基于AT89C52单片机的感应自动门设计
基于AT89C52单片机的感应自动门设计[20200131190201]
【摘要】
随着科技的不断发展，自动门在人们日常生活中断得到了广泛的应用，同时对其安全性及各方面的性能的要求越来越高。自动门的控制系统是随着人们对生活条件的不断追求，科技的不断发展应运而生的高科技产品。由于单片机系统的适应能力强，稳定性高，所以本设计采用AT89C52单片机作为主控制器。
本次设计是红外线自动门控制系统，使用红外线传感器作为感应器，检测到人体辐射的红外线能量变化，将其转化为电信号，传给单片机。交流电机作为门驱动装置。通过单片机控制交流电机，使门自动打开，当人进门后又可以使门自动关闭。本课题主要实现红外线检测和基于AT89C52的单片机控制系统。
【摘要】 8
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机；自动门控制；传感器；A/D模数转换
目 录
【摘要】 8
目 录 9
前言 10
一、方案简介 11
二、主要器件介绍 11
（一）AT89C52单片机介绍 11
1．单片机介绍 11
2. AT89C52管脚说明 12
（二）热释电红外传感器介绍 13
三、硬件设计 14
（一）驱动电路 14
（二）稳压电路 14
(三) 时钟振荡电路 15
(四)复位电路 15
（五）传感器接收电路 16
四、软件设计 17
五、设计总结 18
六、致 谢 词 18
七、参考文献 19
八、附录 20
附录一：总原理图 20
附录三：元器件清单 20
附录四：程序源代码 21
前言
社会不断的发展，信息化、科技化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广阔，成为人们生活中不可缺少的一部分。随着社会的发展和科技的进步以及人们生活水平的提高，各种方便人们生活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。自动门实用性高，功能齐全，技术先进，这是科技进步的成果。
自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。自动门指：可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。
自动门开始应用在建筑上，是在二十世纪以后。二十世纪后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，大楼的正门也开始使用自动门。到了1962年，电气式己开始出现。之后，随着城市的建设，自动门在技术领域每年都有所提高。当初，用供给建筑物的电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压来控制速度，能源利用效率很低。伴随着电气控制技术的发展，直接控制电动机的电气式自动门渐渐成为主流。例如：各种用可识别控制的自动门。如：感应自动门(红外感应，微波感应，触摸感应，脚踏感应)、刷卡自动门等。
如今，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地通行、保护、疏散，同时还体现出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调。门在150年前才开始大规模专业化生产，在不断发展和完善的过程中，出现了大批独具规模的专业制造商。门的高级形式--自动门起源在欧美，迅速发展至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。
自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。
自动平移门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内外两侧红外线，当人走近自动门时，红外线感应到人的存在，给控制器一个信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，提高了建筑的档次。
随着电子科技的不断发展, 各种智能控制系统进入人们的生活。自动平移门控制系统成为学校、公司等人流密集地疏导人流、控制出入的首选。
一、方案简介
1．有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。
2．人离开后，自动门将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。
二、主要器件介绍
（一）AT89C52单片机介绍
1．单片机介绍
单片机是把微型计算机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，即将运算器，控制器，输入输出接口，部分存储器以及其他一些逻辑部件集成在一个芯片上，故可以把单片机看成是一个不带外部设备的微型计算机。
AT89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，工作电压低，有高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C52单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图2-1所示。
图2-1 AT89C52外形及引脚图
2. AT89C52管脚说明
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，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。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。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。在实际应用中，大多数情况下都使用P3口的第二功能。
P3.0 —RXD：串行输入口
P3.1 —TXD：串行输出口
P3.2 —/INT0：外部中断0
P3.3 —/INT1：外部中断1
P3.4 —T0：记时器0外部输入
P3.5 —T1：记时器1外部输入
P3.6 —/WR：外部数据存储器
P3.7 —/RD：外部数据存储器
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
（二）热释电红外传感器介绍
热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料制成的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。
热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷，即在两电极之间产生微弱电压。由于它的输出阻抗极高，所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。传感器内部电路图如图2-2。
