AT89C51单片机的自动门控制系统
引 言 1
一、总体设计方案 1
二、主要选用芯片及器件介绍 1
（一）AT89C51单片机 1
(二) L293D芯片 3
（三）步进电动机 4
（四）BISS0001芯片 4
三、模块电路设计 5
（一）电源模块电路 5
（二）单片机最小系统 5
（三）红外传感器与单片机接口电路 6
（四）电机驱动电路 7
(五) 自动门控制系统原理 7
四、系统软件设计 8
总语 10
致谢 11
参考文献 . 12
附录一 原理图 13
附录二 元件清单 14
附录三 PCB图 15
附录四 程序代码 16
引 言
当今社会科技化、信息化程度越来越高，作为自动控制领域常见核心器件的单片机其应用领域也就越来越广泛，成为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展和科技的进步，人们生活水平的逐步提高，各种方便的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。自动门不但能带来进出方便、节约能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们感受高贵气息。同时也标志了自动控制领域进入数字化时代。其实用性强、功能全、技术先进。数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。本论文着重阐述了以单片机为主体、步进电机、传感器为核心的自动控制系统。
一、总体设计方案
设计基于红外线检测和AT89C51单片机的控制系统，使用红外线传感器作为传感器,当检测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
到人体辐射的红外线能量变化时,将其转化为电信号,传给控制单元单片机。由步进电机作为门驱动设备，通过单片机控制步进电机，决定门自动打开的时刻，当人进入后自动关闭。系统设计以单片机为控制核心，完成红外传感处理电路，驱动电路等硬件电路设计，以及软件编程。系统采用闭环控制，可以抑制内部或外部各种干扰引。总体框图如图1所示。
图1系统的总体框图
二、主要选用芯片及器件介绍
（一）AT89C51单片机
AT89S51有40个引脚，128字节的RAM，32个双向I/O口，5个中断级2层嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗电路，单片机内有时钟振荡器。该芯片具有PDIP，TQFP和PLCC三种封装，以满足不同产品的要求。
AT89C52可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU不工作，而RAM、串行端口、定时/计数器、中断系统可继续工作；掉电模式下，保存RAM数据、冻结振荡器，停止芯片其它功能，直到外部中断或硬件复位被激活。
1．主要特性：
? 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)
? 全静态工作：0Hz-24KHz
? 三级程序存储器保密锁定
? 128*8位内部RAM
? 32条可编程I/O线 ? 两个16位定时器/计数器
? 6个中断源
? 可编程串行通道 ? 低功耗的闲置和掉电模式
? 片内振荡器和时钟电路 图2 AT89C51管脚图
2．管脚说明如图2所示。
?VCC：供电电压。
?GND：接地。
?P0口：P0口是一个开路双向I/O口并且是8位漏级，它的每一个分支可以输入8TTL门电流。P0是一个数据存储器够用于外部程序，它能个称为数据/地址的第8位。
?P1口：P1口的管脚被输入1时，被内部上拉为高，可以用来作为输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
?P2口：P2口是一个内部上拉电阻并且是8位双向I/O口，P2口接受缓冲器，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，当它的管脚被拉高内部上拉电阻，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，这时输出电流。
?P3口：P3口管脚是双向I/O口，8个带有内部上拉电阻的，4个TTL门电流可以被它接收。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
?P3.2 /INT0（外部中断0）
?P3.3 /INT1（外部中断1）
?P3.6 /WR
?P3.7 /RD
?P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
?I/O口作为输入口时有两种工作方式读端口与读引脚读端口，实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过运算变换后再写回到端口锁存器。P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口。
?RST：复位输入。保持RST脚两个机器周期的高电平时间可以控制振荡器复位器件。
?XTAL1：作为反向振荡放大器和内部时钟工作电路的输入。
?XTAL2：来自反向振荡器的输出。
(二) L293D芯片
L293D为一种直流电机控制器件。具有外围电路简单、易于控制、集成等特点。本设计是在单片机AT89C51的基础上，扩展L293D构成的控制电路，配以电源电路，确保L293D为电机供电。测试结果显示，L293D对电机的控制性能效果良好。
图3 L293D引脚图
管脚说明如图3所示，L293D可接受标准电平信号4．5～7 V。4脚VS接电源电压，VS电压范围为＋2．5～46 V。L298的OUT1，OUT2和OUT3，OUT4可分别驱动2个电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。
（三）步进电动机
根据步进电机的运动形式为旋转步进电机和直线步进电机。步进电机的工作原理是将电脉冲信号转化为相应的角位移信号，控制电机运转。马达每接收一个电脉冲输入就转动一步。步进电机的步进距离和步进速度不受电压波动、温度和负荷的变化的影响，只取决于脉冲频率。改变脉冲频率可以调整电机的转速。再配上位置检测元件后，可用于闭环数字控制系统。
步进电机的角位移与输入的脉冲数成比例，跟随性能好。开环数控步进电机的驱动电路简单可靠。加上角度反馈环节可组成高性能的闭环数控系统。步进电机的优点有：动态响应快、易于起停、正反转、速度可平滑调节。低速运行时有大转矩，因此，一般直接驱动负载而不用减速器。
