銀行自動(dòng)門的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要以AT89C51為控制中心和以紅外線為輔助從而達(dá)到銀行門能夠自動(dòng)閉合。本文是基于AT89C51的自動(dòng)門的控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，主要由AT89C51及其外圍電路、紅外檢測(cè)電路，門行程檢測(cè)電路、直流電機(jī)控制電路等幾部分組成。使用熱釋紅外線傳感器作為感應(yīng)器，檢測(cè)到人體輻射的紅外線能量變化，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳給單片機(jī)，直流

2、電動(dòng)機(jī)作為門驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)單片機(jī)控制直流電動(dòng)機(jī)，使門自動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)人進(jìn)門后又可以使門自動(dòng)關(guān)閉。</p><p>　　關(guān)鍵詞： AT89C51、熱釋電紅外線傳感器、BISS0001芯片、紅外對(duì)管傳感器、直流電機(jī)</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　自動(dòng)門指可以將人接近門的動(dòng)作（或?qū)⒛撤N入門授權(quán)）識(shí)別為開(kāi)門信號(hào)的控制單元，

3、通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將門開(kāi)啟,在人離開(kāi)后再將門自動(dòng)關(guān)閉，并對(duì)開(kāi)啟和關(guān)閉的過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)。 </p><p>　　現(xiàn)如今自動(dòng)化、信息化的程度越來(lái)越高，人們對(duì)其要求也越來(lái)越高，而單片機(jī)為自動(dòng)化、信息化提供了極大的方便，因此單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也就越來(lái)越廣，成為人們生活不可或缺的一部分。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的自動(dòng)門系統(tǒng)就是其中之一

4、。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳睿瑢⒓涌炜茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展。</p><p>　　通過(guò)對(duì)“基于單片機(jī)的銀行門自動(dòng)控制系統(tǒng)”的認(rèn)真研究，我精心撰寫了紅外線輔助單片機(jī)控制自動(dòng)門系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)著重描述了以單片機(jī)為主體，傳感器、直流電機(jī)為核心的自動(dòng)門控制系統(tǒng)。</p><p&g

5、t;　　自動(dòng)門目前的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　在二十世紀(jì)年以后，自動(dòng)門開(kāi)始在建筑物上使用。二十年代后期，美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)的開(kāi)放，自動(dòng)門開(kāi)始被使用，受此影響，世界第一自動(dòng)門品牌多瑪在1945年開(kāi)發(fā)出油壓式、空氣式自動(dòng)門，新建大樓的正門也開(kāi)始使用了。到了1962年，電氣式己開(kāi)始出現(xiàn)，之后伴隨著城市的建設(shè)，自動(dòng)門技術(shù)的領(lǐng)域每年都在增加。當(dāng)初，用供給建筑物用電源進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的速度控制很難，只好進(jìn)行油壓、空壓速度控制，轉(zhuǎn)換

6、但因能源利用效率很低，然而伴隨著電氣控制的技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在電氣控制技術(shù)已經(jīng)成熟，直接控制電動(dòng)機(jī)的電氣式自動(dòng)門逐漸成為主流。 </p><p>　　21世紀(jì)的今天，門更加突出了安全理念，強(qiáng)調(diào)了有效性，有效地防范、通行、疏散，同時(shí)還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。門大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)始于150年前，在不斷發(fā)展和完善的過(guò)程中，涌現(xiàn)出大批獨(dú)具規(guī)模的專業(yè)制造商。門的高級(jí)形式迅速發(fā)展至今天，已經(jīng)形

7、成了種類齊全、功能完善、造工精細(xì)的自動(dòng)門家族。</p><p>　　隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，自動(dòng)門逐漸進(jìn)入我們的日常生活，自動(dòng)門控制系統(tǒng)也逐漸向大型化、復(fù)雜化和智能化的方向發(fā)展，成為賓館、超市、銀行等現(xiàn)代建筑所必備，是建筑智能化水平的重要指標(biāo)之一。它具有美觀大方、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵，降低噪音等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外的自動(dòng)門控制系統(tǒng)性能比較優(yōu)良，但是價(jià)格偏高；國(guó)內(nèi)的同類產(chǎn)品價(jià)格便宜但是性能較差，故障率較高。</p>

8、;<p>　　國(guó)內(nèi)目前自動(dòng)門的發(fā)展?fàn)顩r具體如下：</p><p>　　1、高、低檔次的市場(chǎng)分明，進(jìn)口產(chǎn)品借助質(zhì)量和品牌優(yōu)勢(shì)占據(jù)了高端市場(chǎng)，一些公司目前國(guó)內(nèi)廠家的產(chǎn)品基本上也都具備了比較完善的功能，但生產(chǎn)工藝略嫌粗糙，質(zhì)量水平參差不齊，整體檔次較低，主要集中在低端市場(chǎng)。</p><p>　　2、產(chǎn)品同質(zhì)化和市場(chǎng)特點(diǎn)導(dǎo)致利潤(rùn)微薄產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，加之自動(dòng)門產(chǎn)品往往是開(kāi)發(fā)商而非最終用

