電動(dòng)移門防夾畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 . PAGE42 / NUMPAGES46 班級(jí) 學(xué)號(hào) 63 大學(xué)電子信息學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目 電動(dòng)移門的防夾設(shè)計(jì) 學(xué) 院 電子信息學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生 嚴(yán)嚴(yán) 導(dǎo)師 馬強(qiáng) 摘要在科技迅速發(fā)展的今天，電動(dòng)移門技術(shù)應(yīng)用日益廣泛。電動(dòng)移門的防夾設(shè)計(jì)成為了人們最為關(guān)心的問(wèn)題。電動(dòng)移門的防夾檢測(cè)系統(tǒng)包含三大組成部分，其一是控制器部分，其二是傳感器部分，其三是電機(jī)控制部分?？刂破鞑糠种饕褂脝纹瑱C(jī)來(lái)處理電動(dòng)移門所采取的模擬信息，并且能夠?qū)㈦妱?dòng)移門處理信息自動(dòng)化、智能化，同時(shí)更加安全。傳感器部分采用三種傳感模塊互補(bǔ)完成。為了實(shí)現(xiàn)安全性的進(jìn)一步提高主要采用對(duì)射紅外和熱釋電紅外傳感與微波

2、接近的三種傳感互補(bǔ)處理方式。但對(duì)射紅外的處理圍的局限性，微波接近只對(duì)運(yùn)動(dòng)中物和人才有感應(yīng)同時(shí)金屬對(duì)其有屏蔽的局限性，以與熱釋電紅外傳感器只對(duì)有體溫的人或動(dòng)物才起到感應(yīng)的局限性，在考慮安全性能的前提下采用三種互補(bǔ)工作的方式提高電動(dòng)移門的安全性能。而單片機(jī)需要驅(qū)動(dòng)電動(dòng)移門的開(kāi)關(guān)門動(dòng)作所采用的電機(jī)控制方式涉與到了弱電控制強(qiáng)電的控制思想，采用光電耦合器與繼電器相結(jié)合的方式能夠安全可靠的對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 對(duì)射紅外 熱釋電紅外 電磁波接近 移門防夾目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc325566847第一章前言 PAGEREF _Toc325566847 h

3、 1HYPERLINK l _Toc3255668481.1 電動(dòng)移門的概況 PAGEREF _Toc325566848 h 1HYPERLINK l _Toc3255668501.2本文研究的目的和意義 PAGEREF _Toc325566850 h 2HYPERLINK l _Toc3255668511.3設(shè)計(jì)的要求與方案 PAGEREF _Toc325566851 h 3HYPERLINK l _Toc325566852第二章總體設(shè)計(jì)分析 PAGEREF _Toc325566852 h 4HYPERLINK l _Toc3255668532.1總體設(shè)計(jì)方案說(shuō)明 PAGEREF _Toc3

4、25566853 h 4HYPERLINK l _Toc3255668542.2組成框圖 PAGEREF _Toc325566854 h 5HYPERLINK l _Toc3255668552.3主要功能模塊的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566855 h 6HYPERLINK l _Toc3255668562.3.1控制器模塊 PAGEREF _Toc325566856 h 6HYPERLINK l _Toc3255668572.3.2對(duì)射紅外檢測(cè)模塊 PAGEREF _Toc325566857 h 6HYPERLINK l _Toc3255668582.3.3熱釋電紅外人體檢測(cè)模塊

5、PAGEREF _Toc325566858 h 7HYPERLINK l _Toc3255668592.3.4微波接近式檢測(cè)模塊 PAGEREF _Toc325566859 h 7HYPERLINK l _Toc3255668602.3.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊 PAGEREF _Toc325566860 h 8HYPERLINK l _Toc325566861第三章硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325566861 h 9HYPERLINK l _Toc3255668623.1主控板部分 PAGEREF _Toc325566862 h 9HYPERLINK l _Toc3255668633.1.

6、1器件選型與簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566863 h 9HYPERLINK l _Toc3255668643.1.2整個(gè)模塊設(shè)計(jì)與分析 PAGEREF _Toc325566864 h 11HYPERLINK l _Toc3255668653.2對(duì)射紅外檢測(cè)部分 PAGEREF _Toc325566865 h 12HYPERLINK l _Toc3255668663.2.1對(duì)射紅外檢測(cè)模塊采用的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566866 h 12HYPERLINK l _Toc3255668673.2.2對(duì)射紅外檢測(cè)模塊的組成 PAGEREF _Toc325566867 h

7、 13HYPERLINK l _Toc3255668683.2.3與控制器接線設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325566868 h 14HYPERLINK l _Toc3255668693.3熱釋電紅外人體檢測(cè)模塊 PAGEREF _Toc325566869 h 14HYPERLINK l _Toc3255668703.3.1器件選型與簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566870 h 15HYPERLINK l _Toc3255668713.3.2電路的組成與簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566871 h 20HYPERLINK l _Toc3255668723.4 微波接近式檢測(cè)部

8、分 PAGEREF _Toc325566872 h 21HYPERLINK l _Toc3255668733.4.1器件選型與簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566873 h 22HYPERLINK l _Toc3255668743.4.2電路的組成與簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566874 h 23HYPERLINK l _Toc3255668753.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分 PAGEREF _Toc325566875 h 23HYPERLINK l _Toc3255668763.5.1器件選型與簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566876 h 23HYPERLINK l _To

9、c3255668773.5.2電路的組成與簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325566877 h 26HYPERLINK l _Toc3255668783.5.3與電機(jī)的的接線設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325566878 h 27HYPERLINK l _Toc325566879第四章軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325566879 h 28HYPERLINK l _Toc3255668804.1主程序流程框圖的設(shè)計(jì)與分析 PAGEREF _Toc325566880 h 28HYPERLINK l _Toc3255668814.2防夾與狀態(tài)顯示流程框圖與分析 PAGEREF _Toc32

10、5566881 h 29HYPERLINK l _Toc3255668824.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序流程圖與分析 PAGEREF _Toc325566882 h 31HYPERLINK l _Toc325566883第五章系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc325566883 h 32HYPERLINK l _Toc3255668845.1整體調(diào)試 PAGEREF _Toc325566884 h 32HYPERLINK l _Toc3255668855.2對(duì)射紅外電路調(diào)試 PAGEREF _Toc325566885 h 32HYPERLINK l _Toc3255668865.3熱釋電紅外人體感應(yīng)模塊的

11、調(diào)試 PAGEREF _Toc325566886 h 32HYPERLINK l _Toc3255668875.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的調(diào)試 PAGEREF _Toc325566887 h 33HYPERLINK l _Toc325566888結(jié)束語(yǔ) PAGEREF _Toc325566888 h 33HYPERLINK l _Toc3255668891 設(shè)計(jì)歷程 PAGEREF _Toc325566889 h 33HYPERLINK l _Toc3255668902 設(shè)計(jì)特點(diǎn) PAGEREF _Toc325566890 h 34HYPERLINK l _Toc3255668913 存在的問(wèn)題和改進(jìn)

12、PAGEREF _Toc325566891 h 35HYPERLINK l _Toc3255668924 展望和體會(huì) PAGEREF _Toc325566892 h 35HYPERLINK l _Toc325566893致 PAGEREF _Toc325566893 h 36HYPERLINK l _Toc325566894參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc325566894 h 37HYPERLINK l _Toc325566895附錄1（電路原理圖與PCB） PAGEREF _Toc325566895 h 39HYPERLINK l _Toc325566896附錄2（控制程序） PAGER

