基于单片机的红外线自动门控制

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STC89C52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，步进电机作为门驱动装置。通过单片机控制电机，使门自动打开，当人进门后又可以使门自动关闭。在开门时可以调节开门的速度，在关门时有防夹功能。另外本设计也可监测门内的温湿度并显示。本课题主要实现红外线检测和基于STC89C52的单片机控制系统。关键词：单片机；热释红外线传感器；主控制器AbstractWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,automaticdoorsintheinterrupthasbeenwidelyused,people'sdailylifeandeveryaspectofitssafetyandperformancerequirementsmoreandmorehigh.Automaticdoorcontrolsystemisalongwiththepeopleofthepursuitofbetterlivingconditions,thecontinuousdevelopmentofscienceandtechnologyarisesatthehistoricmomentofhigh-techproducts.Becauseofthesinglechipmicrocomputersystemadaptable,highstability,sothisdesignusestheSTC89C52single-chipmicrocomputerasthemaincontroller.Isthisdesigninfraredautomaticdoorcontrolsystem,theuseofinfraredsensorsassensorthatdetectshumanradiationofinfraredenergychanges,andconvertitintoelectricalsignals,tothestepmotorasdrivedoorthroughthesingle-chipmicrocomputercontrolofthemotor,thedooropensautomatically,whenpeopleaftertakingthedoor,canmakethedoorshutdownautomatically.Canadjustthespeedofthedoorwhenopenthedoor,closethedoorwhenintheclampfunction.Inaddition,ourdesigncanalsobeusedinthemonitoringofthegateoftemperatureandhumidityanddisplay.Thistopicismainlytorealizethatinfrareddetection,andotherbasedonSTC89C52single-chipmicrocomputercontrolsystem.Keywords:singlechip;pyroelectricinfraredsensors;maincontrollerI目录第1章概述......................................................11.1课题研究的可行性..........................................11.2自动门的发展..............................................11.3电机自动控制系统的应用和发展..............................21.4课题研究的目的和意义......................................31.5课题研究的要求和思路......................................41.6毕业设计所要实现的功能....................................4第2章系统硬件设计..............................................52.1设计电路的框图和原理......................................52.2单片机介绍................................................62.3热释电红外传感器介绍.....................................102.4BISS0001芯片介绍和典型电路..............................112.5步进电机.................................................152.6温度传感器DS18B20.......................................162.7湿度传感器DHT11.........................................202.8液晶显示模块.............................................222.9ISD1760多段语音录放芯片.................................262.10本章小结................................................28第3章系统软件设计及硬件调试...................................293.1各部分程序流程设计.......................................293.2单片机的编程（程序见附录）...............................313.3硬件电路图...............................................333.4硬件电路调试.............................................34II3.5本章小结.................................................35结论..........................................................36参考文献.......................................................37致谢..........................................................38附录..........................................................39东北石油大学本科生毕业设计（论文）1第1章概述1.1课题研究的可行性在不断发展的当今社会科技化、信息化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广，成为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于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。在本次毕业设计中，利用红外线感应的元器件感应到人体的存在之后控制步进电动机的运行，在红外线感应到人的存在时，会产生相应的高低电平，之后传入单片机，单片机对此产生相应的控制信号控制单片机的运行。通过分析，此次毕业设计在理论上是完全可行的。本论文着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核心的系统。1.2自动门的发展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。自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。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，新建大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。21世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防范、通行、疏散，同时还突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、和谐。在不断发展和完善的过程中，门的高级形式自动门起源在欧美，迅速发展东北石油大学本科生毕业设计（论文）2至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门。对于我们国家来说，在控制方面我们和欧美发达国家在技术上还有很大的差距，但是让我们欣喜地是我们国家在这方面已经做出了很大的进步，差距总归是有的，但是通过我们持之不懈的努力我们和他们的差距会越来越小的。1.3电机自动控制系统的应用和发展电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱、空调、DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。伺服系统是以机械运动的驱动设备，电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。这类系统控制电动机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现运动机械的运动要求。具体在数控机床中，伺服系统接收数控系统发出的位移、速度指令，经变换、放大与调整后，由电动机和机械传动机构驱动机床坐标轴、主轴等，带动工作台及刀架，通过轴的联动使刀具相对工件产生各种复杂的机械运动，从而加工出用户所要求的复杂形状的工件。作为数控机床的执行机构，伺服系统将电力电子器件、控制、驱动及保护等集为一体，并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步，经历了从步进到直流，进而到交流的发展历程。目前，伺服技术正朝着交流化、数字化的方向迅速发展。随着大规模及超大规模集成电路制造工艺的迅速发展，微型计算机的性能越来越高，价格也越来越便宜。此外电力电子技术的发展，使得大功率电子器件的性能迅速提高。因此就有可能比较普遍地应用微机来控制各类电机．完成备种新颖的、高性能的控制策略，是电机的各种潜在能力得到充分发挥，是电机的性能更符合使用要求，还可以制造出便于控制纳新型电机，使电机出现新的面貌。比较简单的电机微机控制，例如在适当的时候让电机启动、制动或反转之类，只要让微机控制继电器或电子开关元件使电路开通或关断就可以了。在各种机床东北石油大学本科生毕业设计（论文）3设备及生广流水线中，现在已普遍采用微机的可编程控制器。按一定的规律控制