红外感应门控制系统设计与制作
摘 要本文以单片机技术和大学期间所学的主控处理器相关知识当作背景，设计了一种可以完成自动检测玻璃门前是否有人并且当有人时自动拖动玻璃门进行开启的的智能红外感应门控制系统，与此同时系统还加入了智能保护流程，玻璃门开启和关闭瞬间移动速度会降低，防止对人体造成挤压伤害。在硬件电路上设计了复位电路和时钟电路结合AT89C51芯片组成了最小系统电路，通过该电路实现了对参数显示电路、步进电机电路、和等电路的驱动。在软件结构中通过C语言对智能红外感应门控制系统的程序语言进行了设计，并且结合编程环境完成了对系统运行过程中的变量采集。本系统最大的特点是以单片机电路结合传感器电路的巧妙搭配，极大的提升了系统的工作性能。在对系统设计成果进行验证的环节，通过丰富的测试数据与标准仪器检测的信号进行对比的形式，对比结果一致，表示本智能红外感应门系统的全部指标功能都已达标。
目录
一、 引言 1
（一） 红外感应门的发展背景 1
（二） 红外感应门的发展现状 1
（三） 主要内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） AT89C51单片机简介 3
（二） 小型步进电机简介 3
（三） ULN2003步进电机驱动芯片简介 4
（四） LCD1602液晶屏模块简介 4
（五） 红外对管传感器简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 智能红外感应门系统框图设计 6
（二） AT89C51单片机最小系统电路设计 6
1. 时钟电路构建 6
2. 复位电路配置 6
（三） 门前人体检测电路设计 7
（四） 玻璃门拖动电路设计 7
（五） 系统显示电路设计 8
（六） 按键电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 红外感应门的主程序流程设计 10
（二） 门前人体检测流程设计 11
（三） LCD1602液晶屏驱动子程序设计 11
（四） 步进电机驱动子程序设计 12
五、 实物制作与调试 14
总结与展望 16
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参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
一、引言
红外感应门的发展背景
加入世贸组织以后各国间的科学技术交流以及商品贸易变得更频繁，贸易保护主义受到了前所未有的冲击，含有先进技术作为铺垫的外国商品持续流入我国市场，这其中就有了融入先进技术的智能红外感应门控制系统产品，因为我国在电子信息技术方面起步比较晚，因此相对于国外在这方面已经取得的成果来说，稍显劣势。智能红外感应门控制系统现如今正在以迅猛的速度进入电子产品市场，尤其是以高端单片机实现的产品最具有市场竞争潜力，尽管如今市面上的相关产品种类繁多，但这些现存产品仍然不能满足人们对智能红外感应门系统日益增加的性能和指标需求，伴随着经济水平和科学技术的持续发展，使用人员已经逐渐不能满足现有产品所能实现的性能，当前不论是工业控制场合还是人们的普通生活，对于数据的处理都已进入了大数据时代，这对于系统的运算处理能力提出了更为高的要求。2017年正直人工智能向人工智慧的转变时期，在智能红外感应门系统的效果方面，就以当前作为领跑者的10nm制程工艺技术来说，如今工厂可以通过这个技术在一片指甲盖大小的硅片上嵌入上亿颗晶体管，不仅如此，相对成本亦比之前更加低，要是将这些技术在不久的将来应用到智能红外感应门控制系统的配置中，那么这无疑将会给智能红外感应门控制系统的性能注入新的活力。本论文将要构建的是一种通过AT89C51作为控制器的智能红外感应门控制系统，经过了对当前市场上类似产品的广泛调研和比较，可以发现这些产品的指标几乎大同小异，绝大多数都是选用8位单片机或16位单片机完成的，可想而知在性能方面不会极其突出的，本毕业设计把结合这些产品所表现出的各项优点和缺点。如今ARM内核技术的不断发展使得非常多主控芯片都采用了这类CPU作为芯片内部核心部分，比如意法半导体公司的STM32系列、ARM7和ARM9等，当前市场上就有一部分智能红外感应门系统是选用这些ARM内核作为主控的产品，这些产品所表现出的整体优秀特性是数据处理能力强，运行频率高与此同时控制能力强，但是不足之处也比较突出，因为这些ARM内核基本上都含有32位以上的数据运算能力，而如今极少的智能红外感应门控制系统具有这项性能，所以在价格方面比其他产品要高出很多。本次毕业设计的研究重点是如何通过一片AT89C51来完成出一款高性能的智能红外感应门系统，这将是对我的一个艰难挑战，将对我的综合能力进行全面考验。
