S51 主要功能列舉.83.1.2 AT89S51 各引腳功能介紹.9 3.2 無(wú)線遙控模塊 PT2262/PT2272 控制電路圖 .12 3.2.1 無(wú)線遙控模塊構(gòu)成 .12 3.2.2 編碼解碼芯片 PT2262/PT2272.14 3.3 直流穩(wěn)壓電路圖.15 3.4 光耦隔離驅(qū)動(dòng)繼電器.16 3.4.1 光耦的工作原理 .16 3.4.2 光耦的優(yōu)點(diǎn).16 3.4.3 光耦的種類.16西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3.5 紅外發(fā)射接收對(duì)管.17 3.6 限位開(kāi)關(guān) .18第四章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) .19 4.2 程序流程圖 .19

11、 4.1 電機(jī)正反轉(zhuǎn)程序.21結(jié)論 .23致謝.24參考文獻(xiàn).25附錄一：車庫(kù)門自動(dòng)控制原理圖.26附錄二：系統(tǒng)源程序 .28西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 章緒論1.1 車庫(kù)門研究現(xiàn)狀 從第一輛汽車誕生以來(lái)，車庫(kù)門的發(fā)展就隨之不斷產(chǎn)生和更新。根據(jù)公安部門交通局的調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，到 2006 年底，我國(guó)的汽車已經(jīng)達(dá)到 2420 萬(wàn)兩，相比于 2005 年，增加了有 279 萬(wàn)兩，其增長(zhǎng)率為 13%。然而汽車逐年的快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，勢(shì)必會(huì)讓“停車難”這一問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。就拿長(zhǎng)春市的情況來(lái)說(shuō)，截止到 2006 年年底，長(zhǎng)春市已經(jīng)擁有了 150 萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車輛，其中有 80 萬(wàn)輛是汽車。但是，目前統(tǒng)

12、計(jì)全市的各種停車場(chǎng)停車位總共大約 49 萬(wàn)個(gè)。就這種情況也不能抵擋長(zhǎng)春市的機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量每年在以 7 萬(wàn)輛的數(shù)目驚人的增長(zhǎng)。針對(duì)當(dāng)下的汽車發(fā)展?fàn)顩r，停車位的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足汽車增加的需求，對(duì)于快速發(fā)展的中國(guó)各大城市，隨著城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，停車難這一問(wèn)題也日益變得嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全國(guó)包括 36 個(gè)大中型城市的停車位的滿足率低于 20%，那也就預(yù)示著，當(dāng)下，我國(guó)城市中基本上是每五輛機(jī)動(dòng)車中只有一個(gè)停車位。國(guó)內(nèi)私家車的數(shù)量迅速增加，給城市道路交通帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，各個(gè)大城市每天的上下班高峰期堵車已經(jīng)成為了公路上一道亮麗的風(fēng)景線。私家車的停放問(wèn)題也逐漸變成了一

13、個(gè)大問(wèn)題。我國(guó)目前大城市中的土地本來(lái)就比較緊缺，停車位又少，所以停車位的價(jià)格非常的貴，因此，為了解決大城市中的停車難的問(wèn)題，必要的一個(gè)出路就是家用車庫(kù)。我們國(guó)家的私家車庫(kù)的發(fā)展歷史雖然已有近幾十年了，但是依然處在初級(jí)的水平，還是最原始的簡(jiǎn)單使用階段，它的整體設(shè)計(jì)水平、使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值還有待我們進(jìn)一步的提高的完善。所以說(shuō)，私家車庫(kù)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化對(duì)于社會(huì)和人類的發(fā)展具有重大的實(shí)際意義。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.2 車庫(kù)門研究意義 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，人類的日常生活和平時(shí)的生產(chǎn)活動(dòng)都追求自動(dòng)化和智能化，這樣不僅節(jié)省了人力資源，并且在一定程度上還提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)，更進(jìn)一步促使生產(chǎn)力

14、得到快速發(fā)展，使人們的生活更加豐富多彩。近 20 年以來(lái)，我國(guó)城市的建設(shè)速度發(fā)展越來(lái)越快，城市交通方面的需求量也是只增不減，城市里人口相對(duì)比較集中，不管是私家車還是其他機(jī)動(dòng)車輛都滿足不了正常的停放，其中，公交車的需求量特別大，故而，市民們最關(guān)注的問(wèn)題還是車輛停放問(wèn)題。私家車的數(shù)目與日俱增，人們談?wù)摰淖疃嗟脑掝}當(dāng)然是車庫(kù)了。各個(gè)小區(qū)里的車庫(kù)，原來(lái)是沒(méi)惹要的被丟棄的，而現(xiàn)在，慢慢的成為了緊缺產(chǎn)品，大家都爭(zhēng)著搶著要，所以價(jià)格自然是不斷創(chuàng)新了，買車、買房、買車庫(kù)必不可少的。車庫(kù)門存在的諸多問(wèn)題怎么辦？卷閘門特別容易壞、防盜性能低下、噪聲太大、鐵門及其容易生銹、還需要手動(dòng)開(kāi)關(guān)鐵門，特別的麻煩，平時(shí)的話還

