stm32单片机红外线控制自动门
摘 要本课题设计了一款以ARM型微处理器作为主控核心的红外线自动门系统，通过意法半导体研发的这款ARM内核微处理器STM32的控制，使得这款自动门系统能够实现对门前是否有人进行实时全方位的检测，检测角度范围和检测准确度相比于目前市面上的产品来说具有更高的优势，通过红外线形人体检测传感器的对人体释放的红外线的灵活检测，从而使得主控微处理器能够判断是否需要开启自动门，当自动门开启后，系统将对门前是否有人进行继续检测，如果没人那么自动门将在步进电机的拖动下自动关闭，另外管理员还能够通过液晶显示器查看到玻璃门控制系统的运行状态和一些重要数据。系统的设计内容包含了硬件系统和软件系统两个方面，课题通过验证环节对这款智能红外线自动门系统的工作状态进行了测试，表现出了预期应得的结果，数据表明该设计成果适合推广，能够有效的降低市面上相关产品的成本。
目录
一、引言 1
（一）智能红外线自动门的发展背景 1
（二）智能红外线自动门的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 1
二、方案设计及元器件选择 3
（一）智能红外线自动门的方案设计 3
（二）STM32微处理器简介 3
（三）HCSR501红外线人体检测传感器简介 4
（四）LCD1602液晶屏简介 4
（五）步进电机简介 5
三、系统硬件设计 6
（一）最小系统电路设计 6
（二）红外线人体检测传感器电路设计 7
（三）LCD1602液晶屏电路设计 7
（四）步进电机拖动电路设计 8
（五）模式设置电路设计 9
四、系统软件设计 11
（一）智能红外线自动门的主程序流程设计 11
（二）显示屏驱动子程序设计 12
（三）脉冲控制信号子程序流程设计 12
（四）人体红外线感应子程序设计 13
五、实物制作与安装 15
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
附录四 程序 26
一、引言
（一）智能红外线自动门的发展背景
目前市面上大多数智能红外线自动门系统都是以微处理器等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以微处理器或者PLC以及LCD1602点阵屏幕、步进电机、步进电机驱动器和红外线人体检测传感器，本课题将以STM32微处理器来作为主控。查阅了近几年市面上多数智能红外线自动门系统产品的资料，将每种产品的优点和缺点都进行归纳总结，可以发现这类系统的优点主要表现为内部采用了等微处理器芯片作为了主控，产品研发人员可以将各项功能通过C语言等程序语言代码进行转换，在要进行优化设计时只需要通过程序编译器将程序代码进行改动，随后进行烧录即可完成系统的更新优化，因此相比于传统类型的模拟电路来说，产品的更新换代更具有优势。而这些系统所表现出的典型缺点主要是程序代码中存在着各种类型的bug，这些bug的有些较为明显，有些非常隐蔽，程序开发人员有时很难察觉到这些bug带来的隐患，所以这类数字化智能红外线自动门系统的研发对于设计人员的程序设计水平具有较高要求。要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，智能红外线自动门系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了智能红外线自动门系统的发展。
（二）智能红外线自动门的国内外发展现状
智能红外线自动门系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，新型技术在智能红外线自动门系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的智能红外线自动门系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
（三）本文主要研究内容
本文以“基于STM32微处理器红外线控制自动门”作为研究课题，设计了一款能够实现对门前是否有人进行实时全方位的检测的智能型STM32微处理器控制系统，检测角度范围和检测准确度相比于目前市面上的产品来说具有更高的优势，通过红外线形人体检测传感器的对人体释放的红外线的灵活检测，从而使得主控微处理器能够判断是否需要开启自动门，当自动门开启后，系统将对门前是否有人进行继续检测，如果没人那么自动门将在步进电机的拖动下自动关闭，另外管理员还能够通过液晶显示器查看到玻璃门控制系统的运行状态和一些重要数据。
二、方案设计及元器件选择
（一）智能红外线自动门的方案设计
为了实现这款红外线智能自动门控制系统，本课题将按照下图1中的框图架构来对各项功能来进行设计，在实现对门前是否有人的检测功能方面，本课题将选用一款高性能和具备高灵敏度的红外线人体检测传感器来实现这一功能，系统通过它来将人体释放的红外线信号转换为电压信号进行输出，通过转换模块的作用，使得ARM型微处理器能够读取到高低电平信号，从而判断门前是否有人。
在实现对自动门的开启和关闭两个动作方面，本课题结合了当前市面上大多数优良自动门的拖动电机来看，选用了步进电机，在下图框图中将配置步进电机驱动模块，通过ARM微处理器输出四相脉冲信号来对步进电机进行转动控制，从而实现自动门的启闭。
