基于單片機(jī)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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自動(dòng)門作為單片機(jī)控制的典型，廣泛應(yīng)用于各種地方，隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的手拉門已經(jīng)將會逐漸淘汰，新型的自動(dòng)門將會越來越廣泛地得到應(yīng)用。 如今伴隨著信息時(shí)代的到來 ，人們的生活水平日益提高，方便、快捷、 自動(dòng)、智能成為時(shí)代的主題，在現(xiàn)代超市、辦公樓等等 環(huán)境中， 門控系統(tǒng) 早已不僅僅局限在物理空間上，人們更為關(guān)注的是一個(gè)安全、方便、舒適的環(huán)境，自動(dòng)化的電子產(chǎn)品自然成為人們追求的目標(biāo)。 本設(shè)計(jì)將以 單片機(jī) 為核心設(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、程序指令、 流程 圖 等等 ，在保留了原始 門控系統(tǒng) 的基本功能的同時(shí)又增加了 一系列的實(shí)用功能 并簡化其電路結(jié)構(gòu)，其將以控制方便，靈活，只要改變輸入 單片機(jī) 的控制程序，便可 控制門的關(guān)閉和開合 ，從而使得 人們的在超市購物，在辦公樓辦公的環(huán)境不斷完美，不斷智能化。通 過對基于單片機(jī)的自動(dòng)門的設(shè)計(jì)，我們得出了該自動(dòng)門具有反映靈敏、高效、智能化的結(jié)論。 關(guān)鍵詞 單片機(jī)；自動(dòng)門 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) is a to do to a to or It in to in to in is of of it to on of of is to a by of to it of in in to in to in of 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 目 錄 1緒論 .................................................................................................................................................................................................. ......................................................................................................…………………………………………… ........ 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………… ............機(jī)的選型計(jì)算 …………………………………………… ......................步帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………… ...... 自 動(dòng)門控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) …………………………………………… .........機(jī)的作用和功能 ……………………………………… .......................…………………………………… ...........................器的工作原理 ……………………………………… ...........................檢測及顯示系統(tǒng)的構(gòu)成 ……………………………………… ...........合行程的檢測 ……………………………………… ........................... 硬 件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) …………………………………………… ............................電框圖的確定 …………………………………………………… .......件系統(tǒng)總體邏輯圖的設(shè)計(jì) ……………………………………… ..........路原理圖的確定 ……………………………………… .......................... 系 統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) …………………………………………… ............................主程序流程圖的確定 ……………………………… ...........................子程序流程圖的確定 ………………………………… .......................門中斷程序流程圖的確定 ……………………………………… ..........1中斷服務(wù)程序流程圖的確定 ……………………………………… .....論 ………………………………………………………………… ....................謝 …………………………………………………………………………… ....考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………… 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 1 緒 論 動(dòng)門的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用 我國自動(dòng)門行業(yè)建立時(shí)間比較短，多以中小型企業(yè)為主，經(jīng)受市場洗禮和考驗(yàn)的程度還不夠充分，自動(dòng)門企業(yè)管理水平與國際化的接軌還有一定的差距，在客觀認(rèn)識國內(nèi)自動(dòng)門市場的需求空間和目前發(fā)展存在的諸多問題時(shí)，與國際化的接軌和發(fā)展就顯得尤為的重要。過去的幾年里，我國自動(dòng)門行業(yè)進(jìn)入了快速的發(fā)展期。在國內(nèi)、國外兩個(gè)大市場都有比較好的發(fā)展勢頭。相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，隨著近年來的樓市調(diào)控、原材料價(jià)格上漲、運(yùn)輸及人工成本的不斷攀升使我國自動(dòng)門業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出新的特征，具體如下： 一、生產(chǎn)、銷售日益規(guī)模化、信息化 為了提升品牌知名度 , 自動(dòng)門企業(yè)采用了許多的營銷策略。例如 , 松下自動(dòng)門的門店裝飾人文化 , 導(dǎo)購專業(yè)化、營銷活動(dòng)信息化、服務(wù)意識的提高。利用現(xiàn)代技術(shù)與手段 , 對高要求、高消費(fèi)客戶群提供個(gè)性化服務(wù)。自動(dòng)門企業(yè)還不斷學(xué)習(xí)國外知名品牌的營銷策略、服務(wù)技巧等 , 努力提高自身的營銷服務(wù)水平。規(guī)?；蠊I(yè) 生產(chǎn)機(jī)械化，信息管理的現(xiàn)代化是自動(dòng)門企業(yè)做大做強(qiáng)的必然選擇。 二、發(fā)展大環(huán)境趨好 近年，國家出臺了一系列保增長、擴(kuò)內(nèi)需、調(diào)結(jié)構(gòu)的整體要求和保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快的發(fā)展政策，這對自動(dòng)門業(yè)發(fā)展意義重大。