15、好，但是如果碰到大熱天或者雨雪天氣，經(jīng)過(guò)這樣一番折騰，都已經(jīng)筋疲力盡了，哪還有樂(lè)趣駕車出去，在這種情況下，智能車庫(kù)門就誕生了。一棟房子蓋的再漂亮，沒(méi)有一套堅(jiān)實(shí)實(shí)用的支架支撐起來(lái)，并沒(méi)有什么用處。車庫(kù)門做的再堅(jiān)固好看。沒(méi)有一個(gè)高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)門機(jī)來(lái)輔助他，不但會(huì)黯然失色而且還會(huì)降低車庫(kù)門的使用壽命得不償失。所以，有很多人在選擇車庫(kù)門的開(kāi)門機(jī)時(shí)就會(huì)格外謹(jǐn)慎小心。在十幾年前，遙控車庫(kù)門流傳入我國(guó)，現(xiàn)在據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)大概有開(kāi)門機(jī)生產(chǎn)廠家 50 多家。我們國(guó)家雖然能獨(dú)立生產(chǎn)開(kāi)門機(jī)，但是總體上技術(shù)還是不夠成熟。伴隨著車庫(kù)門市場(chǎng)的不斷發(fā)展，進(jìn)口車庫(kù)門由于其高質(zhì)量且技術(shù)先進(jìn)高端而出現(xiàn)了供不應(yīng)求的狀態(tài)，就像許多大

16、公司，需要提前一兩個(gè)星期預(yù)定才可以。目前，由于車庫(kù)門開(kāi)門機(jī)的啟動(dòng)情況沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)約束鞭策，各大廠家的開(kāi)門機(jī)都是按照他們各自的企業(yè)要求進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)于各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和測(cè)量方法都是不一樣的，就像提升力等參數(shù)差別太大，就會(huì)造成市場(chǎng)上的混亂，給用戶的選擇和維修帶來(lái)一定的麻煩，更加不利于該行業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向。所以，我們國(guó)家現(xiàn)在十分有必要制定一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，必須明確制定車庫(kù)門開(kāi)門機(jī)主要的幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)和測(cè)試方法，合理的引導(dǎo)市場(chǎng)公平有序競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)行業(yè)穩(wěn)西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）定的發(fā)展。目前車庫(kù)門的開(kāi)門機(jī)的發(fā)展方向如下：1.多功能和智能化：以后的車庫(kù)門開(kāi)門機(jī)還會(huì)不斷的提高其智能化程度，比如開(kāi)關(guān)門行程位

17、置的自動(dòng)檢測(cè)，智能適應(yīng)門體阻力的改變，以此來(lái)保持車庫(kù)門能有較高的遇障保護(hù)靈敏度等等。此外，還可能會(huì)增加新的其他功能像和住宅安全防護(hù)系統(tǒng)結(jié)合在一起使用等。2、免維護(hù)：采用盡可能多的措施，盡量減少使用過(guò)程中不必要的維護(hù)工作。3、多樣化:將會(huì)根據(jù)客戶群體的不同，設(shè)計(jì)出各式各樣的不同外形和功能的高質(zhì)量產(chǎn)品，滿足客戶的不同需求，服務(wù)客戶。4、高安全性：客戶對(duì)于產(chǎn)品首要關(guān)注的問(wèn)題就是安全性，所以說(shuō)安全性也是非常重要的而且是最基本的指標(biāo)要求。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章 方案論證2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及基本要求2.1.1 系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)要求我們實(shí)現(xiàn)智能車庫(kù)門的控制系統(tǒng)。具體要求如下所述：1、

18、汽車行駛到車庫(kù)門前面，車上面的傳感器接收到特定信號(hào)，同時(shí)向車庫(kù)門發(fā)出開(kāi)門的信號(hào)：2、車庫(kù)門接收到開(kāi)門信號(hào)之后，車庫(kù)門會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，與此同時(shí)開(kāi)門指示燈會(huì)變亮；當(dāng)車庫(kù)門完全打開(kāi)時(shí)，開(kāi)門指示燈自動(dòng)滅掉，門就會(huì)停止運(yùn)行；3、車入庫(kù)之后，車位傳感器自動(dòng)檢測(cè)到車停到正確的位置，而且門口的紅外傳感器檢測(cè)到車主離開(kāi)車庫(kù)之后，會(huì)給車庫(kù)門發(fā)出一個(gè)關(guān)門信號(hào)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延時(shí)，車庫(kù)門就自動(dòng)關(guān)閉，而在此時(shí)，關(guān)門指示燈變亮；4、車庫(kù)門完全關(guān)閉后，關(guān)門指示燈滅，門也就停止運(yùn)行；5、當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門出現(xiàn)故障的時(shí)候，可以進(jìn)行手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)車庫(kù)門。2.1.2 主要功能及技術(shù)指標(biāo)1、所使用電源：180-240/50-60Hz2、最大負(fù)載

19、：120w3、控制器本身所消耗的功率：5W4、控制方式： 無(wú)線遙控：頻率為 315MHz/433MHz,選用編碼加密控制方式 信號(hào)轉(zhuǎn)換的時(shí)間:1-0.5S 自動(dòng)停機(jī)：包括有限位停機(jī)及 35S5、報(bào)警控制: 輸出：控制器的報(bào)警探頭可以提供兩個(gè)直流電源即 5V 或 12V； 輸入：報(bào)警器的輸出是繼電器的接觸點(diǎn)； 報(bào)警器的探頭:可以使用光電對(duì)射、紅外線熱釋、多普勒雷達(dá)探測(cè)、聲波震動(dòng)、電磁感應(yīng)等等類型。車庫(kù)門開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)自動(dòng)解除報(bào)警功能。探頭所檢測(cè)到的距離應(yīng)不小于 6-7m。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.2 結(jié)構(gòu)示意圖圖圖 2-12-1 車庫(kù)門自動(dòng)控制車庫(kù)門自動(dòng)控制2.3 硬件的選擇方案2.2.1

20、微控制器的選擇方案方案一：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89S51 是美國(guó) ATMEL 公司的產(chǎn)品，功耗低，性能高的 CMOS 8 位單片機(jī)。單片機(jī)內(nèi)含有 4K bytes 的系統(tǒng)可編程 Flash 可讀的程序存儲(chǔ)器，該元器件是ATMEL 公司采用他們的高密度和非易失性的存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的，其兼容了8051 標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)和引腳。Flash 程序存儲(chǔ)器，不但可以在線編程（ISP）而且可以采用傳統(tǒng)方法編程以及存在于單片機(jī)中的通用的 8 位微處理器，ATMEL 公司是非常強(qiáng)大的，價(jià)格低廉的單片機(jī) AT89S51 可以為我們帶來(lái)高性價(jià)比的應(yīng)用環(huán)境，也能靈活的應(yīng)用在各種各樣的控制領(lǐng)域。方案二：PLC利用 PLC 控制車庫(kù)門