13、EF _Toc325566896 h 41第一章 前言1.1 電動(dòng)移門的概況電動(dòng)移門系統(tǒng)屬于智能弱電系統(tǒng)中的一種安防系統(tǒng)。它作為一種新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，涉與電子、機(jī)械、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。電動(dòng)移門系統(tǒng)通過(guò)在建筑物的主要出入口、電梯廳、設(shè)備控制中心機(jī)房、貴重物品的庫(kù)房等重要部門的通道口安裝門磁、電控鎖或控制器、讀卡器等控制裝置，而其電動(dòng)移門系統(tǒng)的防夾設(shè)計(jì)尤為重要，在這些人流量繁雜的地點(diǎn)安全問(wèn)題是首要也是最重要最需要解決的問(wèn)題。防夾系統(tǒng)的搭建需要多種傳感系統(tǒng)多重檢測(cè)防護(hù)，國(guó)外技術(shù)解決方案多種多樣。主要包括有兩種方式一種是采用

14、多普勒效應(yīng)的微波式檢測(cè)方式另外一種是采用紅外式檢測(cè)的一種方式。紅外檢測(cè)防夾方式主要又有對(duì)射紅外，熱釋電紅外等多種方式。電動(dòng)移門系統(tǒng)的防夾設(shè)計(jì)常規(guī)由總控制器、電動(dòng)移門傳感電路、電機(jī)控制電路、電源和其他相關(guān)電動(dòng)移門設(shè)備幾部分組成。主要目的為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)移門的防夾。電動(dòng)移門控制器:電動(dòng)移門控制器是電動(dòng)移門系統(tǒng)的核心部分，其功能相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的CPU，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出信息的處理和儲(chǔ)存、控制等。它驗(yàn)證門禁傳感器輸入信息的可靠性，并根據(jù)出入規(guī)則判斷其有效性，如若有效則對(duì)執(zhí)行部件發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。電動(dòng)移門控制器性能的好壞直接影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定，而系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響著用戶的生命和安全。主要用于防夾的控制。電

15、動(dòng)移門傳感電路：讀取生物特征信息，并將這些信息傳送到電動(dòng)移門控制器。主要用于讀取防夾的信號(hào)。電機(jī)控制電路：電動(dòng)移門系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)門的控制電路，這個(gè)電路涉與弱電控制強(qiáng)電的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)也保障著電動(dòng)門的正常運(yùn)行。電動(dòng)移門程序：負(fù)責(zé)電動(dòng)移門系統(tǒng)的防夾工作。以此用來(lái)控制門的開(kāi)關(guān)與用戶的安全。電源和其他相關(guān)電動(dòng)移門設(shè)備：電源是負(fù)責(zé)整個(gè)電動(dòng)移門系統(tǒng)的能源，是一個(gè)非常重要的組成部分（電動(dòng)移門系統(tǒng)如若無(wú)電源，整個(gè)電動(dòng)移門系統(tǒng)如同成癱瘓狀態(tài)）。其他電動(dòng)移門設(shè)備如緊急出門按鈕，按一下打開(kāi)開(kāi)門設(shè)備，適用于對(duì)出門無(wú)限制的情況；等等諸如此類。1.2本文研究的目的和意義隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)門傳統(tǒng)的零部件與總成也在向機(jī)

16、電一體化發(fā)展。而現(xiàn)代電動(dòng)門量應(yīng)用的傳感電路與控制芯片，不僅提高了居住的舒適性，也對(duì)移門的安全性提出了新的要求。為了方便廣大用戶，大量地方采用移門，許多電動(dòng)門都不具有防夾功能，容易造成對(duì)群眾尤其是兒童的傷害。目的對(duì)人們的日常生活帶來(lái)方便也保障安全，這對(duì)我國(guó)科技進(jìn)步與生活安全問(wèn)題擁有重大的意義。1.3 設(shè)計(jì)的要求與方案 要求：設(shè)計(jì)一個(gè)電動(dòng)移門的防夾檢測(cè)控制系統(tǒng)。通過(guò)紅外對(duì)射、熱釋電人體感應(yīng)，微波接近等手段，檢測(cè)在電動(dòng)移門接近人的一定圍或碰到人時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，安全時(shí)可重啟動(dòng)。同時(shí)設(shè)計(jì)了三個(gè)按鈕分別為開(kāi)關(guān)停，其中停止按鈕是特殊情況時(shí)所采用的功能。移動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為交流單相電機(jī)，220V，200W。這里控制

17、電機(jī)所采用的是弱電控制強(qiáng)電的方式，同時(shí)也要對(duì)單片機(jī)編程來(lái)總體實(shí)現(xiàn)防夾的功能。 方案：1.圍人體傳感電路采用熱電釋紅外檢測(cè)電路檢測(cè)人體輸出開(kāi)關(guān)量 2.門對(duì)射紅外檢測(cè)電路堅(jiān)持人體輸出開(kāi)關(guān)量 3.微波接近式傳感電路保障安全開(kāi)關(guān) 4.單片機(jī)做處理芯片處理傳感器信號(hào) 5.電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)門的開(kāi)關(guān)第二章 總體設(shè)計(jì)分析2.1總體設(shè)計(jì)方案說(shuō)明總體設(shè)計(jì)主要分為三個(gè)部分主控板與傳感器模塊與電機(jī)控制模塊。控制器模塊我們?cè)谏咸砑恿怂膫€(gè)按鍵按鈕主要功能是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)移門的開(kāi)、關(guān)、停的控制。另外我們還曾加了一個(gè)彈簧按鍵，主要是用來(lái)通知CPU門是否關(guān)好，如果關(guān)好就關(guān)閉電機(jī)的電源。而傳感器模塊我們采用熱電釋傳感模塊、紅外對(duì)

18、射傳感模塊、微波接近傳感模塊全方位三百六十度的保障安全的實(shí)施防夾措施。這里詳細(xì)的展示一下防夾的流程：首先點(diǎn)擊開(kāi)門按鈕，開(kāi)門信號(hào)送到單片機(jī)中，單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理然后開(kāi)門的顯示信號(hào)燈點(diǎn)亮同時(shí)控制電機(jī)的電源接通，控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，門開(kāi)啟的同時(shí)等待關(guān)門和停止信號(hào)，當(dāng)有人進(jìn)出門后按關(guān)門按鈕后按鍵信號(hào)傳到單片機(jī)。單片機(jī)接受并處理。于此同時(shí)，同時(shí)檢測(cè)三個(gè)傳感器的端口信號(hào)，當(dāng)同時(shí)無(wú)信號(hào)輸出時(shí)，單片機(jī)控制開(kāi)門狀態(tài)顯示燈關(guān)閉，關(guān)門狀態(tài)顯示燈點(diǎn)亮，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，門關(guān)起的同時(shí)檢測(cè)三個(gè)傳感模塊的傳感信號(hào)，此時(shí)這三個(gè)傳感模塊起邏輯或的關(guān)系，當(dāng)其中任意一個(gè)或多個(gè)有信號(hào)輸出時(shí)關(guān)門的狀態(tài)顯示燈關(guān)閉，開(kāi)門的狀態(tài)顯示燈點(diǎn)亮，同時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)