红外感应门的发展现状
智能概念的提出给智能红外感应门控制系统注入了新的生命活力，而且传感器技术的飞速发展亦把使该控制系统持续向多传感化发展，使智能红外感应门控制系统运行更加灵活。近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都得到了普遍发展，尤其是嵌入式以太网在智能红外感应门控制系统中的设计，现如今国内外许多研究小组都取得了该技术的学会，这项指标使智能红外感应门控制系统组网成为了可能，多个系统之间的数据交互变得非常轻易。现如今国际上有越发多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型智能红外感应门控制系统的研发，各角度当前国内外的现状来看，国内现有产品所表现出的关键技术与国外顶尖产品在持平状态，国际上处于一种竞争发展的状态。
主要内容
本论文配置了一种智能红外感应门系统，接着是本课题将要实现的设计内容和指标功能：
1、配置显示电路，通过单片机对LCD1602液晶屏电路的驱动从而实现参数的显示；
2、设计步进电机电路，能够以四相八拍方式进行多种动作的转动；
3、设计功率放大电路，使用步进电机驱动芯片ULN2003将单片机GPIO管脚输送出的电脉冲信号进行放大功率；
4、设计红外对管传感器电路，实现对人体信号的快速检测；
实现的功能：
1、按下红外感应门的开启/关闭按钮后，步进电机拖动门打开/闭合；
2、门的开关速度受到门与门框之间的距离影响，门离门框越近，为了预防伤害到过往人群，系统会降低门的移动速度；当离门框较远时，全速移动；
3、系统的运行状态可通过液晶屏进行显示
二、设计方案及元器件选用
AT89C51单片机简介
智能红外感应门系统的核心电路部分须要一种具有高性价比运算内核的处理器芯片来担任，为实现对智能红外感应门系统中各模块电路的高效控制和驱动，该系统使用AT89C51来作为核心电路部分，它含有4k字节容量大小的FLASH和256字节大小的RAM，两个款式的存储器会挨个决定这个控制器的使用范围与运行速度，这个配置非常适合本智能红外感应门系统。
目录
一、 引言 1
（一） 红外感应门的发展背景 1
（二） 红外感应门的发展现状 1
（三） 主要内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） AT89C51单片机简介 3
（二） 小型步进电机简介 3
（三） ULN2003步进电机驱动芯片简介 4
（四） LCD1602液晶屏模块简介 4
（五） 红外对管传感器简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 智能红外感应门系统框图设计 6
（二） AT89C51单片机最小系统电路设计 6
1. 时钟电路构建 6
2. 复位电路配置 6
（三） 门前人体检测电路设计 7
（四） 玻璃门拖动电路设计 7
（五） 系统显示电路设计 8
（六） 按键电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 红外感应门的主程序流程设计 10
（二） 门前人体检测流程设计 11
（三） LCD1602液晶屏驱动子程序设计 11
（四） 步进电机驱动子程序设计 12
五、 实物制作与调试 14
总结与展望 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
一、引言
红外感应门的发展背景