21、，可以避免大量的電子元器件，同時(shí)它的連線也會(huì)減少。并且，它的系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，則維修簡(jiǎn)便，維修所花時(shí)間較短。PLC 設(shè)計(jì)采用的是具有一系列可靠性的設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)施的。PLC 的操作也很簡(jiǎn)單，其包括程序的輸入和更改兩種操作。程序輸入可以直接連接顯示，可以直接依據(jù)所需的地址編碼或者接入點(diǎn)的號(hào)來(lái)搜索或者程序?qū)ふ襾?lái)實(shí)現(xiàn)更改程序的操作， 電源限位開(kāi)關(guān)輸入電機(jī)控制電路復(fù)位電路報(bào)警輸出單片機(jī)AT89S51無(wú)線接收模塊紅外發(fā)射/接收西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）最后再進(jìn)行更改。PLC 所使用的編程語(yǔ)言有很多，如梯形圖、功能表圖、布爾助記符、語(yǔ)言描述編程語(yǔ)言及功能模塊。其多樣性的編程方法使得技術(shù)簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛而

22、且拓展面比較廣。因此，單片機(jī)和 PLC 二者的綜合比較來(lái)看，還是單片機(jī)的性價(jià)比相對(duì)較高，可以采用在線編程等諸多優(yōu)點(diǎn)，選用方案一。2.2.2 傳感器的方案選擇方案一：無(wú)線通信芯片 MC2833 和 MC3363，芯片 MC2833 內(nèi)置有可變電抗器、輸入信號(hào)放大器、射頻振蕩器和功率放大電路；MC3363 內(nèi)置有 2 個(gè)混頻器、高頻放大器、振蕩器、解調(diào)器、中頻限幅放大器、幅度比較器和音頻前置放大電器等電路，要完成短消息通信和語(yǔ)言通信只需要很少的一部分外圍器件，也讓整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高。方案二：PT2272 和 PT2262 的發(fā)射部分組成是由編碼芯片、按鍵、功率放大電路和 315M 調(diào)制器等，

23、他是由無(wú)線信號(hào)來(lái)接收電路的解碼芯片來(lái)構(gòu)成的，按鍵狀態(tài)的輸出端為 D0，D1，D2，D3，當(dāng)其中任何一個(gè)按鍵按下之后，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端口就會(huì)自動(dòng)輸出高電平，要想驅(qū)動(dòng)繼電器只需要在這幾個(gè)端口上增加一級(jí)放大電路就可以，利用三極管來(lái)控制負(fù)載遙控開(kāi)關(guān)。也能直接與單片機(jī)的I/O 引腳相連，數(shù)據(jù)端口的狀態(tài)用單片機(jī)來(lái)采集，最后再對(duì)外部進(jìn)行控制。因此，二者權(quán)衡之下，PT2272/PT2262 比較簡(jiǎn)單一些，當(dāng)做簡(jiǎn)單遙控來(lái)做更加適合，選用方案二。2.2.3 電機(jī)的選擇方案方案一：直流電機(jī)利用國(guó)際高技術(shù)要求制造的減速電機(jī)，科技含量非常的高，可以節(jié)省很多空間、承受過(guò)載力強(qiáng)、耐用可靠、能耗低、功率可達(dá)到 95KW 以上

24、、性能好、振動(dòng)小、減速機(jī)的效率一般超過(guò) 95%、噪音低、節(jié)能高、箱體是剛性鑄鐵，齒輪外表經(jīng)高頻熱處理，精密加工，保證了定位精度，這些特點(diǎn)綜合組成配置了各類電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，產(chǎn)品的使用特質(zhì)量特征得了一定的保證。方案二：交流電機(jī)西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）體積龐大、笨重，移動(dòng)不方便，消耗大，電費(fèi)多，一般情況下只能焊接酸性的焊條 422，調(diào)節(jié)電流不方便，必須用力搖手柄，供電是單相的，所以電網(wǎng)不太平衡，其他設(shè)備的工作會(huì)受到嚴(yán)重影響。故而，綜上的兩個(gè)比較，我們選擇方案一。2.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案方案一：光耦合器優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)單向傳輸，工作穩(wěn)定，輸入輸出端整個(gè)實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，無(wú)觸點(diǎn)，輸

25、出信號(hào)不會(huì)影響輸入端的信號(hào)，傳輸效率高，使用壽命長(zhǎng)。70 年代光耦合器才發(fā)展起來(lái)的，目前早已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電平轉(zhuǎn)換、電氣絕緣、驅(qū)動(dòng)電路、極間耦合、斬波器、開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)隔離、多諧振蕩器、脈沖放大電路、極間隔離、遠(yuǎn)距離數(shù)字信號(hào)傳輸、數(shù)字儀表、固態(tài)繼電器（SSR）、脈沖放大、儀器儀表、微機(jī)接口及通信設(shè)備中。單片機(jī)的開(kāi)關(guān)電源里，采用線性光耦合器來(lái)組成光耦反饋電路，占空比的改變是要通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流，以此來(lái)達(dá)到精確穩(wěn)壓的目的。方案二：在 MOS 的導(dǎo)通壓降之下，其導(dǎo)通電阻較小，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，柵極的驅(qū)動(dòng)不用電流，消耗小，熱阻特性好，自身帶有保護(hù)二極管，大功率并聯(lián)適合，但是缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，開(kāi)關(guān)速度也不高。

