单片机的自动门控制系统设计
目 录
一、 引言 1
（一） 自动门的发展背景 1
（二） 自动门控制系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 主控方案选择及元器件介绍 3
（一） 微处理器芯片选取 3
（二） STC89C51单片机概述 3
（三） 热释电红外传感器概述 4
（四） 菲涅尔透镜介绍 5
（五） 步进电机使用方法 6
（六） LCD1602型集成液晶概述 7
（七） DS1302时钟芯片介绍 8
三、 硬件系统设计 9
（一） 自动门控制系统的方案设计 9
（二） STC89C51单片机最小系统 10
（三） 热释电红外传感器电路设计 11
（四） 步进电机及其驱动电路设计 11
（五） LCD1602外围电路原理图设计 12
（六） DS1302芯片及外围电路设计 12
四、 软件系统设计 14
（一） 软件系统流程图设计 14
（二） HC-SR501热释电红外传感器工作流程设计 16
（三） 步进电机工作流程图设计 17
（四） LCD1602液晶屏工作流程图 17
（五） DS1302工作流程图设计 18
五、 仿真调试 19
总结 22
致谢 23
参考文献 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 程序 28
引言
自动门的发展背景
自动门控制系统系统值的是能够自动感应门前是否有人并自动启闭玻璃门的系统，这种系统内部由微处理器、人体感应模块、按键模块、步进电机模块以及显示器模块等部分组成。自动门的出现不仅是科学技术发展的集中体现，更反应了传感器技术已经发展到了与人们生活丝丝相关的程度。在自动门出现以前，银行、商场、超市以及医院等公共场合的管理人员反应传统的人工门不但推拉沉重，更显不出“欢迎光临”的态度来，
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展背景
自动门控制系统系统值的是能够自动感应门前是否有人并自动启闭玻璃门的系统，这种系统内部由微处理器、人体感应模块、按键模块、步进电机模块以及显示器模块等部分组成。自动门的出现不仅是科学技术发展的集中体现，更反应了传感器技术已经发展到了与人们生活丝丝相关的程度。在自动门出现以前，银行、商场、超市以及医院等公共场合的管理人员反应传统的人工门不但推拉沉重，更显不出“欢迎光临”的态度来，另外还有一个重要的问题就是，一到炎热的夏天，由于商场和超市内都开着空调冷气，有些顾客进出时没有随手关门的习惯，因此浪费了大量的冷气。这些问题提出后，人们迅速想到了是否能发明一种自动门，当顾客进门前自动将玻璃门打开让顾客进入，而顾客进入后门又能够自动关闭，这一设想的提出在当时还属于异想天开，因为当时传感器技术刚起步，还不能实现人体的感应。随着传感器技术的飞速发展，在近几年自动门大量产生并在大大小小的超市、商场、医院以及银行里得到了重用，这主要是设计人员设计出了一种能够自动采集人体信号的传感器模块，这种传感器结合了红外感应原理，内部集成了一个高灵敏度的红外信号检测模块，能够对人体释放的红外波段进行检测而过滤掉其他波段的红外线，即不能检测非人体信号。因此当顾客走到门前时，由于释放的红外信号被人体检测探头拾取到，接着传感器输出信号给自动门系统的微处理器，微处理器立即驱动步进电机将门拉开；当顾客进店后，经过一小段时间的延时，微处理器再次驱动步进电机将玻璃门关上，这就是自动门控制系统的工作过程，可以看出质量高的自动门不但能够提高商场、超市的服务品质，更能达到节能环保的效果，并且质量好的自动门能够保障顾客的人身安全，因此本文以基于单片机的自动门控制系统为课题，研究一款高灵敏度自动门系统。
自动门控制系统的国内外发展现状
