红外线控制消防警报安全门的设计
【】单片机STC89C52是STC系列单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。本系统由STC89C52单片机核心板模块电路、热释红外传感器模块电路、步进电机机器驱动电路、烟雾报警传感器模块电路和电源电路组成。通过热释红外模块检测是否有人存在，通过步进电机控制开门和关门，通过烟雾传感器来实时检测烟雾，是一款比较实用的安全消防门。
目 录
一、 绪论 1
?（一）课题背景及其意义? 1
（二）?国内外的研究状况? ???? 1
二、 方案的设计与论证 2
（一）控制方案的确定 2
（二）控制方式的选择 2
1. 单片机芯片的选择 2
2.电机驱动模块的选择 2
3.电机模块的选择 2
三、 硬件电路的设计 3
（一）系统的功能分析及体系结构设计 3
1.系统功能分析 3
2.系统总体结构 3
（二）模块电路的设计 3
1.STC89C52单片机核心系统电路的设计 3
2. 5V电源电路设计 7
3.MQ135烟雾传感器模块电路设计 7
4. HCSR505热释红外感应模块电路设计 8
5. 28BYJ48步进电机驱动电路设计 10
四、 软件设计 11
（一） Keil软件设计思想 11
（二） 程序流程图 11
（三） Keil软件编程 12
1.源程序 12
2.系统调试 18
致谢 19
参 考 文 献 20
附录一 21
附录二 22
一、绪论
（一）课题背景及其意义?
在这个经济飞速发展的时代里，我们的生活有了巨大的变化。这是一个智能，自动化的时代，其中，自动门就是个必不可少的，在各种高楼大厦中，自动门更是不可缺。自动门分为：旋转门、金色铝型自动门、平移门、感应电动门、紧急疏散平移门、重叠门、双开自动门、折叠门、90度推开门、快 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
速门等多种类别，其中自动平移门使用得最广泛，自动平移门便是我们一般提到的自动门、感应门。?
由门内外的红外线锁控制的自动门机械驱动装置是最常见自动平移门结构形式。这是通过红外传感器来感应是否有人靠近门，当感应到时，便会发出一个信号给控制器，从而达到开关门的效果。这不仅可以不需要派人来管理，还能启到放风尘，防噪音，防止空调冷气浪费的作用。使得建筑的档次进一步的提升。
伴随着人们生活的进步，技术的发展，人类已经开始使用了各种控制技术来使自己的生活更加精彩丰富。自动平移门控制系统已成为学校，公司等引导人员流动和控制访问的首选方式。在今天，自动门更突出了安全性，在实用性下，还使得建筑更有艺术的美感。
（二）?国内外的研究状况? ????
自动门简单地说便是门的另一种表现方式，这是因人们所需求而发明并逐渐完善的一个创造，与人或密切相关。所谓自动门，便是有着自己的控制单元和驱动系统从而能自动开关的门，当人接近时便会有一个开门信号，当人离开后门就会自己关闭，这一个过程便是自动门的开关控制系统来完成的。
自上世纪以来，自动门开始在建筑上渐渐使用。在二十世纪后，自动门开始在美国超级市场中使用，随后大楼开始逐渐使用上了当时世界第一自动门公司所发明的各式自动门。到了二十世纪六十年代，随着科技不断发展，城市建设加快，自动门的款式也在不断增多。伴随着电子技术的发展，人们渐渐的开始使用直接控制电动机的方法来控制自动门，放弃了最初因为技术不足无法掌控电动机转速而使用其他低转换比能源代替的方式。在这个可以直接使用电动机控制自动门的时代，电气式自动门也在渐渐成为主流。比如刷卡自动门，红外感应自动门，微波感应自动门，触摸感应自动门，脚踏感应自动门等可以通过识别来控制的专用自动门。?
自动门系统必须要通过建筑的实用特点并需要由与自动门控制器相连的例如安全装置，开门信号源，门禁系统等辅助控制装置的使用要求而配备。通过人员的组成，楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。
在这个自动门技术已经成熟的时代，想要制作出自动门系统，只要掌握了自动门的构成与知识，加上所感应的信号便可以完成。
二、 方案的设计与论证
（一）控制的确定
本系统由STC89C52单片机核心板模块电路、热释红外传感器模块电路、步进电机机器驱动电路、烟雾报警传感器模块电路和电源电路组成。?
（二）控制方式的选择
1. 单片机芯片的选择
方案一
选用CPLD来做控制器，这款可编程逻辑器件能实现许多功能，并有着许多的优点，在规模、密度、体积、稳定性上都有着良好出色的能力，但是在本设计中不需要用到这些，且价格不低，所以不采用这一选择。
方案二
美国TI所推出的芯片MSP430也是一款不错的选择，这一芯片在当今广泛应用于各种仪器、智能化的设备管理以及控制等方面，它的可靠性十分高，体积微小，在功耗等方便都是十分出色的，不过因为使用这一款芯片的成本非常高，所以放弃了此方案。
方案三
选择STC89C52单片机作为主控制器，这是款单片机耗能低，性能好且是COMS8位微控制器，系统可编程 Flash 存储器高达8K。该单片机功耗低、接口丰富，成本低廉，完全能满足本设计要求。
通过以上对比，采用方案三STC89C52单片机为主控制器更为妥当。
2.电机驱动模块的选择
方案一：
采用功率三极管，功率三极管成本低廉，使用起来十分简单，能轻松理解其组成以及原理，然而功率损耗较为严重，并且易发热，在长时间使用时十分不方便，故而放弃此方案
方案二：
采用ULN2003。这是一款高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品，本身耐压高、电流增益大、耐热且对负载要求低，可在许多高速大功率驱动系统中使用。它由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成，可以在同一时间段驱动7组负载，为单片双极型大功率高速集成电路。
方案三
采用继电器，如果使用继电器将会使得电路更为简便，但是它的反应较慢且不耐用，并不可靠，所以放弃这一方案。
目 录
一、 绪论 1
?（一）课题背景及其意义? 1
（二）?国内外的研究状况? ???? 1
二、 方案的设计与论证 2
（一）控制方案的确定 2
（二）控制方式的选择 2
1. 单片机芯片的选择 2
2.电机驱动模块的选择 2
3.电机模块的选择 2
三、 硬件电路的设计 3
（一）系统的功能分析及体系结构设计 3
1.系统功能分析 3
2.系统总体结构 3
（二）模块电路的设计 3
1.STC89C52单片机核心系统电路的设计 3
2. 5V电源电路设计 7
3.MQ135烟雾传感器模块电路设计 7
4. HCSR505热释红外感应模块电路设计 8
5. 28BYJ48步进电机驱动电路设计 10
四、 软件设计 11
（一） Keil软件设计思想 11
（二） 程序流程图 11
（三） Keil软件编程 12
1.源程序 12
2.系统调试 18
致谢 19
参 考 文 献 20
附录一 21
附录二 22
一、绪论
（一）课题背景及其意义?
