基于单片机的自动门控制系统的设计(附件)【字数：10666】
现代社会科技不断进步，自动门应用已经慢慢走进我们的生活，它被应用于我们生活中许多方面，并且为人们的生活带来了许多便利，所以自动门是造福人类的一项优秀的设计项目。我们现在整体经济水平提升了，科学技术也在稳步提升中，自动门控制系统也在不断地升级，变得更加实用，更加方便，更加安全。我们这次设计的自动门控制系统是以单片机为首要元件，是一种新型的系统。该系统可以通过检测路人身上发出热辐射来执行门的开闭操作。微控制器对内部结构元件可以进行管理控制，同时建立红外传感，再与步进电机搭配，这些元件相辅相成，相互配合，构造出更完善的，更安全，更稳定的自动门系统。
目 录
引言 1
一、系统总体方案设计及论证 2
（一）设计的基本思路 2
（二）系统控制的核心部件的选择 2
（三）电机的选择 4
（四）传感器选取 5
（五）总体方案论证 6
二、系统设计 6
（一）单片机介绍 6
1.AT89S51单片机主要特点 6
2.AT89S51引脚描述 6
3.引脚具体方案 9
4.单片机的程序设计 9
（二）红外热释电模块 10
1.红外模块主控芯片介绍 10
2.红外模块特性 12
3.红外模块调整方案 13
（三）步进电机 13
1.步进电机主控芯片阐述 13
2.步进电机特点 14
3.步进电机控制系统组成 15
4.步进电机运行方案 16
（四）电路设计框图及其原理 17
结论 19
参考文献 19
致 谢 20
引言
此论文概述了由单片机，传感器，电机等元件组成的自动门可控系统。动门自20世纪20年代问世以来，就获得世界各地商业中心一致好评。研发人员将先进的红外传感技术附加于自动门上，一个相对的封闭门系统由两部分组成：一是可编程可控制的单片机，其二是相对稳定的电机。自动门诞生于20世纪20年代，刚诞生之初，它的作用仅是防火和便民。伴随经历实力和科技实力提升，越来越多的自动门开始出现在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
了大家的视野里，现在，自动门被广泛应用于各个领域，生活中最常见的就是一些酒店一些高档会所等，这些企业都安装了自动门。该发明便民且提高了建筑物颜值。
感应自动门，通俗来讲，就是通过红外传感器检测周围生物体，若存在生物体，则开门；若不存在生物体，则关门。这些都是设计自动门的基本要求，其他更方便用户的功能，例如门的开启和关闭速度，门的开启和关闭时间都应予以考虑。
设计环节里需要考虑的问题有如下几点：
第一，以智能为首要目标，一旦检测到有人靠近就开门，若监测到没人就关门。红外传感器接收到人们身上的红外信号后，做出反应，会将信号传送给发动机从而执行开启指令。
其次，当门的周围未接收到红外信号的时候，不能立即关闭，需要有一个延时过渡。正常的延时时长可以为1秒或者是2秒，防止无红外信号的物品被自动门误夹。
第三，在门即将关闭的情况下，若此时正好又有人进入，当自动门被步进电机控制闭合时有人进入，这时候的传感器必须立即检测到信号，再将信号传送给单片机操纵步进电机立即停止关门行为，此时步进电机要停止关门操作，要立即执行开门操作。
一、系统总体方案设计及论证
（一）设计的基本思路
1.在有人靠近自动门的情况下，红外传感监测器一旦监测到红外信号则会发出指令，通过电机将指令传递到自动感应门当中，此时自动门会执行开启操作。
2.在红外传感器未监测到附近存在红外信号时，则应该延时1s执行关门操作，以防无红外信号的物品被自动门误夹。
3.在门即将关闭的情况下，若此时正好又有人进入，当自动门被步进电机控制闭合时有人进入，这时候的传感器必须立即检测到信号，再将信号传送给单片机操纵步进电机立即停止关门行为，此时步进电机要停止关门操作，要立即执行开门操作。
（二）系统控制的核心部件的选择