19、門開(kāi)啟。以此循環(huán)直至當(dāng)關(guān)門狀態(tài)按鈕被觸發(fā)，這是表示門已經(jīng)關(guān)閉完成，這時(shí)單片機(jī)控制關(guān)門的狀態(tài)顯示燈關(guān)閉，電機(jī)的電源關(guān)閉返回到初始狀態(tài)。這里我在單片機(jī)還增加了一段中斷執(zhí)行程序，即停止按鈕，此按鈕的功能是在特殊情況下使用，當(dāng)按下此按鈕單片機(jī)會(huì)跳出當(dāng)前執(zhí)行的任何循環(huán)程序，來(lái)實(shí)時(shí)處理停止功能。2.2組成框圖控制器母板單片機(jī)微波接近式檢測(cè)模塊熱釋電紅外人體檢測(cè)模塊對(duì)射紅外模塊（門內(nèi)檢測(cè)部分）電機(jī)控制模塊（控制部分）開(kāi)關(guān)?？刂瓢粹o與門狀態(tài)讀取按鈕開(kāi)關(guān)停狀態(tài)顯示電源與IO接口圖2.1 組成框圖正如上圖所示，根據(jù)設(shè)計(jì)思想所要完成的功能，該電動(dòng)門控制器可分為三大模塊，包括：電機(jī)控制 傳感檢測(cè) 控制處理。除了這三大

20、模塊外，該電動(dòng)門控制器還具有緊急狀態(tài)控制器。遇到突發(fā)情況可操作設(shè)置。此外根據(jù)設(shè)計(jì)思想為達(dá)到更高的靈活性與安全性，該系統(tǒng)采用邏輯設(shè)計(jì)思想，即當(dāng)中某一傳感模塊發(fā)生損壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生影響從而去除了安全隱患，因此該系統(tǒng)操作更加安全化人性化。2.3主要功能模塊的簡(jiǎn)介2.3.1控制器模塊主控板模塊主要包含了單片機(jī)系統(tǒng)和組合按鍵與顯示模塊，其具有IO雙向輸入輸出端口的功能，具有接受信號(hào)、處理信號(hào)、輸出信號(hào)的功能，同時(shí)也能夠?qū)⑺@示的狀態(tài)表示出來(lái)，經(jīng)過(guò)編程實(shí)現(xiàn)使其具有智能化、人性化的特征。端口插針，用來(lái)聯(lián)系電機(jī)驅(qū)動(dòng)與傳感器模塊的接口電機(jī)狀態(tài)顯示LED顯示用來(lái)控制整個(gè)防夾系統(tǒng)開(kāi)單片機(jī)引出彈簧式的開(kāi)關(guān)用來(lái)檢

21、測(cè)電動(dòng)移門的是否已經(jīng)關(guān)閉的狀態(tài)和是否已經(jīng)完全開(kāi)啟停關(guān)圖 2.3.1 控制器模塊部框圖2.3.2對(duì)射紅外檢測(cè)模塊對(duì)射紅外檢測(cè)模塊是由對(duì)射紅外傳感器，利用紅外傳感器的光感來(lái)實(shí)現(xiàn)電平的變化，同時(shí)應(yīng)用運(yùn)算放大器用來(lái)做電壓比較器，使用電位器來(lái)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓的變化，從而實(shí)現(xiàn)紅外傳感器傳感距離的微調(diào)。同時(shí)傳感器模塊擁有輸出開(kāi)關(guān)量的功能。對(duì)射紅外傳感器電壓比較器輸出開(kāi)關(guān)量圖 2.3.2 對(duì)射紅外模塊部框圖2.3.3熱釋電紅外人體檢測(cè)模塊熱釋電紅外模塊應(yīng)用于人體檢測(cè)，當(dāng)有人體接近時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)5v的高電平信號(hào)，模塊主要由d203sPIR傳感器、菲尼爾透鏡與biss0001芯片組成，由于人體具有40度左右的溫度從而會(huì)

22、產(chǎn)生紅外波長(zhǎng)，利用這個(gè)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)人體檢測(cè)。菲涅爾透鏡PIRBISS0001與其外圍電路開(kāi)關(guān)量輸出進(jìn)單片機(jī)圖 2.3.3 熱釋電紅外人體檢測(cè)部框圖2.3.4微波接近式檢測(cè)模塊接近傳感器TRIS-972，基于多普勒技術(shù)原理，采用微波專用微處理器、平面型感應(yīng)天線、進(jìn)口元器件,不但檢測(cè)靈敏度度高，探測(cè)圍寬，而且工作非?？煽?，一般沒(méi)有誤報(bào)，能在-15+60度的溫度圍穩(wěn)定工作，是以往紅外線、超聲波、熱釋電元件組成的報(bào)警電路以與常規(guī)微波電路所無(wú)法比擬的，穿透性強(qiáng)，能夠自主調(diào)節(jié)接近檢測(cè)距離，當(dāng)有物體或人接近時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)量供給單片機(jī)。2.3.5電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊用單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)往往會(huì)涉與弱電控制強(qiáng)電問(wèn)題，

23、這里我們用光電耦來(lái)實(shí)現(xiàn)光電隔離同時(shí)利用繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離系統(tǒng)，同時(shí)用一個(gè)三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)作用，利用二極管來(lái)保護(hù)電路。從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的控制。這樣的板子我們需要用兩個(gè)一起用于控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)另一塊用于電機(jī)的電源開(kāi)關(guān)控制。單片機(jī)信號(hào)輸入光電耦合器開(kāi)關(guān)三極管繼電器控制電機(jī)圖 2.3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)部框圖第三章 硬件設(shè)計(jì)3.1主控板部分主控制板主要是用來(lái)采集開(kāi)門、關(guān)門的按鍵信號(hào)以與電動(dòng)移門的當(dāng)前狀態(tài)信號(hào)和傳感器模塊的開(kāi)關(guān)信號(hào)，同時(shí)擁有控制與驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)與開(kāi)關(guān)的功能和顯示電動(dòng)移門當(dāng)前狀態(tài)的功能?？梢赃@么打個(gè)比方主控板相當(dāng)于電動(dòng)移門防夾系統(tǒng)的大腦。因此至關(guān)重要。圖3.1 控制器模塊實(shí)物圖3.1.1器件選

24、型與簡(jiǎn)介微控制器：該電動(dòng)門控制器選用的微控制器是STC89C52RC，指令上完全兼容8051系列，具備512B的RAM，8KB FLASH程序存儲(chǔ)器，具備看門狗、P4口、第三個(gè)定時(shí)器、ISP等擴(kuò)展功能，在5V電壓下其最高頻率可達(dá)80MHz，這里選用其的主要考量在于兩點(diǎn)：1是它具備比AT89S52系列更好的抗干擾能力；2 是它的加密功能較為完善，有利于開(kāi)發(fā)者保護(hù)其知識(shí)產(chǎn)權(quán)。圖3.1.1.1 STC89C52RC引腳圖單片機(jī)上電后的P1/P2/P3/P4為準(zhǔn)雙向口/弱上拉（傳統(tǒng)的8051的I/O口）而P0口上電復(fù)位后是開(kāi)漏輸出，在做I/O口時(shí)需要上拉電阻，而做總線擴(kuò)展時(shí)不需要上拉電阻，由于本設(shè)計(jì)方