9、戶在選擇產(chǎn)品，所以價(jià)格因素占的比重較大，加劇了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。其結(jié)果是眾多廠家一味地比拼價(jià)格，導(dǎo)致利潤(rùn)微薄。同時(shí)，由于價(jià)格過(guò)低，也使產(chǎn)品的繼續(xù)改進(jìn)和發(fā)展受到限制。</p><p>　　3、廠家多，規(guī)模小。近5—6年來(lái)，自動(dòng)門在國(guó)內(nèi)得到了快速的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)大大小小生產(chǎn)自動(dòng)門的廠家已有50多家，但普遍生產(chǎn)規(guī)模小，自主研發(fā)能力差。從新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和質(zhì)量穩(wěn)定性方面還不具備和進(jìn)口產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。</p>

10、;<p>　　4、專業(yè)化分工趨勢(shì)顯現(xiàn)早期的生產(chǎn)廠家，一般是自主研發(fā)和生產(chǎn)，頂多委托代加工局部零部件。近兩年來(lái)，呈現(xiàn)了專門生產(chǎn)主要部件的廠家，如電機(jī)、主控板、遙控器傳動(dòng)件、塑料件等出現(xiàn)了專業(yè)生產(chǎn)廠家，這一趨勢(shì)使生產(chǎn)的門檻降低，進(jìn)入的廠家進(jìn)一步增多，導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。</p><p>　　因此本文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單、實(shí)用，運(yùn)行可靠，而且成本較低的紅外自動(dòng)門控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器作為探頭，它通過(guò)

11、對(duì)人體的出入的自動(dòng)檢測(cè)來(lái)控制自動(dòng)門的開(kāi)、關(guān)，具有智能運(yùn)行的功能。</p><p><b>　　自動(dòng)門研究的意義</b></p><p>　　在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的全國(guó)的大大小小城市，自動(dòng)門已經(jīng)是隨處可見(jiàn)，在各大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、醫(yī)院、寫字樓等場(chǎng)所，自動(dòng)門更是得到了大范圍的普及和使用。自動(dòng)門不但能給我們帶來(lái)人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令

12、我們的建筑增添了不少高貴典雅的氣息。</p><p>　　自動(dòng)門根據(jù)使用的場(chǎng)合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門、自動(dòng)平開(kāi)門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)折疊門等，其中自動(dòng)平移門使用得最廣泛，我們通常所說(shuō)的自動(dòng)門、感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門。自動(dòng)平移門最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式是自動(dòng)門機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和門內(nèi)外兩側(cè)紅外線。當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門時(shí)，紅外線感應(yīng)到人的存在而給控制器一個(gè)信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開(kāi)；當(dāng)人通過(guò)門之后再將門關(guān)閉。自動(dòng)門

13、在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管，從而提高了建筑的檔次。</p><p>　　自動(dòng)門的基本設(shè)計(jì)思路</p><p><b>　　控制要求如下：</b></p><p>　　1、有人來(lái)（進(jìn)門或出門）時(shí)開(kāi)門。當(dāng)人走到離門不遠(yuǎn)的時(shí)候時(shí)，安裝在門兩側(cè)的熱釋紅外線傳感器信號(hào)檢測(cè)裝置檢測(cè)到有人時(shí)，將啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開(kāi)門。</p><p>

14、;　　2、無(wú)人時(shí)關(guān)門。當(dāng)熱釋紅外線傳感器信號(hào)檢測(cè)裝置沒(méi)有檢測(cè)到有人在檢測(cè)的范圍內(nèi)，將啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門。</p><p>　　3、關(guān)門中途有人時(shí)，立即開(kāi)門。當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈關(guān)門時(shí)，感應(yīng)探頭突然檢測(cè)到在離門1m的范圍內(nèi)有人，則立即停止電動(dòng)機(jī)關(guān)門，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈開(kāi)門。</p><p>　　設(shè)計(jì)的基本思路如下：</p><p><b>　　2

15、 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　下面以銀行自動(dòng)門（多為平移式自動(dòng)門）為例進(jìn)行硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　平移式自動(dòng)門機(jī)組由以下部件組成：</p><p>　?。?）主控制器：它是自動(dòng)門的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。</p

16、><p>　　（2）感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)。</p><p>　　（3）動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制門扇加速與減速運(yùn)行。</p><p>　?。?）門扇行進(jìn)軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。</p><p>　　（5）門扇

17、吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。</p><p>　?。?）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門體擺動(dòng)。</p><p>　?。?）當(dāng)門扇要完成一次開(kāi)門與關(guān)門，其工作流程如下：</p><p>　　感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將

18、脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使門扇開(kāi)啟；門扇開(kāi)啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉門扇。</p><p>　　硬件電路的框圖和原理</p><p><b>　　硬件組成框圖</b></p

19、><p>　　單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)紅外檢測(cè)電路和門行程檢測(cè)電路輸出信號(hào)，據(jù)此產(chǎn)生直流電機(jī)控制信號(hào)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)門運(yùn)行。因此本系統(tǒng)主要由AT89C51單片機(jī)及其外圍電路、紅外檢測(cè)電路，門行程檢測(cè)電路、直流電機(jī)控制電路等組成。即紅外自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件組成如下圖所示。</p><p>　　自動(dòng)門控制系統(tǒng)硬件框圖</p><p>　　自動(dòng)門硬件結(jié)構(gòu)的工作原理大致如下圖所示：</