26、方案三：三極管的開(kāi)關(guān)速度比較高，大型三極管的 Ic(集電極)可以設(shè)計(jì)的非常大，但是缺點(diǎn)就是驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，損耗太大。所以，綜合比較采用方案一更加合理。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路單片機(jī) AT89S51 是 ATMEL 公司生產(chǎn)的 8051 相容單芯片，是可電器燒錄清洗的，它內(nèi)部程序的代碼容量大小為 4KB。3.1.1 AT89S51 的主要功能如下1.一般是控制應(yīng)用的 8 位芯片；2.芯片內(nèi)部具有時(shí)鐘振蕩器； 3.內(nèi)部 ROM(程序存儲(chǔ)器)是 4KB； 4.內(nèi)部 RAM(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)是 128B； 5.外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以擴(kuò)展到 64KB； 6.外部

27、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以擴(kuò)展至 64KB； 7.5 個(gè)中斷源； 8.具有 32 條雙向輸入線和輸出線，每一條都可以單獨(dú)做 I/O 口的控制； 9.獨(dú)立的 16 位定時(shí)器兩組； 10.全雙工串行通信端口 1 個(gè)； 11.8751 和 8752 芯片都具有保密功能；12、單芯片可以提供位邏輯運(yùn)算指令；西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.1.2 AT89S51 各引腳功能的介紹圖圖 3-13-1 AT89S51AT89S51 單片機(jī)單片機(jī)VCC：AT89S51 接+5V,電源正端輸入；VSS：源地端；XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘反相放大器輸入端；XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘反相放大器輸出端，一般情況下，在設(shè)計(jì)時(shí)，只需要

28、在 XTAL1和 XTAL2 上面接上石英震蕩器就可以動(dòng)作了，除此之外，還可以在地和兩引腳之間加入一個(gè) 20PF 的小電容，這樣可以使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，也能避免因噪聲干擾而死機(jī)的情況；RESET：AT89S51 的重置引腳，在高電平下發(fā)揮作用，如果要進(jìn)行重置，就需要將這個(gè)引腳的電平改為高電平并且保證兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，這樣才能保證系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作順利完成，將內(nèi)部特殊功能寄存器里邊的內(nèi)容全部設(shè)置成已知的狀態(tài)，而且從地址 0000H 處開(kāi)始讀取程序代碼來(lái)執(zhí)行程序；EA/Vpp：EA(External Access),意思是存取外部程序代碼，低電平有效，意思就是當(dāng)這個(gè)引腳接低電平時(shí)，系統(tǒng)會(huì)讀取外部

29、程序代碼（存儲(chǔ)于外部的西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）EPROM）執(zhí)行程序。ALE/PROG: “Address Latch Enable”的縮寫是“ALE”，意思是地址鎖存器啟用信號(hào)。單片機(jī) AT89S51 可以使用此引腳觸發(fā)片外的 8 位鎖存器（74LS373）,將 0 端口地址總線（即 A0-A7）鎖入鎖存器，由于 AT89S51 是以全多功的方式輸出地址及數(shù)據(jù)的。PSEN：“PSEN”是英文“Program Store Enable”縮寫，表示為程序存儲(chǔ)啟用，當(dāng) EA=0 時(shí)，即 8051 的工作模式設(shè)置成為讀取外部程序代碼時(shí)，此時(shí)就會(huì)發(fā)送這個(gè)信號(hào)來(lái)獲取程序代碼，一般情況下，這個(gè)引腳是

30、接在 EPROM 的 OE 腳上的。PROT0（P0.0-P0.7）：0 端口是一個(gè) 8 位的開(kāi)路基極（Open Drain）雙向輸入輸出端口，一共有 8 位，P0.0 表示第 0 位，P0.1 表示第 1 位，P0.2 表示第 2位，以此類推。PORT2(P2.0-P2.7)：端口 2 的內(nèi)部具有可以提升電路的雙向的 I/O 口，每個(gè)引腳都可以驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 的 TTL 負(fù)載，如果將端口 2 的輸出設(shè)置為高電平，此時(shí)這個(gè)端口就可以被用作輸入端口。PORT1(P1.0-P1.7)：端口 1 的內(nèi)部也具有可以提升電路的雙向的 I/O 口，它的輸出緩存器能夠推動(dòng) 4 個(gè) LS 的 TTL 負(fù)載

31、，同樣的，如果將端口 1 的輸出設(shè)置成高電平時(shí)，這個(gè)端口也能被用作輸入端來(lái)使用，即由此端口來(lái)輸入數(shù)據(jù)，但是若使用 8052 或者是 8032，P1.0 可以當(dāng)成定時(shí)器 2 的外部脈沖輸入引腳，P1.1也能有 T2EX 的功能，能用做外部中斷的輸入的觸發(fā)引腳位。PORT3(P3.0-P3.7)：端口 3 的內(nèi)部也具有可以提升電路的雙向的 I/O 口，它的輸出緩存器能夠推動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載，同時(shí)還具有其他額外的特殊功能，其中包括串行通信、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制、外部中斷控制及外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入或者讀取等控制功能。引腳分配如下所示：P3.0：RXD,串行通信輸入。P3.1：TXD,串行通信輸出。P3

32、.2；INT0，外部中斷 0 輸入。P3.3：INT1，外部中斷 1 輸入。P3.4：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 0 輸入。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 1 輸入。P3.6: WR:外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。P3.7：RD,外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。智能車庫(kù)門自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)最小系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的，在此，該模塊是起到控制輸出、數(shù)據(jù)的采集處理等作用，在單片機(jī)最小系統(tǒng)上進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這樣能讓電路的控制變得簡(jiǎn)單，后面的編程設(shè)計(jì)也會(huì)更加的方便。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 3-2 所示。圖圖 3-2 最小系統(tǒng)電路圖最小系統(tǒng)電路圖3.2 無(wú)線遙控模塊 PT2262/PT2272 控制電