在一套自动门系统中，最重要的是最大限度地利用单片机程序，用步进电机驱动发动机部件，实现自动门的启闭功能。日常生活中自动门与人之间的信息交互场景较多，所以在整个自动门控制系统的设计这一环节中我们要时刻考虑到它的安全性。因此，我们要求自动门正常工作时，开关及速度都需要一个稳定值并且安全可靠，在这种情况下，从各种控制芯片中选择合适、可靠的芯片尤为重要。以下，我们对比三款控制器：单片机、PLC、DSP。
单片机在集成电路中应用已久，并仍在继续被广泛应用中。单片机之所以占据一部分市场优势，是因为它自身的特殊结构，现在一部分微型计算机和大型计算机不能完成的工作，单片机可以完全取代它们。像我们常见的AT89C51，单片机重要优点如下：
微控制器本身更具成本效益，也是微控制器的最大优势，也是它能够长时间霸占整个数控硬件市场的原因。
单片机其实就是一个微型处理器，它比普通处理器的集成度更高，小巧方便，系统运行起来也会比普通处理器更流畅，这些都基于单片机原件的可靠性。单片机的所有功能都被合成在一块指甲盖大小的芯片上，单片机自带的抗干扰能力是因为它优秀的总线结构。自动门控制系统常常会在风吹日晒的环境下工作，至此体积小的单片机也可以扬长避短，可以取代模拟电路在较为恶劣的环境下若无其事，继续稳定工作。
单片机是体积小了点，但在功能上确实及其完善的，不输于同等级的微型计算机，准确来说，它的逻辑能力的和处理能力甚至要远远超过它们。
相比工业产业链上的大型电气设备，单片机耗能低的优势就凸显出来了。
DSP是一种可编程数字微处理器，在自动控制、信号图像、音频处理等方面，我们都可以看到它们的身影，DSP和单片机一样，集成性独特，且CPU处理速度更快，其实，DSP也属于一种单片机芯片，但DSP本身的运算功能非常强大，普通的单片机根本不能与之相比。DSP结构类似单片机，但DSP有着更高的处理问题的能力。
PLC又叫可编程控制器，它带有存储功能。它的工作状态分为3个：数据采样、执行设置程序、更新当前开关的状态。这里提到的三个状态不仅是PLC的运行周期，同样也是它的扫描周期。PLC应用领域光全靠它实时性好的特点。我们平常提高的封装单片机其实就是PLC，内部构造跟单片机相近。PRC的扩展输出和输入能有效地发挥驱动作用，因此单片机拥有更多的继电器与三极管。PLC能很好的应对较为复杂的环境，所以PLC的优势还包括它的抗压性，在恶劣的环境下通常情况下都可以使用，PLC更像是一种特殊的单片机，在工业控制方面应用要多一些，然而在运行速度上，还是DSP略胜一筹。
目 录
引言 1
一、系统总体方案设计及论证 2
（一）设计的基本思路 2
（二）系统控制的核心部件的选择 2
（三）电机的选择 4
（四）传感器选取 5
（五）总体方案论证 6
二、系统设计 6
（一）单片机介绍 6
1.AT89S51单片机主要特点 6
2.AT89S51引脚描述 6
3.引脚具体方案 9
4.单片机的程序设计 9
（二）红外热释电模块 10
1.红外模块主控芯片介绍 10
2.红外模块特性 12
3.红外模块调整方案 13
（三）步进电机 13
1.步进电机主控芯片阐述 13
2.步进电机特点 14
3.步进电机控制系统组成 15
4.步进电机运行方案 16
（四）电路设计框图及其原理 17
结论 19
参考文献 19
致 谢 20
引言
此论文概述了由单片机，传感器，电机等元件组成的自动门可控系统。动门自20世纪20年代问世以来，就获得世界各地商业中心一致好评。研发人员将先进的红外传感技术附加于自动门上，一个相对的封闭门系统由两部分组成：一是可编程可控制的单片机，其二是相对稳定的电机。自动门诞生于20世纪20年代，刚诞生之初，它的作用仅是防火和便民。伴随经历实力和科技实力提升，越来越多的自动门开始出现在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
了大家的视野里，现在，自动门被广泛应用于各个领域，生活中最常见的就是一些酒店一些高档会所等，这些企业都安装了自动门。该发明便民且提高了建筑物颜值。
感应自动门，通俗来讲，就是通过红外传感器检测周围生物体，若存在生物体，则开门；若不存在生物体，则关门。这些都是设计自动门的基本要求，其他更方便用户的功能，例如门的开启和关闭速度，门的开启和关闭时间都应予以考虑。