20、p><p>　　自動(dòng)門硬件結(jié)構(gòu)工作原理</p><p><b>　　單片機(jī)介紹</b></p><p>　　單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱。它是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展中的一個(gè)重要分支，也是一種非常有生命力的機(jī)種。單片機(jī)性能經(jīng)過(guò)不斷的提高和改善，具備了集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、性能可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采

21、集與處理、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、汽車工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、家用電器等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。</p><p>　　通常，單片機(jī)是由單塊的集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件，如：中央處理器CPU（實(shí)現(xiàn)運(yùn)算、控制功能），存儲(chǔ)器RAM/ROM（實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、程序存儲(chǔ)功能），定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（實(shí)現(xiàn)時(shí)間設(shè)定和事件記錄功能），各種輸入/輸出接口（實(shí)現(xiàn)串行、并行輸入/輸出功能），以及A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器（實(shí)現(xiàn)模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換功能

22、）等。單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示。</p><p><b>　　單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　單片機(jī)從七十年代問(wèn)世以來(lái)，在二十多年的時(shí)間里，發(fā)展異常迅速，并已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。單片機(jī)具有通訊接口，用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)與主機(jī)可并行工作，大大地提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度，所以在網(wǎng)絡(luò)通訊領(lǐng)域也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。</p>&l

23、t;p><b>　　AT89C51介紹</b></p><p>　　AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)帶有4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫的程序存儲(chǔ)器（PENROM）。這種器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丟失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與MCS-51系列的單片機(jī)兼容。片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲(chǔ)單元，有較強(qiáng)的功能的AT89C51單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。</p>

24、;<p>　　AT89C51提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器，128字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，32個(gè)I/O口，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，1個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，1個(gè)串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時(shí)鐘電路。另外，AT89C51還可以進(jìn)行0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，但震蕩

25、器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位。</p><p>　　AT89C51的外形及引腳排列圖</p><p>　　AT89C51的結(jié)構(gòu)及主要特性</p><p>　　AT89C51的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　VCC：電源線。</b></p><p>　　VSS：接地信號(hào)線。&l

26、t;/p><p>　　P0.0-P0.7（32-39）：這組引腳共有8條，為P0口所專用，其中P0.7為最高位，P0.0為最低位。P0口是一組8位漏極開(kāi)路雙向I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口時(shí)，每一個(gè)管腳都能夠驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL電路。當(dāng)“1”被寫入P0口時(shí)，每個(gè)管腳都能夠作為高阻抗輸入端。P0口還能夠在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，并在這時(shí)激活內(nèi)部的上拉電阻。P0口在閃爍編程時(shí)，P

27、0口接收指令，在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令，需要接電阻。</p><p>　　P1.0-P1.7（1-8）：與P0口類似，P1.7為最高位，P1.0為最低位。P1口一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL電路。對(duì)端口寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。因?yàn)閮?nèi)部有電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)輸出一個(gè)電流。閃爍編程時(shí)和程序校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址。</p&g

28、t;<p>　　P2.0-P2.7（21-28）：P2口是一個(gè)內(nèi)部帶有上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL電路。對(duì)端口寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時(shí)，可作為輸入口。因?yàn)閮?nèi)部有電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口線上的內(nèi)容在整個(gè)運(yùn)行期間不變。閃爍編程或校驗(yàn)時(shí)，

29、P2口接收高位地址和其它控制信號(hào)。</p><p>　　P3.0-P3.7（10-17）：P3口是一組帶有內(nèi)部電阻的8位雙向I/O口，P3口輸出緩沖故可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL電路。對(duì)P3口寫如“1”時(shí)，它們被內(nèi)部電阻拉到高電平并可作為輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用電阻輸出電流。</p><p>　　P3口除了作為一般的I/O口外，更重要的用途是它的第二功能，具體如下：</p>&l

30、t;p>　　P3.0/RXD：串行輸入口</p><p>　　P3.1/TXD：串行輸出口</p><p>　　P3.2/INT0：外部中斷0</p><p>　　P3.3/INT1：外部中斷1</p><p>　　P3.4/T0：記時(shí)器0外部輸入</p><p>　　P3.5/T1：記時(shí)器1外部輸入</p

31、><p>　　P3.6/WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</p><p>　　P3.7/RD：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</p><p>　　P3口還接收一些用于閃爍存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí),RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG：

32、當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE以時(shí)鐘震蕩頻率的1/16輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖時(shí)，閃爍存儲(chǔ)器編程時(shí)，這個(gè)引腳還用于輸入編程脈沖。如果必要，可對(duì)特殊寄存器區(qū)中的8EH單元的D0位置禁止ALE操作。這個(gè)位置后只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被應(yīng)用。此外，這個(gè)引腳會(huì)微弱拉高，

33、單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效。</p><p>　　PSEN：程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器讀取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。</p><p>　　EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。欲使中央處理器僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，EA端必須保持低電平。需要注意的

34、是：如果加密位LBI被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。閃爍存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電壓VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。</p><p>　　XTAL1：震蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：震蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>

35、　　AT89C51的主要特性</p><p>　　與MCS-51 兼容</p><p>　　4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器</p><p>　　壽命：1000寫/擦循環(huán)</p><p>　　數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年</p><p>　　全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz</p><p><b>　　三