33、路圖所謂的無(wú)線電遙控，是采用無(wú)線電波的形式對(duì)被控制對(duì)象來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的操作控制，在工業(yè)控制、家電鄰域以及航空航天鄰域應(yīng)用都比較廣泛。3.2.1 無(wú)線遙控模塊的構(gòu)成由發(fā)射和接收兩個(gè)部分組成。發(fā)射部分：編碼芯片、按鍵、315M 調(diào)制器等西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖圖 3-33-3 發(fā)射模塊發(fā)射模塊接收部分： 解碼芯片、無(wú)線信號(hào)接收電路。圖圖 3-43-4 接收模塊接收模塊按鍵的輸出端狀態(tài)為 D0，D1，D2，D3，當(dāng)任意一個(gè)按鍵按下之后，對(duì)應(yīng)的端口就會(huì)輸出一個(gè)高電平，這幾個(gè)端口加一級(jí)放大電路就能夠驅(qū)動(dòng)繼電器以及功率三極管，來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載遙控開(kāi)關(guān)的控制。當(dāng)然也能直接連在單片機(jī)的 I/O 引腳上面，單

34、片機(jī)通過(guò)采集數(shù)據(jù)端口的狀態(tài)來(lái)對(duì)外部進(jìn)行控制。3.2.2 編解碼芯片 PT2262/PT2272PT2262/PT2272 是一對(duì)帶有數(shù)據(jù)編碼功能和帶有地址的無(wú)線遙控收發(fā)芯片。發(fā)射芯片 PT2262-TR 將編碼器。載波振蕩器以及發(fā)射單元集于一身，使得發(fā)射電路變得很簡(jiǎn)單。接收芯片 PT2272 數(shù)據(jù)的輸出位依據(jù)其后綴的不同而不同，數(shù)據(jù)輸出有兩種西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）方式，“鎖存”和“暫存”，用戶使用起來(lái)方便。后綴是“M”的是“暫存型”，后綴是”l“的是”鎖存型“，它幽游白不同的數(shù)據(jù)輸出分為 0、2、4、6，比如：PT2272-M4 表示的是數(shù)據(jù)輸出是 4 位的暫存型無(wú)線遙控接收芯片。在

35、一般的使用中，我們通常采用 4 位數(shù)據(jù)碼和 8 位地址碼，此時(shí)解碼芯片PT2272 和編碼芯片 PT2262 的 1-8 引腳是地址設(shè)定腳，有懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)可供選擇，其地址編碼不重復(fù)度有 38=6561 組，而只有發(fā)射端PT2262 與接收端 PT2272 有完全相同的地址編碼，才可以配對(duì)使用，生產(chǎn)廠家為了便于對(duì)遙控模塊的管理，在出廠時(shí)遙控模塊 PT2272 和 PT2262 的八位地址編碼一端都是懸空的，這樣可以便于用戶自己根據(jù)需要選擇各種編碼狀態(tài)，如果想要改變地址編碼，只需將 PT2272 和 PT2262 的第 1-8 號(hào)引腳設(shè)置成一樣的就可以，比如給接收機(jī)的 PT2272

36、 的 2 號(hào)引腳接地，第 3 號(hào)引腳接正電源，剩下的引腳都懸空就可以實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。地址的跳線設(shè)置見(jiàn)圖 7，用戶也可以在 PCB 板上直接把地址引腳（即 PCB 板中間 8 個(gè)過(guò)孔焊盤）和 L（低電平）或者 H（高電平）相連，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)地址額設(shè)置。PT2272 和 PT2262 兩個(gè)地址設(shè)置必須完全一樣。只有當(dāng)兩個(gè)的地址編碼完全一樣時(shí)，接收機(jī)所對(duì)應(yīng)的輸出端口 D0-D4 大約為 4V的互鎖高電平控制信號(hào)，與此同時(shí)，VT 端也會(huì)輸出有效高頻解碼信號(hào)。3.3 直流穩(wěn)壓電路圖直流穩(wěn)壓系統(tǒng)的組成包括有濾波器、整流器、高頻濾波器和直流穩(wěn)壓器等，最常用的直流穩(wěn)壓電路見(jiàn)圖 1-4。一般情況下，直流穩(wěn)壓電源用的

37、大多為單橋式整流器，而直流常用電容濾波。電路圖中 C1 是平滑濾波電容，經(jīng)常用幾百至幾千微伏的電解電容，以此來(lái)減小整流橋輸出電壓的脈動(dòng)。C2 是高頻濾波電容，一般采用 0.01-0.1uF 瓷片電容，用來(lái)抑制浪涌尖峰。作為直流穩(wěn)壓元器件，目前最常用的是三端穩(wěn)壓器78XX 以及 79XX 系列芯片，此類穩(wěn)壓管使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，負(fù)載穩(wěn)定度是15mV,有輸出短路保護(hù)和過(guò)電流，可以應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。三端穩(wěn)壓電源輸出端經(jīng)常接 C3 和 C4 兩個(gè)電容，C3 的作用是負(fù)載匹配，多用幾十甚至幾百微安的電西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）解電容，C4 的作用主要是抗高頻干擾，經(jīng)常選用 0.01-0.1uF 的

