AT89C51单片机自动安全门设计
AT89C51单片机自动安全门设计[20200128193855]
摘要
本文介绍了单片机控制、自动安全门的电路组成、设计思路及功能。该自动安全门除具有基本门的开关之外，还具有定时、报警功能。 主人通过时间预设定门的自动开关的时间，系统将在这段时间内完成门的自动开关。考虑到不是每个时段都是可以随意进入，为了安全，所以夜间的时间需要输入正确的密码才能进入，三次错误的输入会得到报警器的提示。利用AT89C51单片机及外围接口实现的自动门系统，利用单片机的定时器/计时器定时和记数原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行开关，同时使数码管能够正确地显示输入的密码。
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关键字:单片机AT89C51；自动门；热释电红外传感器
引言 1
一、自动安全门的概述 2
（一）设计任务和主要内容 2
（二） AT89C51芯片的介绍 3
（三）AT89C51管脚说明 4
二、系统主要硬件电路设计 7
（一）系统总体规划 7
（二）系统的硬件介绍 8
(三) 热释红外传感器 9
(四) 热释红外传感器的驱动电路 12
(五) 时钟电路 13
(六) 复位电路 13
(七) 蜂鸣器的驱动电路 15
三、基本单片机系统 16
（一） 最小系统 16
（二）系统的软件设计 17
(三) 系统主程序设计 18
调试 19
（一）软件调试 19
（二）硬件调试 19
总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录一 23
附录二 28
附录三 29
附录四 30
附录五 31
引言
自动安全门是一种广泛用于企事业单位和商业部门的技术产品，同时也是显示时尚和潮流的标志。自动门根据人的需要对传统门的发展和完善。自动门,可以将人接近门的动作识别的门信号,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系统。自动门开始在建筑上使用，是在二十世纪以后。二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用。1930年美国史丹利率先推出世界上第一樘自动门。其后自动门技术的领域每年都在增加，如今各种可识别控制的自动专用门应用于市场，红外感应门、微波感应门、触摸感应门、脚踏感应门等等。
这些门现在几乎都是应用单片机来控制，单片机的控制既简单又方便而且也实惠。单片机是典型的嵌入式微控制器，由于其具有集成度高、体积小、功耗高、性价比高、功能强、应用灵活、可靠性高等优点，所以在工业控制、机电一体化、通信终端、智能仪表、家用电器等诸多领域中都起着十分重要的作用，其应用越来越广泛，发展也很快，目前已成为现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术。学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解，更加清楚计算机的脉络。单片机起到的作用是一个控制单元的流程管理。控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器、指令译码器和操作控制器三个部件组成，对自动门的有序工作起到极为重要的作用。它是根据用户先编好的程序，依次从存储器中抽取出各条指令、放在指令寄存器中，通过译码分析确定该进行什么操作，然后通过操作控制器，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等。
本课题利用AT89C51单片机及外围接口实现的自动系统，利用单片机的定时器/计数器定时的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。分辨时间段内应有的操作程序，以达到自动门的可靠安全的性能。
一、自动安全门的概述
现在的门不只是最原始的功能，安全只是一个前提了。自动、美观、便捷等等。所以好多种的门开始出现在我们的生活中，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。我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。
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）设计任务和主要内容
本论文主要研究单片机控制的自动门，分别对门的自动开关、时间设定、密码确认、红外接收及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。
主要内容如下：
1.时间显示：电路板上显示时间，通过数码管看出时间段，确定门的在时间段内应有的功能。
2.自动开门：白天的时间段内，如果有人靠近门，就会通过人体红外接收装置，门自动打开，即电路板上的灯亮。
3.自动关门：当门打开后，不会一直保持开的状态，只要离开门的红外感应装置，三秒后自动关闭，即电路板上的灯灭。
4.不能自动开门：晚上的时间段内，门不会自动打开，一直保持着关的状态，即电路板上的灯一直是熄灭的。
5.密码输入:晚上的时间段内，需要输入正确的密码才能使门打开，输入密码三次错误后，报警装置工作，即电路板上的蜂鸣器响起。
（二）AT89C51芯片的介绍
AT89C51芯片的引脚如下图1-1所示
图1-1 芯片的引脚
本课题采用单片机AT89C51控制的自动安全门门系统，其功能的实现主要通过软件编程来完成，采用单片机AT89C51，它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。该自动安全门的开关时间和设定的时间很吻合，几乎没有差别，其误差主要由晶振自身的误差所造成。
（三）AT89C51管脚说明
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。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。
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。实际应用中，大多数情况下都使用P3口的第二功能。P3口的引脚介绍如表1-2所示。
表 1-2 P3口的引脚介绍
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
P3.0 RXD：串行输入口
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。Vcc:供电电压。GND：接地。
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）。