36、級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定</b></p><p>　　128*8位內(nèi)部RAM</p><p><b>　　32可編程I/O線</b></p><p>　　兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　5個(gè)中斷源</b></p><p><b>　　可編程

37、串行通道</b></p><p>　　低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p><b>　　芯片擦除</b></p><p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫

38、“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p>　　熱釋電紅外傳感器介紹

39、</p><p>　　熱釋電紅外傳感器概述</p><p>　　熱釋電紅外傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測(cè)元件。熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對(duì)其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元件。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件

40、，并將兩個(gè)探測(cè)元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號(hào)放大70分貝以上，這樣就可以測(cè)出10-20米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。</p>

41、<p>　　熱釋電紅外傳感器原理</p><p>　　菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。</p><p>　　人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為9-10um，而

42、探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在0.2-20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開(kāi)設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為7-10um，正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳感器。</p><p>　　熱釋電紅外傳感器結(jié)構(gòu)</p><p>　　熱釋紅外線傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路如下圖所示。熱釋電傳感器利用的正是

43、熱釋電效應(yīng)，是一種溫度敏感傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個(gè)表面做成電極，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有ΔT的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷ΔQ，即在兩電極之間產(chǎn)生微弱電壓ΔV。由于它的輸出阻抗極高，所以傳感器中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷ΔQ會(huì)跟空氣中的離子所結(jié)合而消失，當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，ΔT=0，傳感器無(wú)輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生ΔT，則有信號(hào)輸出；若人

44、體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒(méi)有變化，傳感器也沒(méi)有輸出，所以這種傳感器能檢測(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)。熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電路見(jiàn)下圖所示。傳感器主要有外殼、濾光片、熱釋電元件PZT、場(chǎng)效應(yīng)管FET等組成。其中，濾光片設(shè)置在窗口處，組成紅外線通過(guò)的窗口。濾光片為6mm多層膜干涉濾光片，對(duì)太陽(yáng)光和熒光燈光的短波長(zhǎng)（約5mm以下）可很好濾除。熱釋電元件PZT將波長(zhǎng)在8mm-12mm之間的紅外信號(hào)的微弱變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，為了只對(duì)人體的紅外輻射敏

45、感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅耳濾光片，使環(huán)境的</p><p>　　(a) 熱釋紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)</p><p>　?。╞）熱釋紅外線傳感器的內(nèi)部電路</p><p>　　熱釋紅外線傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路</p><p>　　熱釋電紅外傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)：</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功

46、耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。</p><p>　　缺點(diǎn)：容易受各種熱源、光源干擾；被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。</p><p>　　熱釋電紅外傳感器的抗干擾性能：</p><p>　　1、防小動(dòng)物干擾：探測(cè)器安裝在推薦的使用高度，對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)地面上的小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)

47、警。</p><p>　　2、抗電磁干擾：探測(cè)器的抗電磁波干擾性能符合GB10408中4.6.1要求，一般手機(jī)電磁干擾不會(huì)引起誤報(bào)。</p><p>　　3、抗燈光干擾：探測(cè)器在正常靈敏度的范圍內(nèi)，受3米外H4鹵素?zé)敉高^(guò)玻璃照射，不產(chǎn)生報(bào)警。</p><p>　　紅外線熱釋電傳感器對(duì)人體的敏感程度還和人的運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系很大。紅外線熱釋電傳感器對(duì)于徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感,

48、而對(duì)于橫切方向(即與半徑垂直的方向)移動(dòng)則最為敏感。在現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測(cè)靈敏度極為重要的一環(huán)。</p><p>　　BISS0001芯片介紹</p><p>　　BISS0001是一款傳感信號(hào)處理集成電路。靜態(tài)電流極小，配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)。它能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)

49、洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。</p><p>　　BISS0001不僅能和熱釋電紅外傳感器的輸出良好地匹配，而且也能和其他多種傳感器進(jìn)行匹配。它的內(nèi)部是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、與門電路、狀態(tài)控制器、定時(shí)控制器、鎖定時(shí)間控制器和禁止電路等組成。</p><p>　　BISS0001芯片的特點(diǎn)</

50、p><p><b>　　1、CMOS工藝</b></p><p><b>　　2、數(shù)?；旌?lt;/b></p><p>　　3、具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器</p><p>　　4、內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾</p><p>　　5、內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器</

51、p><p>　　6、采用16腳DIP封裝</p><p>　　BISS0001芯片的管腳圖及其管腳說(shuō)明</p><p>　　BISS0001芯片的管腳圖</p><p>　　BISS0001芯片的管腳說(shuō)明表</p><p>　　BISS0001芯片的工作原理</p><p>　　BISS0001芯片

52、的內(nèi)部框圖：</p><p>　　BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。其內(nèi)部框圖如下：</p><p>　　BISS0001內(nèi)部框圖</p><p>　　BISS0001芯片的工作原理：</p><p>　　BISS0001的工作方式有兩種，分別為不可重復(fù)觸發(fā)工