【摘要】
随着科技的不断发展，自动门在人们日常生活中断得到了广泛的应用，同时对其安全性及各方面的性能的要求越来越高。自动门的控制系统是随着人们对生活条件的不断追求，科技的不断发展应运而生的高科技产品。由于单片机系统的适应能力强，稳定性高，所以本设计采用AT89C52单片机作为主控制器。
本次设计是红外线自动门控制系统，使用红外线传感器作为感应器，检测到人体辐射的红外线能量变化，将其转化为电信号，传给单片机。交流电机作为门驱动装置。通过单片机控制交流电机，使门自动打开，当人进门后又可以使门自动关闭。本课题主要实现红外线检测和基于AT89C52的单片机控制系统。
【摘要】 8
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机；自动门控制；传感器；A/D模数转换
目 录
【摘要】 8
目 录 9
前言 10
一、方案简介 11
二、主要器件介绍 11
（一）AT89C52单片机介绍 11
1．单片机介绍 11
2. AT89C52管脚说明 12
（二）热释电红外传感器介绍 13
三、硬件设计 14
（一）驱动电路 14
（二）稳压电路 14
(三) 时钟振荡电路 15
(四)复位电路 15
（五）传感器接收电路 16
四、软件设计 17
五、设计总结 18
六、致 谢 词 18
七、参考文献 19
八、附录 20
附录一：总原理图 20
附录三：元器件清单 20
附录四：程序源代码 21
前言
社会不断的发展，信息化、科技化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广阔，成为人们生活中不可缺少的一部分。随着社会的发展和科技的进步以及人们生活水平的提高，各种方便人们生活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。自动门实用性高，功能齐全，技术先进，这是科技进步的成果。
自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。自动门指：可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。
自动门开始应用在建筑上，是在二十世纪以后。二十世纪后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，大楼的正门也开始使用自动门。到了1962年，电气式己开始出现。之后，随着城市的建设，自动门在技术领域每年都有所提高。当初，用供给建筑物的电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压来控制速度，能源利用效率很低。伴随着电气控制技术的发展，直接控制电动机的电气式自动门渐渐成为主流。例如：各种用可识别控制的自动门。如：感应自动门(红外感应，微波感应，触摸感应，脚踏感应)、刷卡自动门等。
如今，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地通行、保护、疏散，同时还体现出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调。门在150年前才开始大规模专业化生产，在不断发展和完善的过程中，出现了大批独具规模的专业制造商。门的高级形式--自动门起源在欧美，迅速发展至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。
自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。
自动平移门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内外两侧红外线，当人走近自动门时，红外线感应到人的存在，给控制器一个信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，提高了建筑的档次。
随着电子科技的不断发展, 各种智能控制系统进入人们的生活。自动平移门控制系统成为学校、公司等人流密集地疏导人流、控制出入的首选。
一、方案简介
1．有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。
2．人离开后，自动门将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。
二、主要器件介绍
（一）AT89C52单片机介绍
1．单片机介绍
单片机是把微型计算机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，即将运算器，控制器，输入输出接口，部分存储器以及其他一些逻辑部件集成在一个芯片上，故可以把单片机看成是一个不带外部设备的微型计算机。
AT89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，工作电压低，有高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C52单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图2-1所示。
图2-1 AT89C52外形及引脚图
2. AT89C52管脚说明
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，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。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。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。在实际应用中，大多数情况下都使用P3口的第二功能。
P3.0 —RXD：串行输入口
P3.1 —TXD：串行输出口
P3.2 —/INT0：外部中断0
P3.3 —/INT1：外部中断1
P3.4 —T0：记时器0外部输入
P3.5 —T1：记时器1外部输入
P3.6 —/WR：外部数据存储器
P3.7 —/RD：外部数据存储器
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
（二）热释电红外传感器介绍
热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料制成的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。
热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷，即在两电极之间产生微弱电压。由于它的输出阻抗极高，所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。传感器内部电路图如图2-2。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4346.html