随着城市的不断发展和扩张，许多高服务质量的银行、超市和医院正在不断崛起，这些高端公共场所对于高性能自动门的需求也在与日俱增，同时也对自动门控制系统提出了更高的要求，不但要达到很快的反应速度，更要求其在开关门时具有人体保护功能，即当夹到人体时感应器能立即产生动作，停止步进电机的转动，同时将电机反转将门打开。除了这些最基本的功能外，国内外目前研究的热点是在自动门控制系统中植入人脸识别功能，无论顾客进或者出，人脸识别功能都将其记录下来，以便管理者能够在突发情况时方便对进出顾客进行查询。
本文主要研究内容
本文以基于单片机的自动门控制系统为课题，选用了宏晶公司的STC89C51单片机作为主控芯片，在片外配合步进电机及其驱动器、人体感应模块、RTC实时时钟模块以及显示器等部分，设计了一款高性能的自动门控制系统，并实现了如下功能：
1、当有顾客需要进出时，门将会自动打开。
2、门开后，过一段时间后，门将会自动进行关闭。
3、门上具备显示时间功能。
应用元器件介绍
微处理器芯片选取
方案一：选择中国宏晶公司推出的8位单片机STC89C51单片机作为本控制系统的主控单片机，STC89C51单片机同美国ATMEL公司的AT89C51属于同一种类型的单片机，都属于C51，片内采用INTEL公司的MCS-51内核作为片内的CPU，在CPU外部集成了一些常用的外围模块，如UART串口、两个外部中断管脚以及定时器模块等。STC89C51单片机的定时器是一款具有16位精度的高性能定时器，它的精确定时使得它能够应用在一些需要精确定时的场合。由于大学期间对51单片机有过系统的学习，并且已经掌握了其使用方法，因此本系统选择STC89C51单片机作为主控核心，能够大大缩短毕业设计的开发周期。
方案二：选用美国微芯半导体（Microchip）公司研发的PIC单片机作为主控芯片，PIC单片机的最大亮点是它以应用为出发，推出了适用于不同应用的几十种型号，这种单片机在推出时凭借着它极强的抗干扰能力迅速地在汽车领域赢得了广泛的应用，比如在汽车的点火器应用中，对单片机的要求是抗干扰能力强、芯片管脚少、管脚输出电流能力强、存储器容量小以及片内资源少，于是Microchip就推出了只有八个管脚PIC12
一、 引言 1
（一） 自动门的发展背景 1
（二） 自动门控制系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 主控方案选择及元器件介绍 3
（一） 微处理器芯片选取 3
（二） STC89C51单片机概述 3
（三） 热释电红外传感器概述 4
（四） 菲涅尔透镜介绍 5
（五） 步进电机使用方法 6
（六） LCD1602型集成液晶概述 7
（七） DS1302时钟芯片介绍 8
三、 硬件系统设计 9
（一） 自动门控制系统的方案设计 9
（二） STC89C51单片机最小系统 10
（三） 热释电红外传感器电路设计 11
（四） 步进电机及其驱动电路设计 11
（五） LCD1602外围电路原理图设计 12
（六） DS1302芯片及外围电路设计 12
四、 软件系统设计 14
（一） 软件系统流程图设计 14
（二） HC-SR501热释电红外传感器工作流程设计 16
（三） 步进电机工作流程图设计 17
（四） LCD1602液晶屏工作流程图 17
（五） DS1302工作流程图设计 18
五、 仿真调试 19
总结 22
致谢 23
参考文献 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 程序 28
引言
自动门的发展背景
自动门控制系统系统值的是能够自动感应门前是否有人并自动启闭玻璃门的系统，这种系统内部由微处理器、人体感应模块、按键模块、步进电机模块以及显示器模块等部分组成。自动门的出现不仅是科学技术发展的集中体现，更反应了传感器技术已经发展到了与人们生活丝丝相关的程度。在自动门出现以前，银行、商场、超市以及医院等公共场合的管理人员反应传统的人工门不但推拉沉重，更显不出“欢迎光临”的态度来，
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
展背景
