基于單片機(jī)的自動門控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計基于單片機(jī)的自動門控制系統(tǒng)摘要隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，自動門開始進(jìn)入人們的日常生活，成為賓館、超市、銀行等現(xiàn)代建筑所必備之物，是建筑智能化水平的重要指標(biāo)之一。它具有美觀大方、防風(fēng)、防塵、降低噪音等優(yōu)點(diǎn)，同時方便了人們出入，也方便了管理，增強(qiáng)了安全。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)是自動門的心臟，也是衡量其設(shè)計制造水平的重要指標(biāo)，同時自動門控制系統(tǒng)逐漸向大型化、復(fù)雜化和智能化的方向發(fā)展。本設(shè)計主要應(yīng)用單片機(jī)8051作為控制核心，直流電機(jī)、熱釋電型紅外傳感器等相結(jié)合的系統(tǒng)。它充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能，其優(yōu)點(diǎn)硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等特點(diǎn)，具有一定的使用和參考價值。關(guān)鍵詞：自動門；單片機(jī)；控制；熱釋電紅外傳感器目錄TOC\o"2-3"\t"標(biāo)題1,1,一級,1,二級,2,三級,3,樣式1,1,zhengwen,1,樣式一級+居中,1,樣式一級+居中1,1"1緒論 11.1自動門發(fā)展歷史 11.2單片機(jī)的發(fā)展及89C51系列的運(yùn)用 11.3紅外探測技術(shù)的發(fā)展 22系統(tǒng)總體方案 32.1系統(tǒng)總體規(guī)劃 32.2器件介紹 32.2.1單片機(jī) 32.2.2熱釋電紅外傳感器 83硬件設(shè)計 103.1基本單片機(jī)系統(tǒng) 103.2紅外檢測電路 103.2.1放大信號電路 113.3電動機(jī)電路 124控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 144.1主程序設(shè)計 144.1.1主程序流程圖 144.1.2主程序 144.2調(diào)試 164.2.1硬件調(diào)試 164.2.2軟件調(diào)試 174.2.3調(diào)試中出現(xiàn)的問題 175總結(jié)與展望 18致謝 19參考文獻(xiàn) 20附錄I總電路圖 21附錄II程序 22附錄III實(shí)物圖 241緒論1.1自動門發(fā)展歷史自動門從理論上理解應(yīng)該是門的概念的延伸，是門的功能根據(jù)人的需要所進(jìn)行的發(fā)展和完善。自動門是指：可以將人接近門的動作（或?qū)⒛撤N入門授權(quán)）識別為開門信號的控制單元，通過驅(qū)動系統(tǒng)將門開啟,在人離開后再將門自動關(guān)閉，并對開啟和關(guān)閉的過程實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)。自動門開始在建筑物上使用，是在二十世紀(jì)年以后。二十年代后期，美國的超級市場的開放，自動門開始被使用，受此影響，世界第一自動門品牌多瑪在1945年開發(fā)出油壓式、空氣式自動門，新建大樓的正門也開始使用了。到了1962年，電氣式己開始出現(xiàn)，之后伴隨著城市的建設(shè)，自動門技術(shù)的領(lǐng)域每年都在增加。當(dāng)初，用供給建筑物用電源進(jìn)行電動機(jī)的速度控制很難，只好進(jìn)行油壓、空壓速度控制，轉(zhuǎn)換但因能源利用效率很低，然而伴隨著電氣控制的技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在電氣控制技術(shù)已經(jīng)成熟，直接控制電動機(jī)的電氣式自動門逐漸成為主流。例如：各種用可識別控制的自動專用門，如：感應(yīng)自動門(紅外感應(yīng)，微波感應(yīng)，觸摸感應(yīng)，腳踏感應(yīng))、刷卡自動門等。21世紀(jì)的今天，門更加突出了安全理念，強(qiáng)調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。門大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)始于150年前，在不斷發(fā)展和完善的過程中，涌現(xiàn)出大批獨(dú)具規(guī)模的專業(yè)制造商。門的高級形式--自動門起源在歐美，迅速發(fā)展至今天，已經(jīng)形成了種類齊全、功能完善、造工精細(xì)的自動門家族。1.2單片機(jī)的發(fā)展及89C51系列的運(yùn)用擔(dān)任本設(shè)計處理部分的是89c52單片機(jī)（89C51系列）.目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、功能將列強(qiáng)。在單片機(jī)家族中，80C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司將其MCS–51系列中的80C51內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名IC制造廠商，如Philips、NEC、Atmel、AMD、華邦等，這些公司都在保持與80C51單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了80C51的許多特性。