加入世贸组织以后各国间的科学技术交流以及商品贸易变得更频繁，贸易保护主义受到了前所未有的冲击，含有先进技术作为铺垫的外国商品持续流入我国市场，这其中就有了融入先进技术的智能红外感应门控制系统产品，因为我国在电子信息技术方面起步比较晚，因此相对于国外在这方面已经取得的成果来说，稍显劣势。智能红外感应门控制系统现如今正在以迅猛的速度进入电子产品市场，尤其是以高端单片机实现的产品最具有市场竞争潜力，尽管如今市面上的相关产品种类繁多，但这些现存产品仍然不能满足人们对智能红外感应门系统日益增加的性能和指标需求，伴随着经济水平和科学技术的持续发展，使用人员已经逐渐不能满足现有产品所能实现的性能，当前不论是工业控制场合还是人们的普通生活，对于数据的处理都已进入了大数据时代，这对于系统的运算处理能力提出了更为高的要求。2017年正直人工智能向人工智慧的转变时期，在智能红外感应门系统的效果方面，就以当前作为领跑者的10nm制程工艺技术来说，如今工厂可以通过这个技术在一片指甲盖大小的硅片上嵌入上亿颗晶体管，不仅如此，相对成本亦比之前更加低，要是将这些技术在不久的将来应用到智能红外感应门控制系统的配置中，那么这无疑将会给智能红外感应门控制系统的性能注入新的活力。本论文将要构建的是一种通过AT89C51作为控制器的智能红外感应门控制系统，经过了对当前市场上类似产品的广泛调研和比较，可以发现这些产品的指标几乎大同小异，绝大多数都是选用8位单片机或16位单片机完成的，可想而知在性能方面不会极其突出的，本毕业设计把结合这些产品所表现出的各项优点和缺点。如今ARM内核技术的不断发展使得非常多主控芯片都采用了这类CPU作为芯片内部核心部分，比如意法半导体公司的STM32系列、ARM7和ARM9等，当前市场上就有一部分智能红外感应门系统是选用这些ARM内核作为主控的产品，这些产品所表现出的整体优秀特性是数据处理能力强，运行频率高与此同时控制能力强，但是不足之处也比较突出，因为这些ARM内核基本上都含有32位以上的数据运算能力，而如今极少的智能红外感应门控制系统具有这项性能，所以在价格方面比其他产品要高出很多。本次毕业设计的研究重点是如何通过一片AT89C51来完成出一款高性能的智能红外感应门系统，这将是对我的一个艰难挑战，将对我的综合能力进行全面考验。
红外感应门的发展现状
智能概念的提出给智能红外感应门控制系统注入了新的生命活力，而且传感器技术的飞速发展亦把使该控制系统持续向多传感化发展，使智能红外感应门控制系统运行更加灵活。近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都得到了普遍发展，尤其是嵌入式以太网在智能红外感应门控制系统中的设计，现如今国内外许多研究小组都取得了该技术的学会，这项指标使智能红外感应门控制系统组网成为了可能，多个系统之间的数据交互变得非常轻易。现如今国际上有越发多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型智能红外感应门控制系统的研发，各角度当前国内外的现状来看，国内现有产品所表现出的关键技术与国外顶尖产品在持平状态，国际上处于一种竞争发展的状态。
主要内容
本论文配置了一种智能红外感应门系统，接着是本课题将要实现的设计内容和指标功能：
1、配置显示电路，通过单片机对LCD1602液晶屏电路的驱动从而实现参数的显示；
2、设计步进电机电路，能够以四相八拍方式进行多种动作的转动；
3、设计功率放大电路，使用步进电机驱动芯片ULN2003将单片机GPIO管脚输送出的电脉冲信号进行放大功率；
4、设计红外对管传感器电路，实现对人体信号的快速检测；
实现的功能：
1、按下红外感应门的开启/关闭按钮后，步进电机拖动门打开/闭合；
2、门的开关速度受到门与门框之间的距离影响，门离门框越近，为了预防伤害到过往人群，系统会降低门的移动速度；当离门框较远时，全速移动；
3、系统的运行状态可通过液晶屏进行显示
二、设计方案及元器件选用
AT89C51单片机简介
智能红外感应门系统的核心电路部分须要一种具有高性价比运算内核的处理器芯片来担任，为实现对智能红外感应门系统中各模块电路的高效控制和驱动，该系统使用AT89C51来作为核心电路部分，它含有4k字节容量大小的FLASH和256字节大小的RAM，两个款式的存储器会挨个决定这个控制器的使用范围与运行速度，这个配置非常适合本智能红外感应门系统。
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