38、瓷片電容。采取分散獨(dú)立供電的方式，可以增加直流電源系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)的總電源能夠提供的只是非穩(wěn)壓直流電源，要進(jìn)行穩(wěn)壓就得在各功能模塊上接三端集成穩(wěn)壓器，再配上合適的濾波電容。這樣不但可以使各模塊的供電質(zhì)量得到提高，而且還能消除由于電源而形成的相互干擾，來(lái)提高供電的可靠性。此外，不是所有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都用的是類似于圖 3-5 的電源系統(tǒng)，在交流電壓波動(dòng)范圍較小的情況下，也可以省略交流穩(wěn)壓管；而在尖峰及浪涌電壓較小的情況下，電源變壓器和隔離變壓器可以合在一起使用。這樣的話可以簡(jiǎn)化電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖圖 3-5 直流穩(wěn)壓系統(tǒng)直流穩(wěn)壓系統(tǒng)3.43.4 光耦隔離驅(qū)動(dòng)繼電器光耦隔離驅(qū)動(dòng)繼電器OC（耦合器，是英文

39、 Optial Coupler 的縮寫），也被稱之為光電隔離器，簡(jiǎn)稱為光耦，該器件在開(kāi)關(guān)電源電路當(dāng)中最常見(jiàn)。3.4.13.4.1 光耦的工作原理光耦的工作原理光耦傳輸電信號(hào)是以光為介質(zhì)的。對(duì)于輸入輸出電信號(hào)具有較強(qiáng)的隔離效果，因此，在各種電路當(dāng)中都能夠見(jiàn)到他的應(yīng)用。當(dāng)下，光耦已經(jīng)變成用途最廣、種類最多的光電元器件之一。光耦一般由光的發(fā)射、光的接收以及光的信號(hào)放大這三個(gè)部分組成。輸入的電信號(hào)可以驅(qū)動(dòng) LED（發(fā)光二極管），使 LED西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，光探測(cè)器接收到光之后就會(huì)產(chǎn)生光電流，再將光電流進(jìn)行放大后輸出。這一系列的步驟就可以達(dá)到電-光-電的相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)而達(dá)到

40、輸入、輸出和隔離的效果。因?yàn)楣怦畹妮斎胼敵鲋g都是相互隔離的，而且電信號(hào)的傳輸?shù)奶攸c(diǎn)都是具有單向性的，所以就具有比較好的抗干擾能力和電絕緣能力。3.4.23.4.2 光耦的優(yōu)點(diǎn)光耦的優(yōu)點(diǎn)光偶的優(yōu)點(diǎn)主要有：信號(hào)是單向傳輸，輸入和輸出端完全達(dá)到了電器隔離的狀態(tài)，輸出信號(hào)不會(huì)影響輸入端的信號(hào)，工作較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)大，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)接觸點(diǎn)，傳輸效率比較高。光耦是 70 年代發(fā)展起來(lái)的新型元器件，目前早就十分廣泛的應(yīng)用在電平轉(zhuǎn)換、電氣絕緣、驅(qū)動(dòng)電路、極間耦合、斬波器、開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)隔離、多諧振蕩器、脈沖放大電路、極間隔離、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、數(shù)字儀表、SSR(固態(tài)繼電器)、儀器儀表、脈沖放大、微機(jī)接口以

41、及通信設(shè)備中。一般在單片機(jī)的開(kāi)關(guān)電源當(dāng)中，采用線性光耦可以組成光耦反饋電路，要改變占空比只需要調(diào)節(jié)控制端的電流大小菊科有實(shí)現(xiàn)，以此來(lái)達(dá)到精密穩(wěn)壓的效果。3.4.33.4.3 光耦的種類光耦的種類光電耦合器可以劃分為線性光耦和非線性光耦這兩類。線性光耦電流的傳輸特性曲線是近似于一條直線的，而且在小信號(hào)下性能比較高，可以按照線性特性來(lái)隔離控制。通常情況下采用的是 PC817A-C 系列的線性光耦。非線性光耦電流傳輸特性當(dāng)然也是非線性的，這種光耦只適用于傳輸開(kāi)關(guān)信號(hào)，不適合傳輸模擬信號(hào)。最常用的非線性光耦是 4N 系列。開(kāi)關(guān)電源里最常用的是線性光耦，倘若使用非線性光耦合器，就可能會(huì)造成震蕩波形變壞，

42、更甚至引發(fā)寄生震蕩，迫使數(shù)十到數(shù)百赫茲的低頻振蕩把數(shù)千赫茲的振蕩頻率以此調(diào)制。這樣產(chǎn)生的后果就會(huì)在圖像畫面上造成干擾，例如 VCD、彩電、DC、以及彩顯等。并且，電源的帶負(fù)載能力會(huì)下降。顯示器，彩電等開(kāi)關(guān)電源維修時(shí)光耦合器損壞的話，就必須用線性光耦來(lái)替換。最常見(jiàn)西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的線性光耦如下：4 腳的有： PC111 PC817A-C TLP521 等6 腳的有：PC817A-C PC817A-C TLP532 PC817A-CPC714 PC817A-CPS2031 等一般的不適合用于開(kāi)關(guān)電源的有：4N35 4N36 4N25 4N26，主要原因是這四種都屬于非線性光耦合器。

43、圖 3-6 光耦隔離驅(qū)動(dòng)3.53.5 紅外發(fā)射接收對(duì)管紅外發(fā)射接收對(duì)管 3.5.1 紅外線傳感器原理： 紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對(duì)零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測(cè)元件按工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。光

44、電檢測(cè)元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。紅外線傳感器常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量，氣體成分分析和無(wú)損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療（見(jiàn)熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線傳感器可檢測(cè)飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī) 的過(guò)熱情況等。3.5.2 紅外線特點(diǎn)： 人的眼睛能看到的可見(jiàn)光，若按波長(zhǎng)排列，依次（從長(zhǎng)到短）為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，如圖 3-7 所示。 圖 3-7