這樣，80C51就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為80C51系列。80C51單片機(jī)已成為單片機(jī)發(fā)展的主流。專家認(rèn)為，雖然世界上的MCU品種繁多，功能各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明，80C51可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片。STC89C51RC系列單片機(jī)是宏晶科技出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時鐘/機(jī)器和6時鐘/機(jī)器可選，HD版本和90C版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。89C52與89C51的區(qū)別在于51的程序空間為4K字節(jié)，而52程序空間為8K字節(jié)，其余性能與結(jié)構(gòu)相同。本論文以89C51RC系列來講述。1.3紅外探測技術(shù)的發(fā)展紅外探測技術(shù)在軍事技術(shù)、工業(yè)控制、安全保衛(wèi)、家用電器以及人們的日常生活等諸多領(lǐng)域中都有著非常廣泛的應(yīng)用,而一些教學(xué)實(shí)驗(yàn)的測控系統(tǒng)也在教學(xué)中發(fā)揮了很大的作用。紅外探測技術(shù)利用紅外光波(又稱紅外線)作為載波來傳送測量信號或者控制指令,例如紅外遙控電視開關(guān)、紅外報警器、自動玻璃門等。之所以采用紅外光波作為測控光源,是由于紅外發(fā)射器件與紅外接收器件的發(fā)光與受光峰值波長一般為0.88μm~0.94μm,落在近紅外波段內(nèi),而且二者的光譜恰好重和能夠很好地匹配,可獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。紅外測控系統(tǒng)一般包括發(fā)射、接收以及處理部分。在本設(shè)計中，紅外線探測器中的熱電元件檢測人體的存在或移動，并把熱電元件的輸出信號轉(zhuǎn)換成電壓信號。然后，對電壓信號進(jìn)行波形分析。于是，只有當(dāng)通過波形分析檢測到由人體產(chǎn)生的波形時，才輸出檢測信號。例如，在兩個不同的頻率范圍內(nèi)放大電壓信號，且將被放大的信號用于鑒別由人體引起的信號。2系統(tǒng)總體方案本章圍繞系統(tǒng)的總體設(shè)計，介紹系統(tǒng)組成框圖、主控芯片單片機(jī)的內(nèi)部硬件資源及其接口技術(shù)、整個自動門系統(tǒng)所用到的其它IC的介紹。2.1系統(tǒng)總體規(guī)劃本系統(tǒng)主要由單片機(jī)及其外圍電路、紅外檢測電路、直流電機(jī)控制電路等組成。正常工作時,單片機(jī)循環(huán)檢測紅外檢測電路輸出信號，據(jù)此產(chǎn)生直流電機(jī)控制信號，電動機(jī)帶動門運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)檢測到控制方式發(fā)生改變時，系統(tǒng)進(jìn)入相應(yīng)式。如門在的控制方關(guān)門過程中遇到人或其他障礙物時門無條件朝相反方向打開。其原理方框圖如2-1所示。圖2-1原理方框圖2.2器件介紹2.2.1單片機(jī)單片機(jī)處理模塊部分選用的芯片為89C52RC，屬于89C51RC系列。選用STC單片機(jī)的理由：降低成本，提升性能，原有程序直接使用,硬件無需改動。使產(chǎn)品更小，更輕,功耗更低用STC提供的專用工具可很容易的將2進(jìn)制代碼、16進(jìn)制代碼下載進(jìn)STC相關(guān)的單片機(jī)。圖2-289C52RC引腳圖如圖2-2為89C52RC的引腳圖；各引腳功能如表2-1。表2-189C52RC引腳功能管腳管腳編號說明管腳LQFP44PDIP40PLCC44說明P0.0~P0.737-3039-3243~36P0:P0口既可作為輸入/輸出口，也可作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用。當(dāng)P0口作為輸入/輸出口時，P0是一個8位準(zhǔn)雙向口，上電復(fù)位后處于開漏模式。P0口內(nèi)部無上拉電阻，所以作I/O口必須外接10K-4.7K的上拉電阻。當(dāng)P0作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用時，是低8位地址線[A0~A7]，數(shù)據(jù)線的[D0~D7]，此時無需外接上拉電阻。P1.0/T24012P1.0標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT[0]P.0/T2402T2定時器/計數(shù)器2的外部輸入P1.1/T2EX4123P.標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT[1]P./T2EX423T2EX定時器/計數(shù)器2捕捉/重裝方式的觸發(fā)控制P1.24234標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT[2]P1.34345標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT[3]P1.44456標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT[4]P1.5167標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT[5]P1.6278標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT[6]P1.7389標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT[7]P2.0~P2.718-2521-2824-3Port2:P2口內(nèi)部有上拉電阻，既可作為輸入/輸出口，也可作為高8位地址總線使用(A8~A5)。