25、案在設(shè)計(jì)中只需要I/O口，而P0口需要上拉電阻，為了節(jié)約材料只采用P1/P2/P3/P4口。如下圖所示準(zhǔn)雙向口：圖3.1.1.2準(zhǔn)雙向口STC89C52RC復(fù)位模式有四種模式，分別為外部RST引腳復(fù)位，軟件復(fù)位，上電復(fù)位/掉電復(fù)位，看門狗復(fù)位。這里我們采用外部RST引腳復(fù)位，簡(jiǎn)單實(shí)用。3.1.2整個(gè)模塊設(shè)計(jì)與分析控制板部分原理圖：圖3.1.2.1單片機(jī)控制板部分設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，主要就是利用單片機(jī)的IO口做一些簡(jiǎn)單的連線，原理圖中晶振上下方的為起振電容，起振電容的容值大小取決于晶振的頻率。電容的選擇如下表：圖3.1.2.2晶振與匹配電容電阻列表因?yàn)閱纹瑱C(jī)的管腳初始狀態(tài)時(shí)為高電平，所以按鍵接口接地。

26、同時(shí)也引出了一排插針用來(lái)處理單片機(jī)接受的開(kāi)關(guān)信號(hào)而這些信號(hào)主要來(lái)自于三個(gè)傳感器模塊以與電動(dòng)移門的開(kāi)啟與關(guān)閉狀態(tài)的反饋開(kāi)關(guān)量，以與電機(jī)控制端口。這些端口設(shè)計(jì)與連接共同組成了防夾門系統(tǒng)。其上有三個(gè)按鈕分別為開(kāi)門狀態(tài)按鈕關(guān)門狀態(tài)按鈕以與停止按鈕。分別控制移門的開(kāi)，關(guān)，停。3.2對(duì)射紅外檢測(cè)部分紅外對(duì)射檢測(cè)模塊的功能主要是采集防夾門中的開(kāi)關(guān)信號(hào)，比如當(dāng)有人和物體在門中停留或行走時(shí)會(huì)擋住紅外對(duì)射的路線從而檢測(cè)到開(kāi)關(guān)信號(hào)，總而言之其主要是起到一個(gè)檢測(cè)防夾門是否有人和物的一個(gè)功能，有人或物的話會(huì)輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量給單片機(jī)。圖3.2 對(duì)射紅外識(shí)別模塊實(shí)物圖3.2.1對(duì)射紅外檢測(cè)模塊采用的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介首先選擇了一對(duì)紅外

27、對(duì)射傳感器，選擇了一片LM393做電壓比較器，和一個(gè)電位器做分壓作用。而LM393是一個(gè)雙電壓比較器。LM393優(yōu)勢(shì)：1.度比較器;2.由于溫漂引起的失調(diào)電壓;3.單電源供電;4.共模電壓圍接近地電平;5.邏輯電路。LM393特點(diǎn)：.電源電壓圍寬: .差模輸入電壓圍等于電源電壓;單電源:2.0V to 36V .飽和電壓低50mv at 4mA雙電源:士1.0V to士18 V .輸出電平兼容性強(qiáng).電源電流消耗很低(0.4mA);.輸入偏置電流低:25nA.輸入失調(diào)電流低:士5 nA.最大輸入失調(diào)電壓:士3mV.輸入共模電壓圍接近地電平;圖3.2.1部結(jié)構(gòu)與管腳圖3.2.2對(duì)射紅外檢測(cè)模塊的組

28、成圖3.2.2.1紅外對(duì)射管原理圖當(dāng)對(duì)射管中間無(wú)任何物體時(shí)紅外接收管接收到光信號(hào)產(chǎn)生反向的漏電流則經(jīng)過(guò)電壓比較器則正向電壓端的電壓大于反向端的電壓則輸出經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓管產(chǎn)生正3.3v的高電平輸入單片機(jī)，當(dāng)中間有人或物擋住接收管得光照時(shí)則電壓比較器的反向端的電壓大于正向端的電壓則穩(wěn)壓管反向?qū)▌t輸出約為0v的低電平到單片機(jī)中。而我采用的LM393驅(qū)動(dòng)方式是驅(qū)動(dòng)TTL的方式這里還有多種驅(qū)動(dòng)方式可以一起總結(jié)為以下幾種關(guān)于LM393外部驅(qū)動(dòng)電路的組成方式。圖3.2.2.2各種LM393外圍驅(qū)動(dòng)電路而我采用的是基本比較式的電路。以此來(lái)調(diào)節(jié)紅外對(duì)射檢測(cè)模塊的檢測(cè)距離同時(shí)信號(hào)的放大。3.2.3與控制器接線設(shè)計(jì) 通

29、過(guò)2腳插針用杜邦線與單片機(jī)的IO口相連，從而使端口輸出高低電平，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。3.3熱釋電紅外人體檢測(cè)模塊熱釋電紅外檢測(cè)模塊檢測(cè)的主要功能是用來(lái)檢測(cè)一段圍是否有人體活動(dòng)，若是有人體活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，并送給單片機(jī)，與對(duì)射紅外、微波接近相輔相成，提高防夾功能的安全性。圖3.3熱釋電紅外人體識(shí)別模塊實(shí)物圖3.3.1器件選型與簡(jiǎn)介主要器件為傳感器PIR D203S與菲涅爾透鏡與bis0001芯片。由這幾個(gè)元器件而組織搭起來(lái)的電路。PIR D203S 簡(jiǎn)介與主要特性圖3.3.1 PIR介紹特點(diǎn)：1.具有高靈敏度和極高的信噪比2.溫度變化時(shí)高穩(wěn)定性3.可探測(cè)輕微運(yùn)動(dòng)4.對(duì)外部噪聲的高抗擾度5.

30、更高的成本效益靈敏度（500K,1HZ,1HZ）4.3mVp-p(標(biāo)準(zhǔn)值)視域45度光學(xué)濾波器5微米的波通電極（2.0*1.0mm）*2電源電壓2到15V工作溫度-40到70攝氏度儲(chǔ)存溫度-40到85攝氏度菲涅爾透鏡的簡(jiǎn)介與主要特征：視野廣闊可靠性能強(qiáng)的特點(diǎn)。圖3.3.2透鏡圍介紹BIS0001選型與簡(jiǎn)介：特點(diǎn)：CMOS數(shù)?；旌蠈Ｓ秒娐?，具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理，雙向鑒幅器可以有效的抑制干擾，設(shè)延時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí)器和封鎖時(shí)間計(jì)時(shí)器，結(jié)構(gòu)新穎穩(wěn)定可靠調(diào)節(jié)圍寬，置參考電源，工作圍寬+3v+5v。采用DIP 16腳封裝。封裝圖如下所示：圖3.3.1.1原理圖其部原理

31、框圖如下圖所示：圖3.3.1.2部原理圖上圖bis0001紅外信號(hào)處理的原理框圖，外接元件可自由選擇。由上圖可看出BISS0001是由運(yùn)算放大器，電壓比較器和狀態(tài)控制器，延遲時(shí)間計(jì)時(shí)器，封鎖時(shí)間計(jì)時(shí)器與參考電壓源等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ脵C(jī)體電路，可廣泛應(yīng)用于多種感測(cè)器和延時(shí)控制器。其引腳功能如下所示：VDD工作電源正端圍35v。VSS工作電源負(fù)端，一般接0v。IB運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端。經(jīng)RB接VSS端，RB取1M左右。1in- 第一級(jí)運(yùn)算放大器反向輸入端。1in+ 第一級(jí)運(yùn)算放大器的同向輸入端。1out第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端。2in- 第二級(jí)運(yùn)算放大器的反向輸入端。2out 第二級(jí)運(yùn)算放大器