在这个经济飞速发展的时代里，我们的生活有了巨大的变化。这是一个智能，自动化的时代，其中，自动门就是个必不可少的，在各种高楼大厦中，自动门更是不可缺。自动门分为：旋转门、金色铝型自动门、平移门、感应电动门、紧急疏散平移门、重叠门、双开自动门、折叠门、90度推开门、快 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
速门等多种类别，其中自动平移门使用得最广泛，自动平移门便是我们一般提到的自动门、感应门。?
由门内外的红外线锁控制的自动门机械驱动装置是最常见自动平移门结构形式。这是通过红外传感器来感应是否有人靠近门，当感应到时，便会发出一个信号给控制器，从而达到开关门的效果。这不仅可以不需要派人来管理，还能启到放风尘，防噪音，防止空调冷气浪费的作用。使得建筑的档次进一步的提升。
伴随着人们生活的进步，技术的发展，人类已经开始使用了各种控制技术来使自己的生活更加精彩丰富。自动平移门控制系统已成为学校，公司等引导人员流动和控制访问的首选方式。在今天，自动门更突出了安全性，在实用性下，还使得建筑更有艺术的美感。
（二）?国内外的研究状况? ????
自动门简单地说便是门的另一种表现方式，这是因人们所需求而发明并逐渐完善的一个创造，与人或密切相关。所谓自动门，便是有着自己的控制单元和驱动系统从而能自动开关的门，当人接近时便会有一个开门信号，当人离开后门就会自己关闭，这一个过程便是自动门的开关控制系统来完成的。
自上世纪以来，自动门开始在建筑上渐渐使用。在二十世纪后，自动门开始在美国超级市场中使用，随后大楼开始逐渐使用上了当时世界第一自动门公司所发明的各式自动门。到了二十世纪六十年代，随着科技不断发展，城市建设加快，自动门的款式也在不断增多。伴随着电子技术的发展，人们渐渐的开始使用直接控制电动机的方法来控制自动门，放弃了最初因为技术不足无法掌控电动机转速而使用其他低转换比能源代替的方式。在这个可以直接使用电动机控制自动门的时代，电气式自动门也在渐渐成为主流。比如刷卡自动门，红外感应自动门，微波感应自动门，触摸感应自动门，脚踏感应自动门等可以通过识别来控制的专用自动门。?
自动门系统必须要通过建筑的实用特点并需要由与自动门控制器相连的例如安全装置，开门信号源，门禁系统等辅助控制装置的使用要求而配备。通过人员的组成，楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。
在这个自动门技术已经成熟的时代，想要制作出自动门系统，只要掌握了自动门的构成与知识，加上所感应的信号便可以完成。
二、 方案的设计与论证
（一）控制的确定
本系统由STC89C52单片机核心板模块电路、热释红外传感器模块电路、步进电机机器驱动电路、烟雾报警传感器模块电路和电源电路组成。?
（二）控制方式的选择
1. 单片机芯片的选择
方案一
选用CPLD来做控制器，这款可编程逻辑器件能实现许多功能，并有着许多的优点，在规模、密度、体积、稳定性上都有着良好出色的能力，但是在本设计中不需要用到这些，且价格不低，所以不采用这一选择。
方案二
美国TI所推出的芯片MSP430也是一款不错的选择，这一芯片在当今广泛应用于各种仪器、智能化的设备管理以及控制等方面，它的可靠性十分高，体积微小，在功耗等方便都是十分出色的，不过因为使用这一款芯片的成本非常高，所以放弃了此方案。
方案三
选择STC89C52单片机作为主控制器，这是款单片机耗能低，性能好且是COMS8位微控制器，系统可编程 Flash 存储器高达8K。该单片机功耗低、接口丰富，成本低廉，完全能满足本设计要求。
通过以上对比，采用方案三STC89C52单片机为主控制器更为妥当。
2.电机驱动模块的选择
方案一：
采用功率三极管，功率三极管成本低廉，使用起来十分简单，能轻松理解其组成以及原理，然而功率损耗较为严重，并且易发热，在长时间使用时十分不方便，故而放弃此方案
方案二：
采用ULN2003。这是一款高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品，本身耐压高、电流增益大、耐热且对负载要求低，可在许多高速大功率驱动系统中使用。它由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成，可以在同一时间段驱动7组负载，为单片双极型大功率高速集成电路。
方案三
采用继电器，如果使用继电器将会使得电路更为简便，但是它的反应较慢且不耐用，并不可靠，所以放弃这一方案。
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