當(dāng)P2口作為輸入/輸出口時，P2是一個8位準(zhǔn)雙向口。P3.0/RxD51011P3.0標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3[0]P3.0/RxD50RxD串口1數(shù)據(jù)接收端P3.1/TxD7113P3.1標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3[1]P3./TxD73TxD串口1數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.2/INT081214P3.2標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3[2]P3.2/INT0824INT0外部中斷0,下降沿中斷或低電平中斷P3.3/INT91315P3.3標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3[3]P3.3/INT935INT外部中斷1,下降沿中斷或低電平中斷續(xù)表2-189C52RC引腳功能引腳功能P3.4/T0101416P3.4標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3[4]P3.4/T0046T0定時器/計數(shù)器0的外部輸入P3.5/T111517P3.5標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3[5]P3.5/T57T1定時器/計數(shù)器1的外部輸入P3.6/WR121618P3.6標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3[6]P3.6/WR268WR#外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖P3.7/RD131719P3.7標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3[7]RD#外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖P4.01723P4.0標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT4[0]P4.12834P4.1標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT4[1]P4.2/INT3#391P4.2標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT4[2]INT3#外部中斷3，下降沿中斷或低電平中斷P4.3/INT2#612P4.3標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT4[3]INT3#外部中斷2，下降沿中斷或低電平中斷P4.4/PSEN#262932P4.4標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT4[4]PSEN#外部程序存儲器選通信號輸出引腳P4.5/ALE273033P4.5標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT4[5]ALE地址鎖存允許信號輸出引腳/編程脈沖輸入引腳P4.6/EA#293135P4.6標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT4[6]EA#內(nèi)外存儲器選?引腳RST4910RST復(fù)位腳XTAL1151921內(nèi)部時鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個引腳。當(dāng)直接使用外部時鐘源時，此引腳是外部時鐘源的輸入端。XTAL2141820內(nèi)部時鐘電路反相放大器的輸出端，接外部晶振的另一端。當(dāng)直接使用外部時鐘源時，此引腳可浮空，此時XTAL2實(shí)際將XTAL1輸入的時鐘進(jìn)行輸出。VCC384044電源正極Gnd162022電源負(fù)極，接地1時鐘電路STC89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時鐘電路如圖2-3(a)所示，在RXD和TXD引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2～12MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。外部方式的時鐘電路如圖2-3（b）所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。(a)內(nèi)部方式時鐘電路(b)外部方式時鐘電路圖2-3時鐘電路2復(fù)位及復(fù)位電路A復(fù)位操作復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。除PC之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表2-2所示。