自动门控制系统系统值的是能够自动感应门前是否有人并自动启闭玻璃门的系统，这种系统内部由微处理器、人体感应模块、按键模块、步进电机模块以及显示器模块等部分组成。自动门的出现不仅是科学技术发展的集中体现，更反应了传感器技术已经发展到了与人们生活丝丝相关的程度。在自动门出现以前，银行、商场、超市以及医院等公共场合的管理人员反应传统的人工门不但推拉沉重，更显不出“欢迎光临”的态度来，另外还有一个重要的问题就是，一到炎热的夏天，由于商场和超市内都开着空调冷气，有些顾客进出时没有随手关门的习惯，因此浪费了大量的冷气。这些问题提出后，人们迅速想到了是否能发明一种自动门，当顾客进门前自动将玻璃门打开让顾客进入，而顾客进入后门又能够自动关闭，这一设想的提出在当时还属于异想天开，因为当时传感器技术刚起步，还不能实现人体的感应。随着传感器技术的飞速发展，在近几年自动门大量产生并在大大小小的超市、商场、医院以及银行里得到了重用，这主要是设计人员设计出了一种能够自动采集人体信号的传感器模块，这种传感器结合了红外感应原理，内部集成了一个高灵敏度的红外信号检测模块，能够对人体释放的红外波段进行检测而过滤掉其他波段的红外线，即不能检测非人体信号。因此当顾客走到门前时，由于释放的红外信号被人体检测探头拾取到，接着传感器输出信号给自动门系统的微处理器，微处理器立即驱动步进电机将门拉开；当顾客进店后，经过一小段时间的延时，微处理器再次驱动步进电机将玻璃门关上，这就是自动门控制系统的工作过程，可以看出质量高的自动门不但能够提高商场、超市的服务品质，更能达到节能环保的效果，并且质量好的自动门能够保障顾客的人身安全，因此本文以基于单片机的自动门控制系统为课题，研究一款高灵敏度自动门系统。
自动门控制系统的国内外发展现状
随着城市的不断发展和扩张，许多高服务质量的银行、超市和医院正在不断崛起，这些高端公共场所对于高性能自动门的需求也在与日俱增，同时也对自动门控制系统提出了更高的要求，不但要达到很快的反应速度，更要求其在开关门时具有人体保护功能，即当夹到人体时感应器能立即产生动作，停止步进电机的转动，同时将电机反转将门打开。除了这些最基本的功能外，国内外目前研究的热点是在自动门控制系统中植入人脸识别功能，无论顾客进或者出，人脸识别功能都将其记录下来，以便管理者能够在突发情况时方便对进出顾客进行查询。
本文主要研究内容
本文以基于单片机的自动门控制系统为课题，选用了宏晶公司的STC89C51单片机作为主控芯片，在片外配合步进电机及其驱动器、人体感应模块、RTC实时时钟模块以及显示器等部分，设计了一款高性能的自动门控制系统，并实现了如下功能：
1、当有顾客需要进出时，门将会自动打开。
2、门开后，过一段时间后，门将会自动进行关闭。
3、门上具备显示时间功能。
应用元器件介绍
微处理器芯片选取
方案一：选择中国宏晶公司推出的8位单片机STC89C51单片机作为本控制系统的主控单片机，STC89C51单片机同美国ATMEL公司的AT89C51属于同一种类型的单片机，都属于C51，片内采用INTEL公司的MCS-51内核作为片内的CPU，在CPU外部集成了一些常用的外围模块，如UART串口、两个外部中断管脚以及定时器模块等。STC89C51单片机的定时器是一款具有16位精度的高性能定时器，它的精确定时使得它能够应用在一些需要精确定时的场合。由于大学期间对51单片机有过系统的学习，并且已经掌握了其使用方法，因此本系统选择STC89C51单片机作为主控核心，能够大大缩短毕业设计的开发周期。
方案二：选用美国微芯半导体（Microchip）公司研发的PIC单片机作为主控芯片，PIC单片机的最大亮点是它以应用为出发，推出了适用于不同应用的几十种型号，这种单片机在推出时凭借着它极强的抗干扰能力迅速地在汽车领域赢得了广泛的应用，比如在汽车的点火器应用中，对单片机的要求是抗干扰能力强、芯片管脚少、管脚输出电流能力强、存储器容量小以及片内资源少，于是Microchip就推出了只有八个管脚PIC12
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