45、 紅外線光譜圖 由圖可見(jiàn)，紅光的波長(zhǎng)范圍為 0.62m0.76m，比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光叫紅外線。紅外線的特點(diǎn)是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會(huì)影響周邊環(huán)境。電路調(diào)試簡(jiǎn)單，若對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行編碼，可實(shí)現(xiàn)多路紅外遙控功能。3.5.3 紅外線傳感器依動(dòng)作的分類： (1)將紅外線一部份變換為熱，藉熱取出電阻值變化及電動(dòng)勢(shì)等輸出信號(hào)之熱型。 (2)利用半導(dǎo)體遷徙現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因 PN 接合之光電動(dòng)勢(shì)效果的量子型。 熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應(yīng)，其中最具代表性者有測(cè)輻射熱器西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）(Thermal Bolometer)，熱電堆(Thermopile)及熱電(Pyroelect

46、ric)元件。熱型及量子型的一般特征如圖 3-7 所示，在此僅就熱型之熱電型紅外線傳感器加以說(shuō)明。也叫熱釋紅外線傳感器。3.5.4 識(shí)別紅外發(fā)射管與接收管的三種方法： 人們習(xí)慣把紅外線發(fā)射管和紅外線接收管稱為紅外對(duì)管。紅外對(duì)管的外形與普通圓形的發(fā)光二極管類似。初接觸紅外對(duì)管者，較難區(qū)分發(fā)射管和接收管。本文介紹三種簡(jiǎn)便的識(shí)別方法。 根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)識(shí)別 紅外對(duì)管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如左圖(a),(b)所示。左圖()是紅外發(fā)射管，管芯中央凹陷，類似聚光罩的形狀。左圖（）是紅外接收管，管芯中央的平臺(tái)上有紅外感光電極。紅外對(duì)管的兩引腳長(zhǎng)短，長(zhǎng)引腳是正極，和普通發(fā)光管相同。 圖 3-8 紅外對(duì)管結(jié)構(gòu)圖用三用表測(cè)量識(shí)別

47、 可用型或其他型號(hào)指針式三用表的 電阻擋，測(cè)量紅外對(duì)管的極間電阻，以判別紅外對(duì)管。判據(jù)一：在紅外對(duì)管的端部不受光線照射的條件下調(diào)換表筆測(cè)量，發(fā)射管的正向電阻小，反向電阻大，且黑表筆接正極（長(zhǎng)引腳）時(shí)，電阻小的（）是發(fā)射管。正反向電阻都很大的是接收管。判據(jù)二：黑表筆接負(fù)極（短引腳）時(shí)電阻大的是發(fā)射管，電阻小并且三用表指針隨著光線強(qiáng)弱變化時(shí)，指針擺動(dòng)的是接收管。 注：）黑表筆接正極，紅表筆接負(fù)極時(shí)測(cè)量正向電阻。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電阻大是指三用表指針基本不動(dòng)。 通電試驗(yàn)方法判別 用一只發(fā)光二極管和一只電阻與被測(cè)的對(duì)管串聯(lián)如圖 3-8，圖中電阻起限流作用，阻值取。發(fā)光二極管用來(lái)顯示被測(cè)

48、紅外管的工作狀態(tài)。用遙控器（電視機(jī)遙控器等）對(duì)著被測(cè)管按下遙控器的任意鍵，亮?xí)r，被測(cè)管是紅外接收管。不亮則是紅外發(fā)射管。3-9 紅外對(duì)管原理圖 3.5.3 紅外發(fā)射接收管認(rèn)識(shí) 我們一般見(jiàn)到的紅外遙控系統(tǒng)可以分為兩個(gè)部分，一個(gè)是發(fā)射部分，另一個(gè)是接收部分。發(fā)射部分的發(fā)射元器件是紅外發(fā)光二極管，他所發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)光。 最常用的紅外發(fā)光二極管所發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)大約是 940nm，他的外觀和普通的 5mm 發(fā)光二極管相似，就是顏色的區(qū)別，通常有深藍(lán)色、黑色和透明等三種。斷定紅外發(fā)光二極管的好壞的方法和判定普通二極管的是一樣的，一只紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率大概是 100mW。用專用儀器來(lái)測(cè)定紅

49、外發(fā)光二極管的發(fā)光效率，但在業(yè)余條件下，只能靠平時(shí)積累的經(jīng)驗(yàn)利用拉鋸法來(lái)粗略判斷。 接收電路當(dāng)中的紅外接收管是一種光敏二極管，需要給紅外接收管加上反向偏壓才能夠使用，才能在正常工作下獲得比較高的靈敏度。紅外接收管通常情況下有方形和圓形兩種。因?yàn)榧t外發(fā)光二極管的發(fā)射功率比較小，紅外接收管收的信號(hào)太弱，所以為了提高增益，就需要在接收端增加一個(gè)放大電路。現(xiàn)在，不論是正式的產(chǎn)品還是業(yè)余制作的，大部分都采用的是一體化接收頭，如下面西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 3 所示。紅外線一體化接收頭是集紅外接收、放大、比較器輸出以及濾波等的模塊，性能比較可靠、穩(wěn)定。因此，有了一體化接收頭，人們就不會(huì)再制作接收

50、放大電路，如此一來(lái)，紅外接收電路不但簡(jiǎn)單并且可靠性也會(huì)大大提高。圖 3-7 是兩種比較常用的紅外接收頭的外形，都只有三只引腳，電源正極（VDD）、電源負(fù)極（GND）以及數(shù)據(jù)的輸出（OUT).因外形的不同接收頭的引腳排列也是不一樣的。圖 3-10 就是表示因?yàn)榻邮疹^的外型不同而造成的引腳的區(qū)別。圖 3-10 紅外接收頭當(dāng)有汽車進(jìn)入車庫(kù)時(shí)，紅外就會(huì)阻斷，此時(shí)計(jì)時(shí)器自動(dòng)加 1，車輛停好之后，車主離開(kāi)車庫(kù)時(shí)，紅外再一次,阻斷，計(jì)數(shù)器再次加 1，然而當(dāng)計(jì)數(shù)器為 2的時(shí)候，車庫(kù)門延時(shí)一段時(shí)間，就會(huì)自動(dòng)落下。同樣的道理，車在出庫(kù)的時(shí)候，紅外阻斷，計(jì)數(shù)器加 1，計(jì)數(shù)器加到 2 的時(shí)候，車門繼續(xù)延遲一段時(shí)間再落