表2-2一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00HB復(fù)位信號及其產(chǎn)生RST引腳是復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù)24個振蕩周期(即二個機(jī)器周期)以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過4us才能完成復(fù)位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如圖2-4所示圖2-4復(fù)位信號的電路邏輯圖整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機(jī)器周期的S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位相按鍵手動復(fù)位兩種方式。上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖2-5（a）所示。這佯，只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖2-5（b）所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的。其電路如圖2-5（c）所示：(a)上電復(fù)位(b)按鍵電平復(fù)位(c)按鍵脈沖復(fù)位圖2-5復(fù)位電路上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時間大于2個機(jī)器周期。本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用圖2-5（b）上電復(fù)位方式。

2.2.2熱釋電紅外傳感器熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶，其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號，并不能直接使用因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式該電阻阻抗高達(dá)104ＭΩ，故引入的Ｎ溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式即源極跟隨器來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計時應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負(fù)極性的。人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10UM左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10UM左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生信號。1——D腳2——S腳3——G腳圖2-6熱釋電紅外傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-6是一個雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。使用時D端接電源正極，G端接電源負(fù)極，S端為信號輸出。該傳感器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補(bǔ)償。對于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個探測元上，從而使傳感器輸出電壓信號。制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為0．2～20μm。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。

3硬件設(shè)計3.1基本單片機(jī)系統(tǒng)這是自動門系統(tǒng)的控制核心，一般情況下以單片機(jī)片內(nèi)的基本硬件資源為主,，有必要時再擴(kuò)展部分外部器件.。在本設(shè)計中需要完成的控制比較簡單，以單片機(jī)片內(nèi)的基本硬件資源完全可以實(shí)現(xiàn)，因此不需擴(kuò)展。其單片機(jī)電路圖如圖3-1。圖3-1單片機(jī)電路圖3.2紅外檢測電路紅外檢測電路主要由熱釋電紅外傳感器和檢測放大電路組成,核心元件是熱釋電紅外傳感器,它能以非接觸形式檢測人體輻射出的紅外線能量變化,并將此變化轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出。不需要紅外線和電磁波發(fā)射源以及各種主動接觸開關(guān)由于敏感元件的輸出電壓極微弱且其阻抗很高,故在傳感器內(nèi)部設(shè)有場效應(yīng)管及偏置厚膜電阻,從而構(gòu)成信號放大及阻抗變換電路,一般熱釋電紅外傳感器自身的接收靈敏度較低,檢測距離僅2m左右。當(dāng)有人靠近自動門時,被熱釋電紅外傳感器接收下來,并將其轉(zhuǎn)換成信號,經(jīng)檢測放大電路內(nèi)部放大等處理后輸出給單片機(jī)。其熱電釋紅外檢測電路如圖3-2所示。圖3-2熱電釋紅外檢測電路3.2.1放大信號電路LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，lm324原理圖如圖3-3所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用圖3-3（1）所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。lm324引腳圖見圖3-3（2）。