（四）BISS0001简介
附录四 程序代码
一、总体设计方案 1
二、主要选用芯片及器件介绍 1
（一）AT89C51单片机 1
(二) L293D芯片 3
（三）步进电动机 4
（四）BISS0001芯片 4
三、模块电路设计 5
（一）电源模块电路 5
（二）单片机最小系统 5
（三）红外传感器与单片机接口电路 6
（四）电机驱动电路 7
(五) 自动门控制系统原理 7
四、系统软件设计 8
总语 10
致谢 11
参考文献 . 12
附录一 原理图 13
附录二 元件清单 14
附录三 PCB图 15
附录四 程序代码 16
引 言
当今社会科技化、信息化程度越来越高，作为自动控制领域常见核心器件的单片机其应用领域也就越来越广泛，成为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展和科技的进步，人们生活水平的逐步提高，各种方便的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。自动门
一、总体设计方案
设计基于红外线检测和AT89C51单片机的控制系统，使用红外线传感器作为传感器,当检测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
到人体辐射的红外线能量变化时,将其转化为电信号,传给控制单元单片机。由步进电机作为门驱动设备，通过单片机控制步进电机，决定门自动打开的时刻，当人进入后自动关闭。系统设计以单片机为控制核心，完成红外传感处理电路，驱动电路等硬件电路设计，以及软件编程。系统采用闭环控制，可以抑制内部或外部各种干扰引。总体框图如图1所示。
图1系统的总体框图
二、主要选用芯片及器件介绍
（一）AT89C51单片机
AT89S51有40个引脚，128字节的RAM，32个双向I/O口，5个中断级2层嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗电路，单片机内有时钟振荡器。该芯片具有PDIP，TQFP和PLCC三种封装，以满足不同产品的要求。
AT89C52可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU不工作，而RAM、串行端口、定时/计数器、中断系统可继续工作；掉电模式下，保存RAM数据、冻结振荡器，停止芯片其它功能，直到外部中断或硬件复位被激活。
1．主要特性：
? 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)
? 全静态工作：0Hz-24KHz
? 三级程序存储器保密锁定
? 128*8位内部RAM
? 32条可编程I/O线 ? 两个16位定时器/计数器
? 6个中断源
? 可编程串行通道 ? 低功耗的闲置和掉电模式
? 片内振荡器和时钟电路 图2 AT89C51管脚图
2．管脚说明如图2所示。
?VCC：供电电压。
?GND：接地。
?P0口：P0口是一个开路双向I/O口并且是8位漏级，它的每一个分支可以输入8TTL门电流。P0是一个数据存储器够用于外部程序，它能个称为数据/地址的第8位。
?P1口：P1口的管脚被输入1时，被内部上拉为高，可以用来作为输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
?P2口：P2口是一个内部上拉电阻并且是8位双向I/O口，P2口接受缓冲器，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，当它的管脚被拉高内部上拉电阻，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，这时输出电流。
?P3口：P3口管脚是双向I/O口，8个带有内部上拉电阻的，4个TTL门电流可以被它接收。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
?P3.2 /INT0（外部中断0）
?P3.3 /INT1（外部中断1）
?P3.6 /WR
?P3.7 /RD
?P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
?I/O口作为输入口时有两种工作方式读端口与读引脚读端口，实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过运算变换后再写回到端口锁存器。P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口。
?RST：复位输入。保持RST脚两个机器周期的高电平时间可以控制振荡器复位器件。
?XTAL1：作为反向振荡放大器和内部时钟工作电路的输入。
?XTAL2：来自反向振荡器的输出。
(二) L293D芯片
L293D为一种直流电机控制器件。具有外围电路简单、易于控制、集成等特点。本设计是在单片机AT89C51的基础上，扩展L293D构成的控制电路，配以电源电路，确保L293D为电机供电。测试结果显示，L293D对电机的控制性能效果良好。
图3 L293D引脚图
管脚说明如图3所示，L293D可接受标准电平信号4．5～7 V。4脚VS接电源电压，VS电压范围为＋2．5～46 V。L298的OUT1，OUT2和OUT3，OUT4可分别驱动2个电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。
（三）步进电动机
根据步进电机的运动形式为旋转步进电机和直线步进电机。步进电机的工作原理是将电脉冲信号转化为相应的角位移信号，控制电机运转。马达每接收一个电脉冲输入就转动一步。步进电机的步进距离和步进速度不受电压波动、温度和负荷的变化的影响，只取决于脉冲频率。改变脉冲频率可以调整电机的转速。再配上位置检测元件后，可用于闭环数字控制系统。
步进电机的角位移与输入的脉冲数成比例，跟随性能好。开环数控步进电机的驱动电路简单可靠。加上角度反馈环节可组成高性能的闭环数控系统。步进电机的优点有：动态响应快、易于起停、正反转、速度可平滑调节。低速运行时有大转矩，因此，一般直接驱动负载而不用减速器。
（四）BISS0001简介
附录四 程序代码
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