在实现对自动门控制系统的一些重要数据的显示功能方面，本课题选用了LCD1602液晶屏来进行数据的显示，ARM型微处理器将通过接口将待显示数据送入该液晶屏内，从而使得用户能够直观的看到一些数据。
图1 智能红外线自动门硬件框图
目录
一、引言 1
（一）智能红外线自动门的发展背景 1
（二）智能红外线自动门的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 1
二、方案设计及元器件选择 3
（一）智能红外线自动门的方案设计 3
（二）STM32微处理器简介 3
（三）HCSR501红外线人体检测传感器简介 4
（四）LCD1602液晶屏简介 4
（五）步进电机简介 5
三、系统硬件设计 6
（一）最小系统电路设计 6
（二）红外线人体检测传感器电路设计 7
（三）LCD1602液晶屏电路设计 7
（四）步进电机拖动电路设计 8
（五）模式设置电路设计 9
四、系统软件设计 11
（一）智能红外线自动门的主程序流程设计 11
（二）显示屏驱动子程序设计 12
（三）脉冲控制信号子程序流程设计 12
（四）人体红外线感应子程序设计 13
五、实物制作与安装 15
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
附录四 程序 26
一、引言
（一）智能红外线自动门的发展背景
目前市面上大多数智能红外线自动门系统都是以微处理器等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以微处理器或者PLC以及LCD1602点阵屏幕、步进电机、步进电机驱动器和红外线人体检测传感器，本课题将以STM32微处理器来作为主控。查阅了近几年市面上多数智能红外线自动门系统产品的资料，将每种产品的优点和缺点都进行归纳总结，可以发现这类系统的优点主要表现为内部采用了等微处理器芯片作为了主控，产品研发人员可以将各项功能通过C语言等程序语言代码进行转换，在要进行优化设计时只需要通过程序编译器将程序代码进行改动，随后进行烧录即可完成系统的更新优化，因此相比于传统类型的模拟电路来说，产品的更新换代更具有优势。而这些系统所表现出的典型缺点主要是程序代码中存在着各种类型的bug，这些bug的有些较为明显，有些非常隐蔽，程序开发人员有时很难察觉到这些bug带来的隐患，所以这类数字化智能红外线自动门系统的研发对于设计人员的程序设计水平具有较高要求。要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，智能红外线自动门系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了智能红外线自动门系统的发展。
（二）智能红外线自动门的国内外发展现状
智能红外线自动门系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，新型技术在智能红外线自动门系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的智能红外线自动门系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
（三）本文主要研究内容
本文以“基于STM32微处理器红外线控制自动门”作为研究课题，设计了一款能够实现对门前是否有人进行实时全方位的检测的智能型STM32微处理器控制系统，检测角度范围和检测准确度相比于目前市面上的产品来说具有更高的优势，通过红外线形人体检测传感器的对人体释放的红外线的灵活检测，从而使得主控微处理器能够判断是否需要开启自动门，当自动门开启后，系统将对门前是否有人进行继续检测，如果没人那么自动门将在步进电机的拖动下自动关闭，另外管理员还能够通过液晶显示器查看到玻璃门控制系统的运行状态和一些重要数据。
二、方案设计及元器件选择
（一）智能红外线自动门的方案设计
为了实现这款红外线智能自动门控制系统，本课题将按照下图1中的框图架构来对各项功能来进行设计，在实现对门前是否有人的检测功能方面，本课题将选用一款高性能和具备高灵敏度的红外线人体检测传感器来实现这一功能，系统通过它来将人体释放的红外线信号转换为电压信号进行输出，通过转换模块的作用，使得ARM型微处理器能够读取到高低电平信号，从而判断门前是否有人。
在实现对自动门的开启和关闭两个动作方面，本课题结合了当前市面上大多数优良自动门的拖动电机来看，选用了步进电机，在下图框图中将配置步进电机驱动模块，通过ARM微处理器输出四相脉冲信号来对步进电机进行转动控制，从而实现自动门的启闭。
在实现对自动门控制系统的一些重要数据的显示功能方面，本课题选用了LCD1602液晶屏来进行数据的显示，ARM型微处理器将通过接口将待显示数据送入该液晶屏内，从而使得用户能够直观的看到一些数据。
图1 智能红外线自动门硬件框图
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