设计环节里需要考虑的问题有如下几点：
第一，以智能为首要目标，一旦检测到有人靠近就开门，若监测到没人就关门。红外传感器接收到人们身上的红外信号后，做出反应，会将信号传送给发动机从而执行开启指令。
其次，当门的周围未接收到红外信号的时候，不能立即关闭，需要有一个延时过渡。正常的延时时长可以为1秒或者是2秒，防止无红外信号的物品被自动门误夹。
第三，在门即将关闭的情况下，若此时正好又有人进入，当自动门被步进电机控制闭合时有人进入，这时候的传感器必须立即检测到信号，再将信号传送给单片机操纵步进电机立即停止关门行为，此时步进电机要停止关门操作，要立即执行开门操作。
一、系统总体方案设计及论证
（一）设计的基本思路
1.在有人靠近自动门的情况下，红外传感监测器一旦监测到红外信号则会发出指令，通过电机将指令传递到自动感应门当中，此时自动门会执行开启操作。
2.在红外传感器未监测到附近存在红外信号时，则应该延时1s执行关门操作，以防无红外信号的物品被自动门误夹。
3.在门即将关闭的情况下，若此时正好又有人进入，当自动门被步进电机控制闭合时有人进入，这时候的传感器必须立即检测到信号，再将信号传送给单片机操纵步进电机立即停止关门行为，此时步进电机要停止关门操作，要立即执行开门操作。
（二）系统控制的核心部件的选择
在一套自动门系统中，最重要的是最大限度地利用单片机程序，用步进电机驱动发动机部件，实现自动门的启闭功能。日常生活中自动门与人之间的信息交互场景较多，所以在整个自动门控制系统的设计这一环节中我们要时刻考虑到它的安全性。因此，我们要求自动门正常工作时，开关及速度都需要一个稳定值并且安全可靠，在这种情况下，从各种控制芯片中选择合适、可靠的芯片尤为重要。以下，我们对比三款控制器：单片机、PLC、DSP。
单片机在集成电路中应用已久，并仍在继续被广泛应用中。单片机之所以占据一部分市场优势，是因为它自身的特殊结构，现在一部分微型计算机和大型计算机不能完成的工作，单片机可以完全取代它们。像我们常见的AT89C51，单片机重要优点如下：
微控制器本身更具成本效益，也是微控制器的最大优势，也是它能够长时间霸占整个数控硬件市场的原因。
单片机其实就是一个微型处理器，它比普通处理器的集成度更高，小巧方便，系统运行起来也会比普通处理器更流畅，这些都基于单片机原件的可靠性。单片机的所有功能都被合成在一块指甲盖大小的芯片上，单片机自带的抗干扰能力是因为它优秀的总线结构。自动门控制系统常常会在风吹日晒的环境下工作，至此体积小的单片机也可以扬长避短，可以取代模拟电路在较为恶劣的环境下若无其事，继续稳定工作。
单片机是体积小了点，但在功能上确实及其完善的，不输于同等级的微型计算机，准确来说，它的逻辑能力的和处理能力甚至要远远超过它们。
相比工业产业链上的大型电气设备，单片机耗能低的优势就凸显出来了。
DSP是一种可编程数字微处理器，在自动控制、信号图像、音频处理等方面，我们都可以看到它们的身影，DSP和单片机一样，集成性独特，且CPU处理速度更快，其实，DSP也属于一种单片机芯片，但DSP本身的运算功能非常强大，普通的单片机根本不能与之相比。DSP结构类似单片机，但DSP有着更高的处理问题的能力。
PLC又叫可编程控制器，它带有存储功能。它的工作状态分为3个：数据采样、执行设置程序、更新当前开关的状态。这里提到的三个状态不仅是PLC的运行周期，同样也是它的扫描周期。PLC应用领域光全靠它实时性好的特点。我们平常提高的封装单片机其实就是PLC，内部构造跟单片机相近。PRC的扩展输出和输入能有效地发挥驱动作用，因此单片机拥有更多的继电器与三极管。PLC能很好的应对较为复杂的环境，所以PLC的优势还包括它的抗压性，在恶劣的环境下通常情况下都可以使用，PLC更像是一种特殊的单片机，在工业控制方面应用要多一些，然而在运行速度上，还是DSP略胜一筹。
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