當(dāng)去掉運(yùn)放的反饋電阻時,或者說反饋電阻趨于無窮大時(即開環(huán)狀態(tài)),理論上認(rèn)為運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無窮大(實(shí)際上是很大,如LM324運(yùn)放開環(huán)放大倍數(shù)為100dB，既10萬倍)。此時運(yùn)放便形成一個電壓比較器，其輸出如不是高電平（V+），就是低電平（V-或接地）。當(dāng)正輸入端電壓高于負(fù)輸入端電壓時，運(yùn)放輸出低電平。圖3-4中使用兩個運(yùn)放組成一個電壓上下限比較器，電阻R1、R1ˊ組成分壓電路，為運(yùn)放A1設(shè)定比較電平U1；電阻R2、R2ˊ組成分壓電路，為運(yùn)放A2設(shè)定比較電平U2。輸入電壓U1同時加到A1的正輸入端和A2的負(fù)輸入端之間，當(dāng)Ui>U1時，運(yùn)放A1輸出高電平；當(dāng)Ui<U2時，運(yùn)放A2輸出高電平。運(yùn)放A1、A2只要有一個輸出高電平，晶體管BG1就會導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED就會點(diǎn)亮。若選擇U1>U2，則當(dāng)輸入電壓Ui越出[U2，U1]區(qū)間范圍時，LED點(diǎn)亮，這便是一個電壓雙限指示器。若選擇U2>U1，則當(dāng)輸入電壓在[U2，U1]區(qū)間范圍時，LED點(diǎn)亮，這是一個“窗口”電壓指示器。

此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報警等。

3.3電動機(jī)電路所選用的電動機(jī)為普通的直流電機(jī)，在單片機(jī)的控制下，可接一個電機(jī)驅(qū)動芯片或者通過其他的一些原件可使電機(jī)轉(zhuǎn)動。本文為了設(shè)計簡單，采用其他方式代替了電路驅(qū)動芯片。電動機(jī)電路圖如圖3-5所示。圖3-5電動機(jī)電路圖4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)的軟件設(shè)計面向硬件，選用C語言編程。最主要部分是單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(包括正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn))和時間的延遲。4.1主程序設(shè)計4.1.1主程序流程圖圖4-1主程序流程圖4.1.2主程序#include<reg52.h>sbitL=P1^0; //接受傳感器信號bitFlag; //標(biāo)志位sbitR=P1^3; //正轉(zhuǎn)sbitD=P1^4; //反轉(zhuǎn)sbitLED=P1^7; //指示燈voidDelay_1ms(unsignedintDATA) //1ms延時函數(shù){ unsignedintx,y; for(x=DATA;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidLd_Display() //顯示L函數(shù){ if(L==1) { Delay_1ms(700); if(L==1) { Flag=1; } } if(Flag==1) { R=1; D=0; Delay_1ms(3000); Delay_1ms(4000); R=0; D=0; Delay_1ms(2000); R=0; D=1; Delay_1ms(3000); Delay_1ms(4000); R=0; D=0; Flag=0; }}voidmain() //主函數(shù){ L=D=R=0;LED=1; Delay_1ms(6000); //延時,減少傳感器誤差; Delay_1ms(6000); Delay_1ms(5000); Delay_1ms(5000); L=D=R=0;LED=0; while(1) { L=D=R=0;LED=0; Ld_Display(); L=D=R=0;LED=0; }}4.2調(diào)試4.2.1硬件調(diào)試首先，在Protel中畫出電路的原理圖，并繪制出PCB板接線圖。接著根據(jù)PCB板接線圖實(shí)物的制作。在制作的過程中，事先根據(jù)元件的大小排版布局，以單片機(jī)為中心，從簡單.線路少的元件開始著手,圍繞單片機(jī)把所有元件焊接完畢.最后，焊接完畢之后需要檢查調(diào)試。首先通電觀察電路板是否有異常，一般觀察的是有無因接錯產(chǎn)生短路而使電路冒煙，發(fā)熱過高而使電路發(fā)燙甚至燒毀電路。如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后再通電重新檢測。在第一步檢測完畢無異常后，再輸入信號，用萬用表進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢測。再與原始數(shù)據(jù)的對比,通過比較檢查出出現(xiàn)錯誤的部分，再進(jìn)行修改調(diào)試，直到未發(fā)現(xiàn)漏洞。通過調(diào)試，確保硬件接線合理安全，電路完整能夠達(dá)到運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。4.2.2軟件調(diào)試首先，并不是把編號的程序直接燒進(jìn)單片機(jī)，而先用KeilC51編譯器進(jìn)行調(diào)試。在使用KeilC51編譯器時,對工程成功地進(jìn)行編譯（匯編）、連接以后，在主菜單中打開“調(diào)試”欄，點(diǎn)擊“開始/停止調(diào)試模式”，即可進(jìn)入軟件模擬仿真調(diào)試狀態(tài)，KeilC51內(nèi)建了一個仿真CPU用來模擬執(zhí)行程序，該仿真CPU功能非常強(qiáng)大，可以在沒有硬件和仿真器的情況下進(jìn)行程序的調(diào)試，但是在時序上，軟件模擬仿真是達(dá)不到硬件的時序的。