32、的輸出端。Vc 觸發(fā)禁止端。當(dāng)Vc小于Vr時(shí)禁止觸發(fā)：當(dāng)vc大于vr時(shí)允許觸發(fā)。Vr大概約等于0.2VDD。Vrf參考電壓與重定輸入端。一般接vdd，接“0”時(shí)可以使計(jì)時(shí)器復(fù)位。A可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)端。當(dāng)A=“1”時(shí)允許重復(fù)觸發(fā)，當(dāng)A=“0”時(shí)不允許重復(fù)觸發(fā)。V0控制信號(hào)輸出端，由V5的上跳變沿觸發(fā)使V0從低電平跳到高電平時(shí)為有效觸發(fā)，在輸出延時(shí)TX之處和V5無(wú)上跳變時(shí)V0為低電平狀態(tài)。RR1RC1輸出延時(shí)時(shí)間TX調(diào)節(jié)端。TX約等于19152R1C1。RR2RC2觸發(fā)封鎖時(shí)間TI的調(diào)節(jié)端。TI約等于24R2C2。我們來(lái)用下圖來(lái)簡(jiǎn)單明了的說(shuō)明在不可觸發(fā)方式下的BISS 0001的工作過(guò)程與

33、各點(diǎn)波形。圖3.3.1.3不可觸發(fā)方式下的各點(diǎn)工作波形圖首先我們根據(jù)需要，利用OP1組成傳感信號(hào)的預(yù)處理電路，將信號(hào)放大。然后綜合給運(yùn)算放大器OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為VM（VM約等于0.5VDD）后，送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)VS。由于VH約等于0.7VDD,VL約等于0.3VDD，所以當(dāng)VDD=5v時(shí)可以有效的解決正負(fù)1v的外部信號(hào)干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。COP1是一個(gè)條件比較器，當(dāng)輸入電壓VC小于VR時(shí)COP1輸出為低電平封住了U2，此時(shí)若要有觸發(fā)信號(hào)的上跳變沿的到來(lái)，可啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí)器，同時(shí)VS端輸出為高電平進(jìn)入延時(shí)周期。當(dāng)

34、”A”接0電平時(shí)，在TX時(shí)間任何V2的變化都可被忽略，直至TX時(shí)間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)TX時(shí)間結(jié)束時(shí)，V2下跳回低電平，從而啟動(dòng)封鎖時(shí)間計(jì)時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期TI。在TI周期圍任何V2變化都不能使V0為有效狀態(tài)。這一功能設(shè)置可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。如下圖所示為可觸發(fā)方式下各點(diǎn)的變化波形。來(lái)形象的體現(xiàn)了BISS 0001在可觸發(fā)工作方式下的工作過(guò)程。圖3.3.1.4可觸發(fā)方式下各點(diǎn)變化波形圖在VC=0或A=0期間，V5不能觸發(fā)V0為有效狀態(tài)。在VC=1、A=1時(shí)，V5可重復(fù)觸發(fā)V0為有效狀態(tài)，并在TX周期圍一直保持有效狀態(tài)。在TX時(shí)間，只要有V5的上跳變，則V0將從

35、V5上跳變時(shí)刻算起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè)TX周期1，若VS保持“1”的狀態(tài)，則V0一直保持“0”的狀態(tài)，則在TX周期結(jié)束后V0恢復(fù)為無(wú)效狀態(tài)，并且在封鎖周期TI時(shí)間任何VS變化都不能觸發(fā)V0為有效狀態(tài)。這是關(guān)于biss0001的工作方式與部工作狀態(tài)的介紹。下面是BISS0001的極限參數(shù)（VSS=0v）電源電壓-0.5v到+6v；輸入電壓圍-0.5v到+6v（VDD=6V）；各引出端最大電流正負(fù)10mA（VDD=5V）；工作溫度圍-10度到正70度；存放溫度負(fù)65度到正150度；以下圖來(lái)表示其電氣參數(shù)：圖3.3.1.5電氣常數(shù)綜上所述為紅外ic處理芯片的具體介紹。3.3.2電路的組成與簡(jiǎn)介熱釋電紅外人體

36、檢測(cè)模塊主要是由紅外處理IC芯片與熱釋電PIR與菲涅爾透鏡組成。三個(gè)部件在電路組成中起到極高的作用下面如圖所示是其原理圖模塊。圖3.3.2熱釋電紅外人體識(shí)別模塊原理圖PIR的檢測(cè)紅外波長(zhǎng)約為0.5到20微米，而人體紅外波長(zhǎng)約為7到10微米，所以我們還需要在PIR前加一菲涅爾透鏡來(lái)解決這一問(wèn)題，而原理圖采用可觸發(fā)方式實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用第一級(jí)運(yùn)算放大器采取傳感器帶來(lái)的模擬量進(jìn)行前置放大然后經(jīng)過(guò)OP2的第二級(jí)放大經(jīng)過(guò)送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)VS。同時(shí)通過(guò)延時(shí)器組成了熱電釋人體識(shí)別的的電路。3.4 微波接近式檢測(cè)部分 微波接近式檢測(cè)主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)移動(dòng)的人體物體的功

37、能，我們將其放置門與紅外對(duì)射功能相輔相成應(yīng)，由于其抗干擾能力強(qiáng)從而保障了電動(dòng)移門防夾的安全性。由于金屬對(duì)其有屏蔽作用這一弱點(diǎn)，為解除這種隱患與另外兩種檢測(cè)模塊相結(jié)合從而保障提高了電動(dòng)移門的安全性。3.4.1器件選型與簡(jiǎn)介產(chǎn)品簡(jiǎn)介： 接近傳感器TRIS-972，基于多普勒技術(shù)原理，采用微波專用微處理器、平面型感應(yīng)天線、進(jìn)口元器件,不但檢測(cè)靈敏度度高，探測(cè)圍寬，而且工作非?？煽?，一般沒(méi)有誤報(bào)，能在-15+60度的溫度圍穩(wěn)定工作，是以往紅外線、超聲波、熱釋電元件組成的報(bào)警電路以與常規(guī)微波電路所無(wú)法比擬的，是目前用于安全防和自動(dòng)監(jiān)控的最佳產(chǎn)品。非常適合在倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、博物館或者金融部門等場(chǎng)合作為人體或者

38、物體移動(dòng)檢測(cè)傳感頭使用，具有安裝隱蔽、監(jiān)控圍大、系統(tǒng)成本低的優(yōu)點(diǎn)。 其工作原理主要由以下幾點(diǎn)組成 (1) 接近傳感器TRIS-972的平面微型感應(yīng)天線，產(chǎn)生一個(gè)橢圓形半徑10cm10m(距離可調(diào))空間微波戒備區(qū)，對(duì)于較弱的干擾信號(hào)，如小體積的動(dòng)物，遠(yuǎn)距離的樹(shù)木晃動(dòng)、高頻通訊信號(hào)、遠(yuǎn)處的閃電和家用電器開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的干擾予以慮除。在微波感應(yīng)區(qū)域，當(dāng)傳感器檢測(cè)出有人體或者較大體積的物體以一定速率移動(dòng)時(shí)，觸發(fā)控制電路工作，繼電器輸出端動(dòng)作，延時(shí)輸出1秒到3分鐘。 (2) 傳感器初次上電，綠燈亮預(yù)示著進(jìn)入自檢啟動(dòng)進(jìn)程，大約17秒后燈熄滅預(yù)示著正式進(jìn)入工作狀態(tài)。而后，在感應(yīng)圍，檢測(cè)到有物體移動(dòng)，繼電器有1秒