摘要
本文介绍了单片机控制、自动安全门的电路组成、设计思路及功能。该自动安全门除具有基本门的开关之外，还具有定时、报警功能。 主人通过时间预设定门的自动开关的时间，系统将在这段时间内完成门的自动开关。考虑到不是每个时段都是可以随意进入，为了安全，所以夜间的时间需要输入正确的密码才能进入，三次错误的输入会得到报警器的提示。利用AT89C51单片机及外围接口实现的自动门系统，利用单片机的定时器/计时器定时和记数原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行开关，同时使数码管能够正确地显示输入的密码。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机AT89C51；自动门；热释电红外传感器
引言 1
一、自动安全门的概述 2
（一）设计任务和主要内容 2
（二） AT89C51芯片的介绍 3
（三）AT89C51管脚说明 4
二、系统主要硬件电路设计 7
（一）系统总体规划 7
（二）系统的硬件介绍 8
(三) 热释红外传感器 9
(四) 热释红外传感器的驱动电路 12
(五) 时钟电路 13
(六) 复位电路 13
(七) 蜂鸣器的驱动电路 15
三、基本单片机系统 16
（一） 最小系统 16
（二）系统的软件设计 17
(三) 系统主程序设计 18
调试 19
（一）软件调试 19
（二）硬件调试 19
总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录一 23
附录二 28
附录三 29
附录四 30
附录五 31
引言
自动安全门是一种广泛用于企事业单位和商业部门的技术产品，同时也是显示时尚和潮流的标志。自动门根据人的需要对传统门的发展和完善。自动门,可以将人接近门的动作识别的门信号,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系统。自动门开始在建筑上使用，是在二十世纪以后。二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用。1930年美国史丹利率先推出世界上第一樘自动门。其后自动门技术的领域每年都在增加，如今各种可识别控制的自动专用门应用于市场，红外感应门、微波感应门、触摸感应门、脚踏感应门等等。
这些门现在几乎都是应用单片机来控制，单片机的控制既简单又方便而且也实惠。单片机是典型的嵌入式微控制器，由于其具有集成度高、体积小、功耗高、性价比高、功能强、应用灵活、可靠性高等优点，所以在工业控制、机电一体化、通信终端、智能仪表、家用电器等诸多领域中都起着十分重要的作用，其应用越来越广泛，发展也很快，目前已成为现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术。学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解，更加清楚计算机的脉络。单片机起到的作用是一个控制单元的流程管理。控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器、指令译码器和操作控制器三个部件组成，对自动门的有序工作起到极为重要的作用。它是根据用户先编好的程序，依次从存储器中抽取出各条指令、放在指令寄存器中，通过译码分析确定该进行什么操作，然后通过操作控制器，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等。
本课题利用AT89C51单片机及外围接口实现的自动系统，利用单片机的定时器/计数器定时的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。分辨时间段内应有的操作程序，以达到自动门的可靠安全的性能。
一、自动安全门的概述
现在的门不只是最原始的功能，安全只是一个前提了。自动、美观、便捷等等。所以好多种的门开始出现在我们的生活中，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。我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。
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）设计任务和主要内容
本论文主要研究单片机控制的自动门，分别对门的自动开关、时间设定、密码确认、红外接收及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。
主要内容如下：
1.时间显示：电路板上显示时间，通过数码管看出时间段，确定门的在时间段内应有的功能。
2.自动开门：白天的时间段内，如果有人靠近门，就会通过人体红外接收装置，门自动打开，即电路板上的灯亮。
3.自动关门：当门打开后，不会一直保持开的状态，只要离开门的红外感应装置，三秒后自动关闭，即电路板上的灯灭。
4.不能自动开门：晚上的时间段内，门不会自动打开，一直保持着关的状态，即电路板上的灯一直是熄灭的。
5.密码输入:晚上的时间段内，需要输入正确的密码才能使门打开，输入密码三次错误后，报警装置工作，即电路板上的蜂鸣器响起。
（二）AT89C51芯片的介绍
AT89C51芯片的引脚如下图1-1所示
图1-1 芯片的引脚
本课题采用单片机AT89C51控制的自动安全门门系统，其功能的实现主要通过软件编程来完成，采用单片机AT89C51，它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。该自动安全门的开关时间和设定的时间很吻合，几乎没有差别，其误差主要由晶振自身的误差所造成。
（三）AT89C51管脚说明
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。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。
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。实际应用中，大多数情况下都使用P3口的第二功能。P3口的引脚介绍如表1-2所示。
表 1-2 P3口的引脚介绍
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
P3.0 RXD：串行输入口
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。Vcc:供电电压。GND：接地。
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）。
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