stm32f103的商场智能感应门设计
本课题以“基于STM32F103的商场智能感应门”作为研究课题，设计了一款采用STM32微处理器来作为内部核心控制器的商场感应门。这款感应门可以在检测到门前有人时自动将玻璃门开启，并且延时一段时间后自动关闭，与此同时还加入了玻璃门防夹伤等处理流程，实现了对用户人身安全保护。由于采用的主控芯片比较成熟，并且CPU的主频频率比较高，使得运算速度非常快，能够根据现实情况进行快速响应，达到了预期所有的功能设计指标。这款商场智能感应门分为了软件系统和硬件系统两个部分，可以发现这款系统非常适合推向市面，能在一定程度上降低相关产品的研发成本。
目录
一、 引言 1
（一） 商场智能感应门的发展背景 1
（二） 研究意义 1
二、 商场智能感应门的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 商场智能感应门主控电路设计 4
（二） 商场门拖动电路设计 5
（三） LCD1602液晶显示电路设计 7
（四） 红外对管传感器电路设计 9
（五） 按键电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 商场智能感应门的主程序流程设计 12
（二） 人体检测流程设计 13
（三） 步进电机转动子程序流程设计 13
（四） 参数显示子程序流程设计 14
五、 实物制作与安装 16
总结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
商场智能感应门的发展背景
感应门的前身是自动门，最早在20世纪20年代在美国的商场开始使用，世界第一品牌多玛在1945年油压式空气自动门，到1962年电气式自动门出现了。
最初的自动门利用电源开关进行电动机的速度控制很难，只能利用油压空压速度控制，但是资源利用率很低。伴随着电气控制技术的成熟，直接控制电动机的电气式逐渐成为主流。现在，随着单片机技术的发展，各种可识别控制的自动感应门成为主流，例如： *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
红外感应门、微波感应门、触摸感应门、脚踏感应门等。
自动门实在20世纪90年代进入中国，并在国内较为发达的东部沿海地区流行起来。现在，随着感应门的发展，中国已经成为感应门和出入口控制设备的最大市场和制造中心，感应门的发展前景十分可观。
本课题将要设计的是一款能够显示实时状态、红外感应人体信号、电机拖动的商场感应门。这种商场智能感应门系统在当前的发展现状下主要是通过等微处理器作为其内部的主控核心，将高性能的CPU嵌入后，通过CPU对外部高性能的传感器模块组以及其他功能芯片进行有序的驱动后，实现对系统外部输入信号的接收，随后通过CPU内部高性能的运算模块实现对信号的处理并产生输出结果，通过对输出模块的驱动从而用户可以得到处理结果。
通过对当前市面上大多数商场智能感应门系统进行观察和资料翻阅后可以发现，在商场智能感应门系统发展到当今这个阶段，内部微处理器芯片自身的性能、传感器的性能以及内部程序代码的高效性三个因素决定着商场智能感应门系统的关键核心功能，要实现性能更高的系统，需要同时满足这些条件。现如今的商场智能感应门系统已经实现了大规模的数字化，很少有设计者会再采用传统的模拟电路架构，全数字化架构的优点非常显著，对于系统本身来说，工作性能稳定，极少可能会受到外部环境因素的影响；系统的功能优化非常容易实现，只需要对微处理器芯片内部的程序代码进行重新烧录即可快速的实现产品的更新换代或者缺陷修复，本课题就将以这种数字式的商场智能感应门系统作为研究对象，设计一款满足课题要求的商场感应门。
研究意义
本文将要研究的是一款能够实现对门前是否有人进行自动检测并且自动开启玻璃门的商场感应门，在微处理器的片外配置了液晶屏显示电路、步进电机拖动电路、ULN2003步进电机驱动电路和HCSR501红外对管传感器电路等功能子电路。
本课题结合了本人大学期间对专业知识的学习，是对自身综合素质的一种检测，而且我对这方面的知识很感兴趣，这类产品目前比较前景，也可以作为就业选择的一个方向。选用了目前市面上较为流行的STM32微处理器作为主控核心，并配合了一些性能较高传感器作为核心部分，设计一款商场智能感应门系统。
商场智能感应门的方案设计
在对商场智能感应门系统的硬件电路和软件系统进行设计之前，为了能够更加方便的对各个功能模块进行实现，这里需要对商场智能感应门系统的总体实现方案以及各个功能子模块的实现方案进行设计，实现了对门前是否有人并且能够当检测到门前有人时自动将玻璃门开启。以下为本课题将要实现的各项功能指标：配置了LCD1602液晶屏电路，用于实现将玻璃门的开启状态、课题标题以及运行模式显示。配置了步进电机拖动电路，选用ULN2003驱动芯片实现对步进电机驱动脉冲功率的足够放大，用于实现对玻璃门开启和关闭的拖动功能；配置了红外对管传感器电路，实现对门前是否有人进行实时监测。
图1 商场智能感应门系统框图
系统硬件设计
商场智能感应门主控电路设计
STM32微处理器简介
考虑到STM32单片机内部的功能模块丰富并且价格较低，处理速度能够满足这款智能感应门的需求，因此本课题选用STM32F103来作为主控，STM32微处理器芯片能够在0~72MHz之间的时钟频率输入下实现稳定的指令执行，它的最高时钟输入可以达到很高频率，这样就能够保证STM32微处理器芯片高速的执行指令和数据的运算，实现对商场智能感应门系统的快速稳定控制，在不需要高速运行商场智能感应门系统时，可以将时钟频率降低到0Hz，使得系统功耗大幅度降低。STM32微处理器芯片内部除了一款具有高速数据处理能力的CPU之外，还在CPU周围配置了FLASH、RAM、定时器、各类总线、中断模块以及各类接口等，与此同时用户能够通过C语言或者汇编语言的程序设计，对该微处理器内部寄存器进行读写操作后，实现对这些功能模块的控制，通过这些控制实现商场智能感应门系统总体的预期目标功能。