53、作方式和可重復(fù)觸發(fā)工作方式。</p><p>　　不可重復(fù)觸發(fā)工作方式</p><p>　　以下圖所示的不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來(lái)說(shuō)明其工作過(guò)程。</p><p>　　首先，根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器OP1組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放大。然后耦合給運(yùn)算放大器OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為VM(≈0.5VDD)后，將輸出信號(hào)V2送到由比較器

54、COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號(hào)VSS。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，當(dāng)VDD=5V時(shí)，可有效抑制±1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3是一個(gè)條件比較器。當(dāng)輸入電壓VC時(shí)，COP3輸出為高電平，進(jìn)入延時(shí)周期。 當(dāng)A端接“0”電平時(shí)，在Tx時(shí)間內(nèi)任何V2的變化都被忽略，直至Tx時(shí)間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)Tx時(shí)間結(jié)束時(shí)，VO下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖

55、周期Ti。在Ti時(shí)間內(nèi)，任何V2的變化都不能使VO跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平）,可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。</p><p>　　不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形</p><p><b>　　可重復(fù)觸發(fā)工作方式</b></p><p>　　以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來(lái)說(shuō)明其工作過(guò)程。</p><p>　

56、　可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在VC=“0”、A=“0”期間，信號(hào)VSS不能觸發(fā)VO為有效狀態(tài)。在VC=“1”、A=“1”時(shí)，VSS可重復(fù)觸發(fā)VO為有效狀態(tài)，并可促使VO在Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在Tx時(shí)間內(nèi)，只要VSS發(fā)生上跳變，則VO將從VSS上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè)Tx周期；若VSS保持為“1”狀態(tài)，則VO一直保持有效狀態(tài)；若VSS保持為“0”狀態(tài)，則在Tx周期結(jié)束后VO恢復(fù)為無(wú)效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時(shí)間Ti時(shí)間內(nèi)，任何VSS

57、的變化都不能觸發(fā)VO為有效狀態(tài)。</p><p>　　可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形</p><p>　　當(dāng)熱釋電紅外傳感器接收到人體紅外輻射后輸出檢測(cè)信號(hào)，然后由14腳輸入BISS0001,經(jīng)地內(nèi)部電路處理，由2腳輸出探測(cè)信號(hào)（正向脈沖信號(hào)）。輸出脈沖信號(hào)的寬度由外接電阻R9和電容C6來(lái)決定。當(dāng)2腳輸出控制脈沖后，電子開(kāi)關(guān)被接通，數(shù)字編碼電路和無(wú)線電發(fā)射電路由于得到電源而開(kāi)始工作。BISS0

58、001 應(yīng)用線路如下圖所示。</p><p>　　BISS0001的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路圖</p><p>　　上圖中，R3為光敏電阻，用來(lái)檢測(cè)環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮R3的電阻值會(huì)降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào)Vs。SW1是工作方式選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng)SW1與1端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1與2端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。圖中R6

59、可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原廠圖紙選10K，實(shí)際使用時(shí)可以用3K，可以提高電路增益改善電路性能。輸出延遲時(shí)間Tx由外部的R9和C7的大小調(diào)整，值為Tx≈24576xR9C7；觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部的R10和C6的大小調(diào)整，值為Ti≈24xR10C6。R9、R10可以用470歐姆，C6、C7可以選0.1U。</p><p>　　以上兩圖中，運(yùn)算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由C3耦合給運(yùn)

60、算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號(hào)VO經(jīng)晶體管T1放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。</p><p>　　熱釋電紅外傳感器主要安裝在自動(dòng)門兩側(cè)，當(dāng)有人靠近自動(dòng)門時(shí)，身體輻射出的7-13um紅外線經(jīng)菲涅耳透鏡后，被熱釋電紅外傳感器接收下來(lái)，并將其轉(zhuǎn)換成信號(hào)，經(jīng)檢測(cè)放大電路內(nèi)部放大等處理后輸出給AT89C51單片機(jī)。單片機(jī)

61、根據(jù)收到的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)以適當(dāng)?shù)乃俣葘㈤T打開(kāi)。</p><p><b>　　紅外對(duì)管</b></p><p>　　人們習(xí)慣把紅外線發(fā)射管和紅外線接收管統(tǒng)稱為紅外對(duì)管。紅外對(duì)管的外形與普通圓形的發(fā)光二極管類似。</p><p>　　紅外對(duì)管傳感器的原理圖如下：</p><p>　　紅外對(duì)管傳感器的原理圖</p&g

62、t;<p>　　如圖所示，當(dāng)D1管和D2管之間沒(méi)有障礙物時(shí)，由發(fā)射管發(fā)送的紅外線可以到達(dá)接收管，使接收管的PN節(jié)導(dǎo)通，在比較器的一端產(chǎn)生電平變化，經(jīng)過(guò)比較器后輸出相應(yīng)電平。利用此原理可以探測(cè)D1管和D2管之間有沒(méi)有障礙物，從而將信息傳給單片機(jī)，控制電機(jī)工作。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的控制</b></p><p>　　直流電機(jī)，利用L298及其