39、至3分鐘(時(shí)間可調(diào))的信號(hào)輸出。如果人體或者物體一直在監(jiān)測(cè)圍活動(dòng)，將持續(xù)輸出信號(hào)。 (3) 接近傳感器TRIS-972共有4根接線，PCB板上設(shè)置有靈敏度調(diào)節(jié)電位器，可以使感應(yīng)器距離從10cm10m之間可調(diào)節(jié)，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)電位器按鈕(綠燈旁)，靈敏度增加，感應(yīng)距離增大。逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，靈敏度減小，感應(yīng)距離減小。 接線端子說(shuō)明如下： 1. 藍(lán)色線繼電器輸出端1 2.白色線繼電器輸出2 3. 紅色線 電源正極(12V） 4.黑色線電源負(fù)極(GND) 使用注意事項(xiàng)： (1) 微波傳感器產(chǎn)生的微波信號(hào)在傳輸、反射接收以與放大處理過(guò)程中可能引起微量噪波，過(guò)分提高靈敏度將引起噪波誤觸發(fā)，TRIS-972

40、可以探測(cè)12米遠(yuǎn)處的人體或者物體移動(dòng)，只是太靈敏，容易引起誤報(bào)，一般建議用戶在7米以使用，正常調(diào)節(jié)靈敏度電位器在5米處移動(dòng)34步被觸發(fā)為佳。 (2) 微波傳感器可穿透塑料殼、玻璃和混泥土墻體等，但金屬體對(duì)微波信號(hào)有屏蔽作用，因此，不能在被測(cè)物體與微波傳感器之間有大面積的金屬面板，否則將會(huì)影響微波傳感器的正常工作狀態(tài)。 其工作的主要技術(shù)參數(shù)：1. 輸入電壓：DC 12V (AC 220V 可選) 2. 感應(yīng)圍： 7m 有效，最遠(yuǎn)可達(dá)12m(可調(diào)) 3. 感應(yīng)角度：有效角度120度，可調(diào)節(jié) 4. 信號(hào)輸出：繼電器觸點(diǎn)輸出 (常開(kāi)/常閉 可選） 5. 外形尺寸：長(zhǎng) x 寬 x 高 42.0 x 53

41、.0 x 13.6mm3.4.2電路的組成與簡(jiǎn)介微波檢測(cè)模塊主要特點(diǎn)為抗干擾能力強(qiáng)，探測(cè)圍廣的特點(diǎn)。如下圖所示為其原理圖部分：圖3.4.2微波接近式傳感模塊3.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分我們采用了兩塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電路，一塊用來(lái)控制電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，另一塊用來(lái)控制電機(jī)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，電機(jī)是啟動(dòng)還是不啟動(dòng)。同時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路主要是實(shí)現(xiàn)了一種弱電控制強(qiáng)電的功能，保障了電路的安全性。從而使單片機(jī)能夠?qū)崟r(shí)的控制門的開(kāi)關(guān)。3.5.1器件選型與簡(jiǎn)介電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分主要由光電耦與繼電器與三極管組成。光電耦這里采用的是C107這款芯片，其具有光電轉(zhuǎn)換的作用，而且它的輸入輸出回路不存在電氣關(guān)系，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了隔離

42、效果，并且它的回應(yīng)速度很快，能夠在極短的時(shí)間的反應(yīng)出速度大概時(shí)間為10微秒左右適合用于高速場(chǎng)合。它的部結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)單明了如下圖所示：這里我們采用的四腳封裝模式，其實(shí)它還具有6腳封裝與8腳封裝模式同時(shí)可列出如下圖：圖3.5.1.1部結(jié)構(gòu) 另外我們這里介紹繼電器的選擇與簡(jiǎn)介：繼電器的選擇是多方向的，但我們需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇繼電器器件，選擇前的第一步首先要明確繼電器所處的工作環(huán)境，那就是說(shuō)工作電壓，工作的功率，還有就是選擇是單刀雙振還是單刀單振方式以與單刀多振方式等。而我所選擇的是如下圖所示的繼電器：圖3.5.1.2繼電器特征圖這里使用繼電器主要是起到一個(gè)開(kāi)關(guān)保護(hù)的作用。這里我們繼續(xù)介紹一下我們所使

43、用的8050，8050三級(jí)管在這里我主要用來(lái)起到開(kāi)關(guān)三級(jí)管的作用，是一種NPN型的硅材料三級(jí)管，最大集存器電流0.5A，直流電增益大概為10到60；功耗為625mW，最大集存發(fā)射電25v，頻率150MHZ。判斷三級(jí)管管腳時(shí)我們一般將三極管帶字的一端對(duì)人，然后從左到右依次是e（發(fā)射極）、b（基級(jí)）、c（集電極）。當(dāng)然我也可以用測(cè)試法。1.判定基極。用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量管子三個(gè)電極中每?jī)蓚€(gè)極之間的正向與反向的電阻值。一般我們調(diào)到一千歐姆左右的電阻檔，當(dāng)用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個(gè)電極 均測(cè)得低阻值時(shí)，則第一根表筆所接的那個(gè)電極即為基極b。但到這時(shí)，要注意所用的萬(wàn)用表筆的極性，如

44、果是紅表筆接的是基極b。同時(shí)黑表筆分別接在其他兩極時(shí)，并且測(cè)得的阻值都比較小，則可判定被測(cè)管子為PNP型的；如果黑表筆接的是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時(shí)，測(cè)得的阻值較小，則被測(cè)三極管為NPN型管，這是基級(jí)的判斷方法。2. 判定三極管集電極c和發(fā)射極e。(以PNP型三極管為例)將萬(wàn)用表置于電阻檔的一千歐姆檔，紅表筆接基極b，而用黑表筆分別接觸另外兩個(gè)管腳時(shí)，所測(cè)得的兩個(gè)電阻值會(huì)是一個(gè)大一些，另一個(gè)小一些。在阻值小的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。以下是8050的管腳框圖。圖3.5.1.3管腳分布圖3.5.2電路的組成與簡(jiǎn)介電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路主

45、要考慮的是電路的強(qiáng)弱電控制，而強(qiáng)弱電控制電路主要靠光電隔離與繼電器組成，說(shuō)到光電隔離這里我們用光電耦元器件搭建的電路。而繼電器在其中主要起控制開(kāi)關(guān)的而我們所要控制電機(jī)三個(gè)端口所以我里采用的兩個(gè)繼電器來(lái)控制，下圖為電機(jī)控制模塊的實(shí)物圖與原理圖：圖3.5.2.1實(shí)物圖電機(jī)啟動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)單片機(jī)控制端口電機(jī)啟動(dòng)單片機(jī)控制端口正反轉(zhuǎn)圖3.5.2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖上圖所示為我電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電路圖。在單片機(jī)輸入端口端當(dāng)為高電平時(shí)光電耦的輸出端沒(méi)有電壓通過(guò)8050應(yīng)為三級(jí)管一個(gè)特性是發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，而這時(shí)的基級(jí)輸入電壓等于0所以三極管不能工作從而射級(jí)電壓小于220V,而后繼電器會(huì)跳到開(kāi)關(guān)2，當(dāng)單