51、下。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 3-11 紅外對(duì)管3.63.6 限位開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān) 車庫(kù)門在上升的時(shí)候，下限位的開(kāi)關(guān)是閉合的，等到上升到一定高度的時(shí)候，達(dá)到上限位開(kāi)關(guān)，此時(shí)上限位開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同樣的道理，車庫(kù)門下降的時(shí)候，上限位開(kāi)關(guān)閉合，下降到觸碰到下限位開(kāi)關(guān)的時(shí)候，下限位開(kāi)關(guān)自動(dòng)打開(kāi)，電機(jī)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就完全實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)門的過(guò)程。圖 3-9 限位開(kāi)關(guān)第第 4 4 章章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.14.1 程序流程圖程序流程圖西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 4-1 自動(dòng)車庫(kù)門示意圖 開(kāi)始等待信號(hào)，是否接到信號(hào)，如果沒(méi)有接到信號(hào)，紅外檢測(cè)有信號(hào)，報(bào)警，否則繼續(xù)等待。如果接到

52、一定高度上限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，停止。門口紅外感應(yīng)，計(jì)數(shù)器加 1，車是否到位，如果到位紅外感應(yīng)為 1，沒(méi)有到位繼續(xù)等待，人出來(lái)門口紅外繼續(xù)感應(yīng)，計(jì)數(shù)器加 1，延時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，車庫(kù)門下降到一定高度，下限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4.24.2 電機(jī)正反轉(zhuǎn)程序電機(jī)正反轉(zhuǎn)程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit s1=P32; /正轉(zhuǎn)鍵sbit s2=P33; /反轉(zhuǎn)鍵uchar table=0 x10,0 x08,0 x04,0 x02; /正轉(zhuǎn)數(shù)組uchar table1=0 x02,0

53、 x04,0 x08,0 x10; /反轉(zhuǎn)數(shù)組void delayus(uint i) /延時(shí)函數(shù)while(i-);void main()uchar i,flag;while(1) /按鍵掃描if(s1=0)信號(hào)，車庫(kù)門照明，電機(jī)正傳，車庫(kù)開(kāi)門，車庫(kù)門上升到 delayus(1000);西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）if(s1=0)while(!s1);flag=0;if(s2=0)delayus(1000);if(s2=0)while(!s2);flag=1;if(flag=0) /正轉(zhuǎn)for(i=0;i4;i+)P0=table1i;delayus(500);if(flag) /反轉(zhuǎn)f

54、or(i=0;i4;i+)P0=tablei;delayus(500); 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第第 5 5 章章 結(jié)結(jié) 論論 從一開(kāi)始確定這個(gè)題目的時(shí)候，我就在網(wǎng)上查閱了各種資料，對(duì)于智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路有了一定的了解，然后接下來(lái)就是自我準(zhǔn)備階段了，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，來(lái)進(jìn)一步理清思路，查閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)，為后面做準(zhǔn)備。首先我明確了自己這個(gè)題目的實(shí)現(xiàn)是要靠單片機(jī)，還有就是車庫(kù)門的開(kāi)閉是需要電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制，加上限位開(kāi)關(guān)還要控制電動(dòng)機(jī)到達(dá)一定位置的停止工作，以及這些功能的如何實(shí)現(xiàn)等都是汽車進(jìn)出車庫(kù)所必須具備的條件。其次，就是車庫(kù)門中的照明燈的設(shè)計(jì)，這些看似簡(jiǎn)單的容易實(shí)現(xiàn)的

55、基本功能，但是在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候確是遇到了很多的麻煩。車庫(kù)門打開(kāi)之后，如果車庫(kù)內(nèi)光線太弱的話照明燈也要打開(kāi)。車完全入庫(kù)之后，車庫(kù)門自動(dòng)關(guān)閉，這里，我一開(kāi)始計(jì)劃用兩個(gè)壓力傳感器在車庫(kù)內(nèi)外各裝一個(gè)，當(dāng)汽車靠近車庫(kù)門時(shí)，碰到外面的傳感器時(shí)自動(dòng)門沒(méi)有任何動(dòng)作，碰到室內(nèi)壓力傳感器時(shí)門就自動(dòng)關(guān)閉，車出庫(kù)是是相反的。但是，研究了好長(zhǎng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)起來(lái)，對(duì)我來(lái)說(shuō)還是有點(diǎn)難度的，所以基于此我又轉(zhuǎn)換了個(gè)思路，重新確定了另一個(gè)可行性方案，就是在自動(dòng)門下面放置一個(gè)壓力傳感器，再加一個(gè)定時(shí)器，大約 30S 的時(shí)間，當(dāng)汽車靠近車庫(kù)門的時(shí)候，觸碰到壓力傳感器，此時(shí)，計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，經(jīng)過(guò)30S 后收到信號(hào)，門開(kāi)始自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉。這樣做，也使程序大大的簡(jiǎn)化了，很好的避免的兩個(gè)傳感器交叉使用帶來(lái)的混亂。就在此時(shí)，又有新的問(wèn)題出現(xiàn)，如果說(shuō)車行駛到門口時(shí)突然停住了，定時(shí)五秒后門會(huì)開(kāi)始自動(dòng)關(guān)閉，這樣就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)致命的錯(cuò)誤，同時(shí)，我也在網(wǎng)上了解了一下壓力傳感器，其價(jià)格也是比較昂貴，所以說(shuō)想要安裝在私家車庫(kù)當(dāng)中不太實(shí)際，費(fèi)用太高，所以這