63、外部輔助電路和電機(jī)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。電機(jī)是控制自動(dòng)門的核心部件，對(duì)自動(dòng)門的開(kāi)關(guān)控制也就是對(duì)每臺(tái)電機(jī)的控制。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門的左右兩扇門開(kāi)關(guān)同時(shí)進(jìn)行,并且關(guān)閉縫隙<1mm，必需能對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)精確控制。直流電機(jī)控制簡(jiǎn)單，調(diào)速性能好:調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)。起動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，易于快速起動(dòng)，易于控制。且它具有良好的性價(jià)比。</p><p>　　然而，步進(jìn)電機(jī)雖然可以實(shí)現(xiàn)精確控制，但存在振蕩和失步的現(xiàn)象，在同等功率的條件下，

64、它的尺寸要比舵機(jī)和直流電機(jī)大的多，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)，容易使系統(tǒng)造成抖動(dòng),頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。</p><p>　　綜上所述，采用直流電機(jī)較合適一些。</p><p><b>　　直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　直流

65、電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。定子通常指磁路中靜止部分及其機(jī)械支撐，包括機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等，其主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞。</p><p>　　小型直流電機(jī)的剖面圖</p><p>　　1-機(jī)座 ；2-風(fēng)

66、扇 ；3-出線盒 ；4-主極線圈 ；5-主極鐵心 ；6-電樞線圈 ；7-刷架 ；8-軸承 ；</p><p>　　9-換向器 ；10-轉(zhuǎn)軸 ；11-軸承蓋 ；12-電樞 ；13-端蓋 ；14-換向極線圈 ；15-注油孔 ；</p><p>　　16-換向極鐵心 ；17-螺母墊圈 ；18-視察窗</p><p>　　直流電機(jī)的定子部分：</p><

67、p><b>　　1、機(jī)座：</b></p><p>　　直流機(jī)的機(jī)座有兩種型式：整體（磁軛）機(jī)座和疊片（磁軛）機(jī)座。如上圖所示的整體（磁軛）機(jī)座，它擔(dān)負(fù)著雙重的任務(wù)，既作為電機(jī)的機(jī)械支撐，又是磁極間磁路的通路（磁軛）。所用的材料要求具有較好的導(dǎo)磁性能，因此一般不用鑄鐵，而用鑄鋼或鋼筒做成。并且為了使磁路中的磁通密度不致太高，要求有一定的導(dǎo)磁截面積。，這常使其在機(jī)械強(qiáng)度和剛度上大有富余。

68、</p><p><b>　　2、主磁極：</b></p><p>　　主磁極的作用是使電樞表面的氣隙磁通密度在空間按一定形狀分布，并且能在磁極上固定勵(lì)磁繞組。主磁極通常用0.5-3mm厚的低碳鋼板沖成一定形狀的沖片，然后疊壓而成。主極疊片一般用鉚釘鉚成整體，再用螺釘固定在磁軛上。主極分為極身和極靴兩段。</p><p>　　主極的勵(lì)磁繞組有串

69、勵(lì)和并勵(lì)兩種。串勵(lì)繞組匝數(shù)少，導(dǎo)線粗；并勵(lì)繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)。主極在電機(jī)中總是成對(duì)出現(xiàn)，其極性沿圓周是N、S交替的，因此串聯(lián)時(shí)相鄰兩主極線圈中電流環(huán)繞的方向是相反的。</p><p><b>　　主磁極示意圖</b></p><p><b>　　3、換向極：</b></p><p>　　容量大于1KW的直流電機(jī)，在相鄰兩主

70、極之間有一小極，成為換向極。它的作用是幫助換向，一般有幾個(gè)主極就有幾個(gè)換向極。換向極形狀比較簡(jiǎn)單，因此常用厚鋼板略加刨削而成。同樣，在磁通變化快而換向要求高的場(chǎng)合，換向極也要求用鋼片絕緣后疊裝而成。</p><p><b>　　換向極的磁性</b></p><p><b>　　4、電刷裝置：</b></p><p>　　直

71、流電機(jī)電樞繞組和電流均通過(guò)電刷裝置與外電路相接，電刷裝置如下圖所示。電刷本身是由石墨等做成的導(dǎo)電塊，放在刷握內(nèi)，刷握再裝于刷架上。根據(jù)電流的大小的不同，每個(gè)刷架上裝有一個(gè)電刷或一組并列的電刷，同極性刷架上的電流匯集到一起后，引向接線板，再通向機(jī)外。</p><p>　　電刷組的數(shù)目一般等于主極的數(shù)目，各電刷組在換向器表面的分布應(yīng)是等距的。電刷裝置的好壞直接影響到直流電機(jī)是否能夠正常的工作。</p>

72、<p><b>　　直流電機(jī)的電刷裝置</b></p><p><b>　　5、轉(zhuǎn)軸：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用，需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，一般用圓鋼加工而成。</p><p>　　直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分：</p><p><b>　　1、電樞鐵心：<

73、;/b></p><p>　　電樞鐵心提供主極下磁通的通路。當(dāng)電樞在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，鐵心中的磁通方向不斷變化，因而也會(huì)產(chǎn)生渦流及磁滯損耗。通常用0.5mm厚的低硅硅鋼片或冷軋硅鋼片疊成，片間涂絕緣漆以減少損耗。硅鋼片上還沖出轉(zhuǎn)子槽，以便嵌放電樞繞組。</p><p><b>　　直流電機(jī)的電樞鐵心</b></p><p><b>