46、片機(jī)的輸入端口為低電平時(shí)，光電耦工作從而光電耦的三腳輸出電壓為220v經(jīng)過(guò)8050集電極反偏從而產(chǎn)生集電極電壓從而繼電器不在工作從而開(kāi)關(guān)保持在開(kāi)關(guān)1,而我們同時(shí)在繼電器上方加了一個(gè)二極管其實(shí)是啟電路保護(hù)作用。綜上所述為電機(jī)驅(qū)動(dòng)的工作原理。3.5.3與電機(jī)的的接線設(shè)計(jì)與單片機(jī)接線主要是弱電控制強(qiáng)電的原理，這里我們采用光電耦來(lái)實(shí)現(xiàn)光電隔離，然后通過(guò)繼電器來(lái)控制電機(jī)。當(dāng)單片機(jī)端口輸出一個(gè)低電平，光電耦合器導(dǎo)通，然后開(kāi)關(guān)三級(jí)管導(dǎo)通，繼電器的線圈上電，繼電器工作從而達(dá)到控制電機(jī)的作用。第四章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要包含了三個(gè)模塊一個(gè)是主程序模塊，第二個(gè)是防夾模塊，第三個(gè)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。4.1主程序流程框圖

47、的設(shè)計(jì)與分析NYNYNY開(kāi)始初始化STC89C52RC初始化IO口,初始化變量a=0、b=0、c=0開(kāi)門按鈕是否按下a=1,開(kāi)門，電機(jī)驅(qū)動(dòng)與顯示狀態(tài) 關(guān)門按鈕是否按下傳感器防夾判斷子程序b=1,關(guān)門顯示燈亮，電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序停止按鈕是否按下結(jié)束停止燈亮，電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序主程序設(shè)計(jì)主要包含IO口的初始化定義，以與中斷程序的初始化，電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序的調(diào)用以與傳感器模塊子程序的調(diào)用，主程序設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)核心靈魂所有的子程序都圍繞著主程序而服務(wù)，同時(shí)對(duì)按鍵設(shè)計(jì)了防抖動(dòng)。首先初始化各種定義端口以與中斷等，然后跟據(jù)開(kāi)關(guān)門按鈕的狀態(tài)來(lái)執(zhí)行防夾子程序與電機(jī)控制子程序，最終來(lái)達(dá)到防夾目的控制。4.2防夾與狀態(tài)顯示流程

48、框圖與分析NYNYNY防夾子程序關(guān)門按鈕已經(jīng)按下三個(gè)傳感模塊同時(shí)不具有信號(hào)即p2.0=0&p2.2=0&p2.3=0b=1,關(guān)門顯示燈亮，執(zhí)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序關(guān)門三個(gè)傳感器模塊邏輯或的關(guān)系即p2.0=0|p2.2=0|p2.3=0a=1,關(guān)門顯示燈滅，開(kāi)門顯示燈亮，執(zhí)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序開(kāi)門門是否關(guān)好的狀態(tài)P2.5=0所有狀態(tài)顯示燈關(guān)閉，執(zhí)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序返回防夾以與對(duì)狀態(tài)顯示的工作流程圖如上圖所示，主要是利用了三個(gè)傳感器模塊的開(kāi)關(guān)信號(hào)傳入單片機(jī)，當(dāng)關(guān)門時(shí)會(huì)檢測(cè)三個(gè)傳感器模塊的信號(hào)的開(kāi)關(guān)量，若三個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)邏輯與的關(guān)系下都未檢測(cè)到物或人時(shí)執(zhí)行關(guān)門的程序。繼續(xù)檢續(xù)檢測(cè)三個(gè)開(kāi)關(guān)量，若其中任何一個(gè)檢測(cè)到開(kāi)

49、關(guān)量，這里是邏輯或的關(guān)系，則電機(jī)控制程序中會(huì)控制開(kāi)門，若三個(gè)都不存在開(kāi)關(guān)量則繼續(xù)關(guān)門，直至門狀態(tài)控制器的彈簧開(kāi)關(guān)檢測(cè)到開(kāi)關(guān)量高電平則表示此時(shí)門已經(jīng)關(guān)閉，則電機(jī)的電源開(kāi)關(guān)關(guān)閉，所有狀態(tài)顯示燈關(guān)閉，若未關(guān)閉繼續(xù)循環(huán)直至最終關(guān)閉。4.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序流程圖與分析NYNYNYYNNY電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序開(kāi)門執(zhí)行判斷變量a=1a=0,電機(jī)電源控制端口打開(kāi)，同時(shí)控制正反轉(zhuǎn)端口高電平正轉(zhuǎn)關(guān)門執(zhí)行判斷變量b=1b=0,電機(jī)電源控制端口打開(kāi)，同時(shí)控制正反轉(zhuǎn)端口低電平反轉(zhuǎn)停止執(zhí)行判斷變量c=1c=0,電機(jī)電源關(guān)閉,停止?fàn)顟B(tài)顯示燈亮返回門已關(guān)好判斷P2.5=0電機(jī)電源啟動(dòng)端口關(guān)閉，所有狀態(tài)顯示燈關(guān)閉門是否開(kāi)好判斷P2.6=

50、0電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)門正反轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制，使用if嵌套語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)門的狀態(tài)選擇控制的形式可以控制四種狀態(tài)，一種是開(kāi)門狀態(tài)是用來(lái)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)最終達(dá)到開(kāi)門的目的，第二種是控制狀態(tài)是關(guān)門狀態(tài)是用來(lái)控制電機(jī)的反轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到關(guān)門的目的，第三種是停止?fàn)顟B(tài)是用來(lái)控制門的啟動(dòng)按鈕來(lái)控制門的停止，第四種是門已關(guān)閉的狀態(tài)用來(lái)控制關(guān)閉電機(jī)驅(qū)動(dòng)的總開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)停止電機(jī)運(yùn)行的目的。第五章 系統(tǒng)調(diào)試5.1整體調(diào)試 在整體調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)按鍵時(shí)會(huì)產(chǎn)生不靈敏的現(xiàn)象，通過(guò)檢查與思考發(fā)現(xiàn)并不是接觸不良的原因，主要是由于按鍵存在抖動(dòng)現(xiàn)象為解除這一現(xiàn)象我們采用了防抖動(dòng)的設(shè)置，即在程序中按鍵時(shí)添加按鍵后延時(shí)一點(diǎn)時(shí)間和等待松手的檢測(cè)即一按一

51、松計(jì)為一次成功。從而解決了按鍵不靈敏的現(xiàn)象。5.2對(duì)射紅外電路調(diào)試對(duì)射紅電路在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)將距離改變后會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)器感應(yīng)電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這里我們采用LM393解決了這一問(wèn)題，LM393在這里主要起著電壓比較器的作用，而我們?cè)谒姆聪蜉斎攵思右粋€(gè)電位器用來(lái)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)比較電壓的大小從而解決了上述問(wèn)題。5.3熱釋電紅外人體感應(yīng)模塊的調(diào)試熱釋電紅外傳感模塊在開(kāi)始測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)到開(kāi)關(guān)信號(hào)后會(huì)不斷的產(chǎn)生高電平的輸出即使沒(méi)有人體在也會(huì)繼續(xù)檢測(cè)到人體，這個(gè)問(wèn)題讓我開(kāi)始以為延時(shí)那一部分電路產(chǎn)生了問(wèn)題結(jié)果在更改調(diào)試一段時(shí)間后無(wú)果后翻閱資料發(fā)現(xiàn)若是沒(méi)加菲涅爾透鏡會(huì)產(chǎn)生這一問(wèn)題，由于PIR的讀取波長(zhǎng)是0.5微米到20