進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)后，“調(diào)試”欄菜單項(xiàng)中原來不能用的命令現(xiàn)在已經(jīng)可以使用了。調(diào)試程序看是否能仿真，如果運(yùn)行正常再將在KeilC51編譯器中調(diào)試好的程序燒寫至單片機(jī)。在接上電源時，觀察整體電路是否按照預(yù)計設(shè)計的運(yùn)作，電機(jī)是否正轉(zhuǎn)，電機(jī)是否反轉(zhuǎn)等?？筛鶕?jù)電路的運(yùn)行情況推測出程序出錯的部分，修改程序后再經(jīng)過KeilC51編譯器調(diào)試后燒到單片機(jī)，反復(fù)檢測直到能工作完全正常。4.2.3調(diào)試中出現(xiàn)的問題在調(diào)試的過程中，曾出現(xiàn)各種錯誤，包括硬件設(shè)備和軟件程序。起初發(fā)現(xiàn)電路焊接未焊接牢固，出現(xiàn)過因接線口松動而反應(yīng)不靈敏的情況，軟件程序也修改了很多次才成功，最終在不斷多次的調(diào)試后,電路板工作正常了。

5總結(jié)與展望本次畢業(yè)設(shè)計斷斷續(xù)續(xù)經(jīng)歷了2個多月，我從中學(xué)到了許多。從最開始的資料的收集，購買元器件，中間的電路板的焊接，程序的設(shè)計，到最好的調(diào)試和再調(diào)試。這些都使我學(xué)到了好多，成長了好多。通過查找各種資料，我更加熟練的運(yùn)用所學(xué)過的信息檢索方法。也懂得了耐心的重要性,焊接電路培養(yǎng)了我的細(xì)心，調(diào)試過程挑戰(zhàn)了我的堅持能力，打磨了我的性格。這次經(jīng)歷不僅僅擴(kuò)充了我的知識面，培養(yǎng)了動手能力，還教會了我怎樣做好一件事的方法。畢業(yè)設(shè)計的過程帶給我的是對所學(xué)知識的復(fù)習(xí)，是對新知識的拓展.是對遇到各種困難的堅持，也是對堅持就是勝利這種信仰的肯定。雖然在這中間走過許多歪路，遇到很多失敗，但是最終帶給我是成功，是勝利的微笑。在大學(xué)畢業(yè)走向社會的這個過度過程,它使我受益匪淺。本次設(shè)計為單片機(jī)的自動門控制系統(tǒng),主要應(yīng)用單片機(jī)8052作為控制核心，直流電機(jī)、熱釋電型紅外傳感器等相結(jié)合的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)軟硬件設(shè)計簡單，易于開發(fā)，嚴(yán)格控制各種元件的采購成本，所以價格低廉，安全可靠，操作方便。隨著生活水平的提高，人民生活方便，施工安全，環(huán)保成為一個更加關(guān)注改善。自動門系列產(chǎn)品只是為了滿足這種需求，從一定程度上的用戶。所以在未來的日子里，自動門產(chǎn)品將更加的普及，家家戶戶使用自動門的景象將為時不遠(yuǎn)。

致謝大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活，過多的注重書面知識，在實(shí)際操作能力有限的情況下，我也出現(xiàn)過許多問題。幸虧有老師的指導(dǎo)，同時同學(xué)的協(xié)助，最終能夠完成畢業(yè)設(shè)計,給幾經(jīng)波折的設(shè)計過程畫上一個句號。我非常感謝我的指導(dǎo)老師對我的監(jiān)督指導(dǎo)，老師不僅僅在設(shè)計方面給予引導(dǎo)，在選材方面給予參考,而且時刻監(jiān)督著我們的進(jìn)程。在老師的指導(dǎo)下，我也不敢松懈,盡可能早的完成畢業(yè)設(shè)計。由于經(jīng)驗(yàn)的缺乏，設(shè)計進(jìn)程緩慢，我非常感謝老師的鼓勵和引導(dǎo)，也感謝同學(xué)們的雪中送炭。我會銘記老師的教誨，同時我也感謝我所有的老師，教會了我知識,教會了我做人。

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附錄I總電路圖

附錄II程序#include<reg52.h>sbitL=P1^0; //接受傳感器信號bitFlag; //標(biāo)志位sbitR=P1^3; //正轉(zhuǎn)sbitD=P1^4; //反轉(zhuǎn)sbitLED=P1^7; //指示燈voidDelay_1ms(unsignedintDATA) //1ms延時函數(shù){ unsignedintx,y; for(x=DATA;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidLd_Display() //顯示L函數(shù){ if(L==1) { Delay_1ms(700); if(L==1) { Flag=1; } } if(Flag==1) { R=1; D=0; Delay_1ms(3000); Delay_1ms(4000); R=0; D=0; Delay_1ms(2000); R=0; D=1; Delay_1ms(3000); Delay_1ms(4000); R=0; D=0; Flag=0; }}voidmain() //主函數(shù){ L=D=R=0;LED=1; Delay_1ms(6000); //延時,減少傳感器誤差; Delay_1ms(6000); Delay_1ms(5000); Delay_1ms(5000); L=D=R=0;LED=0; while(1) { L=D=R=0;LED=0; Ld_Display(); L=D=R=0;LED=0; }}基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)\t"_blank