74、　　2、電樞繞組：</b></p><p>　　用帶絕緣的銅導(dǎo)線繞制一個(gè)一個(gè)的線圈元件，嵌放在電樞鐵心的槽中，各元件按一定的規(guī)律聯(lián)接到相應(yīng)的換向片上，全部這些元件就組成了電樞繞組。電樞繞組是電路的一部分，其作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，是電機(jī)的重要組成部分。</p><p><b>　　3、換向器：</b></p><

75、;p>　　換向器由許多換向片組成。這些換向片彼此以云母片相互絕緣，全部又以云母環(huán)對(duì)地絕緣。換向片由銅料制成，尾端開(kāi)溝或接有聯(lián)接片（稱升高片），以供電樞繞組元件端線焊于其中。</p><p>　　換向器的結(jié)構(gòu)型式有多種，中小型電機(jī)常采用一種燕尾式結(jié)構(gòu)，它的換向片下面呈燕尾式，以便用V形截面的壓圈夾緊。在燕尾與V形壓圈間墊以V形云母環(huán)，使其互相絕緣。</p><p><b>　

76、　直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)</b></p><p>　　調(diào)速范圍廣，且易于平滑調(diào)速；</p><p>　　過(guò)載、啟動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；</p><p>　　易于控制，可靠性高；</p><p>　　調(diào)速時(shí)的能量損耗較小。</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)的工作原理</p><p>　　直流發(fā)電機(jī)的

77、工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)的原理。</p><p>　　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向按右手定則確定(磁感線指向手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。)</p><p>　　當(dāng)線圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°時(shí)，這時(shí)導(dǎo)體cd位于N極下，導(dǎo)體ab位于S極下，各導(dǎo)體中電動(dòng)勢(shì)都分別改變了方向。&l

78、t;/p><p>　　導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對(duì)電磁力形成了作用于電樞一個(gè)力矩，這個(gè)力矩在旋轉(zhuǎn)電機(jī)里稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針?lè)较?，企圖使電樞逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩(例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，電樞就能按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)起來(lái)。</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)接于直流電源上，如A刷接電源正極，B刷接電源負(fù)極，則電流從A刷流入，經(jīng)線圈

79、a、b、c、d，至B刷流出。圖示3所示瞬間，在N極下的導(dǎo)線a、b中電流方向由a到b；在S極下的導(dǎo)線c、d中電流方向由c到d。根據(jù)電磁力定律知道，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受力，其方向可由左手定則判定，其大小可以表示為：F=BLI，其中B指的是導(dǎo)體所在處得磁通密度(Wb/m2)，L指的是導(dǎo)體切割磁力線的有效長(zhǎng)度(m)；I指的是導(dǎo)體中流過(guò)的電流(A)。</p><p>　　導(dǎo)線ab的受力方向向左，導(dǎo)線cd的受力方向向右。兩個(gè)

80、電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸所形成的電磁轉(zhuǎn)矩為逆時(shí)針?lè)较?，電磁轉(zhuǎn)矩使電樞逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，換向片2轉(zhuǎn)至與A刷接觸，換向片l轉(zhuǎn)至與B刷接觸。電流由正極經(jīng)換向片2流入，導(dǎo)線dc中電流由d流向c，導(dǎo)線沈中電流由b流向a，由換向片l經(jīng)B刷流回負(fù)極。導(dǎo)線中的電流方向改變了，導(dǎo)線所在磁場(chǎng)的極性也改變了，電磁力及電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸所形成的電磁轉(zhuǎn)矩的方向末變，仍為逆時(shí)針?lè)较?，這樣可使電動(dòng)機(jī)沿一個(gè)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)下去。通過(guò)換向裝置，直流電流交替地由導(dǎo)

81、體ab和cd流入，使線圈邊只要處于N極下，其中通過(guò)電流的方向總是由電刷A流人的方向，而在S極下時(shí)，總是從電刷B流出的方向。這就保證了每個(gè)極下線圈邊中的電流始終是一個(gè)方向，從而形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。</p><p><b>　　控制方法</b></p><p>　　直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的基本原理</p>&l

82、t;p>　　單片機(jī)本身具有一定的驅(qū)動(dòng)能力。其I/O口的電流在10mA左右，像驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管之類的器件并不需要特殊的驅(qū)動(dòng)電路，但是對(duì)于直流電機(jī)這類負(fù)載較大的器件，單片機(jī)無(wú)法為其提供足夠的電流，特別是電機(jī)的啟動(dòng)電流，它往往會(huì)達(dá)到電機(jī)正常工作電流的幾倍，所以，對(duì)于這類器件，往往需要專門的驅(qū)動(dòng)電路完成對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，相應(yīng)的單片機(jī)只負(fù)責(zé)完成邏輯控制部分。單片機(jī)控制直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路的基本功能是要為電機(jī)提供足夠的電流以達(dá)到驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的目的。&

83、lt;/p><p>　　H橋式電路的驅(qū)動(dòng)原理</p><p>　　橋式電路是一種最基本的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)．控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p>　　圖1中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路。電路得名于“H橋式驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰。4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，