52、微米而人體紅外波長(zhǎng)為7到10微米左右而菲涅爾透鏡的波長(zhǎng)在7到10微米所以有效的檢測(cè)到了人體信號(hào)并不受干擾。在PIR前加了一塊菲涅爾透鏡后問(wèn)題得到了圓滿的解決，同時(shí)在調(diào)試過(guò)程中延遲時(shí)間定時(shí)器與封鎖時(shí)間定時(shí)器的調(diào)節(jié)起著至關(guān)重要的作用因此我采用的是電位器來(lái)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。5.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的調(diào)試電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊在調(diào)試過(guò)程中還是比較順利的沒(méi)有產(chǎn)生差錯(cuò)。但是還是需要對(duì)電機(jī)的控制電壓來(lái)選擇繼電器型號(hào)。結(jié)束語(yǔ)1 設(shè)計(jì)歷程經(jīng)過(guò)這段時(shí)間對(duì)電動(dòng)移門的防夾設(shè)計(jì)，總體而言整體實(shí)物電路并不大，單是卻是擁有著電動(dòng)移門防夾的一整套系統(tǒng)，每一個(gè)模塊都是通過(guò)深思熟慮過(guò)后確定的方案，根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)，其中查看了一些外文資料整理發(fā)現(xiàn)了許多理論

53、上可行實(shí)際上需要稍加修改的電路方案然后再通過(guò)我自己的一些實(shí)驗(yàn)與調(diào)試來(lái)完成了本設(shè)計(jì)，在調(diào)試階段深感調(diào)試電路的重要性發(fā)現(xiàn)了許多我們平時(shí)設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，考慮不周全的多些方面。從而改正了自身很多不大好的設(shè)計(jì)思維慣例。 同時(shí)本設(shè)計(jì)也是一種軟硬件相互結(jié)合的設(shè)計(jì)思想，程序與硬件電路形成一種密切相關(guān)的關(guān)系，本軟件設(shè)計(jì)我所采用的keil4這款軟件，同時(shí)我采用的c語(yǔ)言編程，當(dāng)然也可以用匯編來(lái)編程，我采用c語(yǔ)言的主要原因是由于我們所采用的單片機(jī)的空間足夠大，而本人同時(shí)對(duì)c語(yǔ)言很熟悉。編程最終生成HEX文件，再由STC燒錄文件燒錄到單片機(jī)中。圖示：Keil uVision4編譯環(huán)境2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用多種傳感模塊，主

54、要包括微波、紅外兩大類。采用單片機(jī)系統(tǒng)用來(lái)采集與控制這些傳感信號(hào)已達(dá)到保護(hù)防夾的作用，本系統(tǒng)采用多重保護(hù)的設(shè)計(jì)思想人身安全放在首位，同時(shí)具有開(kāi)關(guān)，電機(jī)控制，檢測(cè)，控制，特殊情況處理為一體的電路模塊，包含了電機(jī)一體化的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)將電子控制技術(shù)應(yīng)用于人們的平時(shí)生活之中，同時(shí)最大程度的保障安全實(shí)用的特性。麻雀雖小，五臟俱全，設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)雖然與目的雖小但卻包含了多種多樣的設(shè)計(jì)思想。3 存在的問(wèn)題和改進(jìn)用于本人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與眼光的受限，此電動(dòng)移門的防夾設(shè)計(jì)還需多處改進(jìn)之處，在防夾過(guò)程中有許多余的硬件資源被浪費(fèi)，同時(shí)防夾硬件的穩(wěn)定性得不到全面的肯定，在高溫或低溫的環(huán)境下不能完全的肯定與保障安全工作，還有

55、就是采用的都是傳統(tǒng)的傳感方式，沒(méi)有得到創(chuàng)新，以一種另類的傳感方式來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的采集。所以我們需要在高低溫下做實(shí)驗(yàn)看是否能夠保障安全的目的，同時(shí)我們也要尋找更為靈活運(yùn)用，更為簡(jiǎn)便的傳感方式。4 展望和體會(huì)隨著科技的進(jìn)步與人民生活水平的提高以與減少人力資源的浪費(fèi)。我們生活的方式會(huì)向自動(dòng)化與智能化的方向發(fā)展。同時(shí)安全問(wèn)題已然已成為社會(huì)最主要問(wèn)題的今天，自動(dòng)化控制的發(fā)展是不可避免的，同時(shí)我們也需要保障安全的大前提下完成自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，而防夾門的應(yīng)用，多用于辦公地點(diǎn)，倉(cāng)庫(kù)，酒店，銀行等多處地點(diǎn)的今天，這些人流量巨大的場(chǎng)所所帶來(lái)的安全問(wèn)題不容忽視，所以我們的電動(dòng)移門的防夾設(shè)計(jì)前景廣泛。同時(shí)也是科技進(jìn)步所帶來(lái)的

56、不容忽視的一方面。本設(shè)計(jì)主要著重于安全保障與自動(dòng)控制因此所研究的大前提方向是安全問(wèn)題，科技進(jìn)步帶來(lái)的是安全問(wèn)題，而我們所研究的是如何解決安全問(wèn)題，具有極其重要的實(shí)際意義。在未來(lái)發(fā)揮它極其重要的作用。致“電動(dòng)移門防夾設(shè)計(jì)”的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，可以說(shuō)是在大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中一個(gè)美好的答卷。同時(shí)也包含了接近半年的汗水結(jié)晶，從方案的建立修改，原理圖的建立、分析、修改到電路的焊接與調(diào)試與軟件的編程與控制。整個(gè)過(guò)程充滿著驚險(xiǎn)與激動(dòng)，特別是看到最終產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)，目標(biāo)的達(dá)成與實(shí)現(xiàn)，心中充滿著喜悅與充實(shí)，難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，同時(shí)本次設(shè)計(jì)的完成也離不開(kāi)馬強(qiáng)老師與同學(xué)的幫助教導(dǎo)與支持。首先需要感我的導(dǎo)師馬老師，他不僅在課題

57、的理論研究方案上給于我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)也給我設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上給予指導(dǎo)與幫助。正是由于老師的指導(dǎo)與幫助才能夠讓我在設(shè)計(jì)過(guò)程中少走很多彎路，同時(shí)也看到了自身很多不足之處，需要加以學(xué)習(xí)與改進(jìn)，在以后的學(xué)習(xí)與工作中具有巨大的影響意義。同時(shí)也要感我的同學(xué)們的無(wú)私幫助，在此表示誠(chéng)摯的感。在論文的撰寫(xiě)上引用了很多別人的論文資料和成果，也在此特別感。 最后，我衷心地感在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授！參考文獻(xiàn)1、丁軻軻.自動(dòng)測(cè)量技術(shù). 中國(guó)電力. 2004年2、徐虎.等主編.電機(jī)應(yīng)用技術(shù). 機(jī)械工業(yè).20103、王曉明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制 .航空航天大學(xué),2007.84、周征編著.自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)用教程 .機(jī)械工業(yè), 20105、康華光 主編 .電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版） .高等教育 , 2006-16、恩光. 機(jī)電伺服控制技術(shù). 東華大學(xué),2003.17、容修 主編 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）. 理工大學(xué), 2006-28、朱大奇 念強(qiáng). 單片機(jī)原理-接口與應(yīng)用. 大學(xué), 2003.59、林輝等 . 電力電子技術(shù). 理工大學(xué),20023；2610、鄔寬明 . 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用選編（3） .航空航天大學(xué),2005.811、國(guó)榮.計(jì)