目录
一、 引言 1
（一） 商场智能感应门的发展背景 1
（二） 研究意义 1
二、 商场智能感应门的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 商场智能感应门主控电路设计 4
（二） 商场门拖动电路设计 5
（三） LCD1602液晶显示电路设计 7
（四） 红外对管传感器电路设计 9
（五） 按键电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 商场智能感应门的主程序流程设计 12
（二） 人体检测流程设计 13
（三） 步进电机转动子程序流程设计 13
（四） 参数显示子程序流程设计 14
五、 实物制作与安装 16
总结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
商场智能感应门的发展背景
感应门的前身是自动门，最早在20世纪20年代在美国的商场开始使用，世界第一品牌多玛在1945年油压式空气自动门，到1962年电气式自动门出现了。
最初的自动门利用电源开关进行电动机的速度控制很难，只能利用油压空压速度控制，但是资源利用率很低。伴随着电气控制技术的成熟，直接控制电动机的电气式逐渐成为主流。现在，随着单片机技术的发展，各种可识别控制的自动感应门成为主流，例如： *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
红外感应门、微波感应门、触摸感应门、脚踏感应门等。
自动门实在20世纪90年代进入中国，并在国内较为发达的东部沿海地区流行起来。现在，随着感应门的发展，中国已经成为感应门和出入口控制设备的最大市场和制造中心，感应门的发展前景十分可观。
本课题将要设计的是一款能够显示实时状态、红外感应人体信号、电机拖动的商场感应门。这种商场智能感应门系统在当前的发展现状下主要是通过等微处理器作为其内部的主控核心，将高性能的CPU嵌入后，通过CPU对外部高性能的传感器模块组以及其他功能芯片进行有序的驱动后，实现对系统外部输入信号的接收，随后通过CPU内部高性能的运算模块实现对信号的处理并产生输出结果，通过对输出模块的驱动从而用户可以得到处理结果。
通过对当前市面上大多数商场智能感应门系统进行观察和资料翻阅后可以发现，在商场智能感应门系统发展到当今这个阶段，内部微处理器芯片自身的性能、传感器的性能以及内部程序代码的高效性三个因素决定着商场智能感应门系统的关键核心功能，要实现性能更高的系统，需要同时满足这些条件。现如今的商场智能感应门系统已经实现了大规模的数字化，很少有设计者会再采用传统的模拟电路架构，全数字化架构的优点非常显著，对于系统本身来说，工作性能稳定，极少可能会受到外部环境因素的影响；系统的功能优化非常容易实现，只需要对微处理器芯片内部的程序代码进行重新烧录即可快速的实现产品的更新换代或者缺陷修复，本课题就将以这种数字式的商场智能感应门系统作为研究对象，设计一款满足课题要求的商场感应门。
研究意义
本文将要研究的是一款能够实现对门前是否有人进行自动检测并且自动开启玻璃门的商场感应门，在微处理器的片外配置了液晶屏显示电路、步进电机拖动电路、ULN2003步进电机驱动电路和HCSR501红外对管传感器电路等功能子电路。
本课题结合了本人大学期间对专业知识的学习，是对自身综合素质的一种检测，而且我对这方面的知识很感兴趣，这类产品目前比较前景，也可以作为就业选择的一个方向。选用了目前市面上较为流行的STM32微处理器作为主控核心，并配合了一些性能较高传感器作为核心部分，设计一款商场智能感应门系统。
商场智能感应门的方案设计
在对商场智能感应门系统的硬件电路和软件系统进行设计之前，为了能够更加方便的对各个功能模块进行实现，这里需要对商场智能感应门系统的总体实现方案以及各个功能子模块的实现方案进行设计，实现了对门前是否有人并且能够当检测到门前有人时自动将玻璃门开启。以下为本课题将要实现的各项功能指标：配置了LCD1602液晶屏电路，用于实现将玻璃门的开启状态、课题标题以及运行模式显示。配置了步进电机拖动电路，选用ULN2003驱动芯片实现对步进电机驱动脉冲功率的足够放大，用于实现对玻璃门开启和关闭的拖动功能；配置了红外对管传感器电路，实现对门前是否有人进行实时监测。
图1 商场智能感应门系统框图
系统硬件设计
商场智能感应门主控电路设计
STM32微处理器简介
考虑到STM32单片机内部的功能模块丰富并且价格较低，处理速度能够满足这款智能感应门的需求，因此本课题选用STM32F103来作为主控，STM32微处理器芯片能够在0~72MHz之间的时钟频率输入下实现稳定的指令执行，它的最高时钟输入可以达到很高频率，这样就能够保证STM32微处理器芯片高速的执行指令和数据的运算，实现对商场智能感应门系统的快速稳定控制，在不需要高速运行商场智能感应门系统时，可以将时钟频率降低到0Hz，使得系统功耗大幅度降低。STM32微处理器芯片内部除了一款具有高速数据处理能力的CPU之外，还在CPU周围配置了FLASH、RAM、定时器、各类总线、中断模块以及各类接口等，与此同时用户能够通过C语言或者汇编语言的程序设计，对该微处理器内部寄存器进行读写操作后，实现对这些功能模块的控制，通过这些控制实现商场智能感应门系统总体的预期目标功能。
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