84、而電機(jī)就是H中的橫杠(注意：圖l及隨后的兩個(gè)圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅(qū)動(dòng)電路沒(méi)有畫出來(lái))。</p><p>　　如圖所示，H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過(guò)電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。</p><p>　　要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。例如

85、圖2所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過(guò)電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示。該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，電流將從左至右流過(guò)電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)(電機(jī)周圍的箭頭指示為順時(shí)針?lè)较?。</p><p>　　圖3所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過(guò)電機(jī)。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過(guò)電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另

86、一方向轉(zhuǎn)動(dòng)(電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針?lè)较?。</p><p>　　電機(jī)根據(jù)控制電路程序設(shè)計(jì)，通過(guò)單片機(jī)P2．2和P2．3端口輸出的脈沖工作信號(hào)和方向控制信號(hào)達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和換向，帶動(dòng)玻璃門開(kāi)啟或關(guān)閉。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的使用放大了電機(jī)工作電流，使電機(jī)攜帶負(fù)荷能力增加，同時(shí)也細(xì)分了電機(jī)工作脈沖，使電機(jī)運(yùn)行速度增快。</p><p>　　利用L298及其外部輔助電路和電機(jī)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路圖如下圖

87、所示：</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)電路圖</b></p><p><b>　　門行程檢測(cè)</b></p><p>　　行程開(kāi)關(guān)（又稱限位開(kāi)關(guān)）的一種，是一種常用的小電流主令電器。利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞使其觸頭動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐?，達(dá)到一定的控制目的。通常，這類開(kāi)關(guān)被用來(lái)限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置或行程，使運(yùn)動(dòng)機(jī)械

88、按一定位置或行程自動(dòng)停止、反向運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)等。</p><p><b>　　行程開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　行程開(kāi)關(guān)即一個(gè)開(kāi)關(guān)，通過(guò)外圍電路給出高低電平信號(hào)，可判斷門的位置，是否完全關(guān)閉或開(kāi)啟。行程開(kāi)關(guān)不僅外圍電路很簡(jiǎn)單，而且能使門立即停下來(lái)。當(dāng)然，將對(duì)管傳感器裝于兩扇門上，可用于檢測(cè)門中間是否有人。在門的兩側(cè)邊緣各裝兩對(duì)紅外對(duì)管傳感器，調(diào)節(jié)紅外

89、對(duì)管檢測(cè)的距離即可輕松實(shí)現(xiàn)門位置的檢測(cè)，同時(shí)檢測(cè)距離的可調(diào)性降低了系統(tǒng)對(duì)機(jī)械部分的要求。</p><p>　　基于以上分析，為了減少外圍電路，并能更加方便位置的檢測(cè)，我們采用行程開(kāi)關(guān)。</p><p>　　通過(guò)檢測(cè)門行程開(kāi)關(guān)的閉合情況來(lái)發(fā)送不同的信號(hào)，使電機(jī)改變轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制門運(yùn)行的速度以提高運(yùn)作效率，為了保護(hù)門不受到損害和保證門運(yùn)行效率，在門行程檢測(cè)電路中設(shè)置了四個(gè)行程開(kāi)關(guān)。它們分別代表

90、開(kāi)門極限、行程極限1、行程極限2、關(guān)門極限。門在開(kāi)啟過(guò)程中，分別經(jīng)過(guò)慢速、加速、減速和停止四個(gè)過(guò)程，門的關(guān)閉過(guò)程則與上述過(guò)程相反。門運(yùn)行到極限位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，單片機(jī)根據(jù)接收到響應(yīng)的信號(hào)，改變電機(jī)運(yùn)行速度。</p><p><b>　　系統(tǒng)的整體原理圖：</b></p><p><b>　　系統(tǒng)軟設(shè)計(jì)</b></p><p

91、><b>　　系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)面向硬件，選用匯編語(yǔ)言。整個(gè)系統(tǒng)軟件主要由自動(dòng)門主程序、開(kāi)門和關(guān)門子程序、故障處理程序和中斷服務(wù)程序組成。</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)軟件主要由主程序、開(kāi)門子程序、關(guān)門子程序、T0中斷服務(wù)程序、T1中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)子程序組成。主程序主要是完成系統(tǒng)進(jìn)行初始化、中斷設(shè)置等功能。程序設(shè)

92、計(jì)中設(shè)置了一個(gè)外部中斷0，它保證紅外自動(dòng)門能夠在無(wú)人操控情況下自動(dòng)運(yùn)行，主要功能是當(dāng)檢測(cè)到有人出入門時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門的目的。</p><p><b>　　器件選擇和電路</b></p><p><b>　　器件選擇</b></p><p>　　單片機(jī)：AT89C51，主要完成對(duì)各個(gè)端口狀態(tài)信號(hào)的監(jiān)測(cè)、控制信

93、號(hào)的發(fā)送以及和工控電腦程序的通信。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)電路：東芝公司的TA7267BP，驅(qū)動(dòng)直流小電機(jī)，完成電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　地址分配和連接</b></p><p>　　P1.2、P1.3：輸出管腳，連接驅(qū)動(dòng)芯片TA7267BP的1、2管腳，單片機(jī)通過(guò)改變這兩個(gè)管腳的電平，實(shí)現(xiàn)4種電機(jī)狀態(tài)的控制指令。</