此外，建材下鄉(xiāng)的實(shí)施及各地保障房的建設(shè)，作為具有低碳、環(huán)保的自動(dòng)門行業(yè)必然得到大力推廣和重視。 三、出口穩(wěn)步增長 雖然我國自動(dòng)門的出口仍處在起步階段 , 但具有廣闊的發(fā)展空間。我國自動(dòng)門企業(yè)高度重視提高產(chǎn)品質(zhì)量 , 不斷追求生產(chǎn)高檔位、高品質(zhì)的產(chǎn)品。一些產(chǎn)品在質(zhì)量和款式上完全可以與國際上品牌居室門相媲美。部 分發(fā)達(dá)國家采購勢頭日益旺盛 , 這對于擴(kuò)大自動(dòng)門的出口極為有利。 四、人才儲備受重視 自動(dòng)門行業(yè)起步較低，行業(yè)的整體素質(zhì)不高，經(jīng)濟(jì)增長方式粗放，產(chǎn)品的抄襲、同質(zhì)化的現(xiàn)象屢見不鮮。近年來，隨著企業(yè)自身防范意識的提高，加強(qiáng)了對高級專業(yè)人才的儲備，近年來，在文化產(chǎn)業(yè)活動(dòng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及高級專業(yè)人才的儲備方面有所提高，利用先進(jìn)的工藝技術(shù)和優(yōu)秀人才的管理經(jīng)驗(yàn)，盡可能的設(shè)計(jì)制作個(gè)性化產(chǎn)品，避免同質(zhì)化的產(chǎn)生。有效地提升產(chǎn)品質(zhì)量，樹立品牌形象。所以，從以上眾多新特征可以看出，我國的自動(dòng)門市場還是很有發(fā)展前景的，注重產(chǎn)品的 質(zhì)量和售后服務(wù)，提高行業(yè)人才的整體素質(zhì)等等，才能加快我國的自動(dòng)門行業(yè) 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 水平與國際化的接軌速度，國際化對我們來說是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，想要在這種大趨勢下立足，乃至有更大的發(fā)展，就需要利用國際化的優(yōu)勢和特點(diǎn)，加強(qiáng)與世界接軌與交流的機(jī)遇，努力提高國際化的視野和國際化的發(fā)展布局。 內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 在國外，進(jìn)入 90年代以來，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)很成熟，并取得了驚人的成就，自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門的重要部分。在現(xiàn)在人們生活中自動(dòng)門可 以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防塵、防風(fēng)，同時(shí)可以使出入口顯得很莊重高檔，因此應(yīng)用非 常廣泛。在國外大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商樓、寫字樓，自動(dòng)門已經(jīng)隨處可見，但在國內(nèi)，自動(dòng)門的自主研發(fā)尚處于初級階段。在自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全、以及人性化是需要首先考慮的因素。 由于自動(dòng)門門體的重量及體積不同會對自動(dòng)門驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)提出不同的要求，所以各種自動(dòng)門又可以分為重型自動(dòng)門和輕型自動(dòng)門?？土髁康牟町悤ψ詣?dòng)門的使用產(chǎn)生很大的影響，因此，自動(dòng)門還可以分為一般自動(dòng)門和頻繁使用自動(dòng)門。自動(dòng)門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門、自動(dòng)平開門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)折疊 門等，其中普通門用的場合比較少，旋轉(zhuǎn)門由于價(jià)格昂貴而且非常龐大，一般只使用于高檔酒店賓館，自動(dòng)平移門使用的最廣泛，大家一般所說的自動(dòng)門、感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門，目前市場上流行的平移型自動(dòng)門又一般是兩開，這種門的特點(diǎn)是簡單易控，維護(hù)方便。 自動(dòng)平移門最常見的形式是自動(dòng)門內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人走進(jìn)門時(shí)，感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到人得存在，給控制一個(gè)開門信號，控制器通過驅(qū)動(dòng)裝置將門打開。當(dāng)人通過之后，在將門關(guān)上。由于自動(dòng)門再通電后可以實(shí)現(xiàn)無人管理，不但能給我們帶來人員進(jìn)出方便，又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(nèi)外建 筑市場上得到大范圍的普及。 自動(dòng)門控制方式 :自動(dòng)門的控制方法有很多，從控制器的不同來說，有繼電器控制，即通過按鈕和復(fù)雜的接線安裝來控制，只能控制器控制，即通過運(yùn)行現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備來控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)，因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用，由于繼電器路基控制的自動(dòng)門系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控制器的自動(dòng)門所淘汰。 在智能控制器的選析上，自動(dòng)門的主控制器有微電腦控制器控制和可編程器控制，微電腦控制主要有體積小、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，目前有許多廠家用此種方式生產(chǎn)自動(dòng)門， 特點(diǎn)是穩(wěn)定性高、維護(hù)方 便，目前許多大型商場的自動(dòng)門都是由這種控制方式控制的。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 題的提出及主要任務(wù) 本次課題的內(nèi)容是自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面： 第一，自動(dòng)選擇與智能控制系統(tǒng)配置的智能化設(shè)計(jì)，門的運(yùn)行速度可自由設(shè)定，并可以自由設(shè)置門的半開狀態(tài)，這樣調(diào)整方便。 第二，始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)門，具有自動(dòng)校正功能，即使遇到大風(fēng)引起的運(yùn)行阻力，依然能保 持平滑開閉動(dòng)作。 第三，自動(dòng)倒車安全裝置這一安全設(shè)計(jì)，遇到障礙物或其他異常情況時(shí)，門體自動(dòng)反轉(zhuǎn)，并在下一個(gè)阻力區(qū)接近在一個(gè)安全的前進(jìn)速度，避免夾緊事件和配件損壞的現(xiàn)象，提高了自動(dòng)門運(yùn)行的安全性，延長壽命的自動(dòng)門。備用電源保證自動(dòng)門電源能正常運(yùn)行，配置備用電源。安裝輔助光電傳感器時(shí)需要安裝在特定的區(qū)域，自動(dòng)門可以安裝輔助光傳感器（紅外保護(hù)裝置），門一打開，人們靜靜地站著，手拉葫蘆輔助光傳感器，門應(yīng)保持開放。當(dāng)手幾秒鐘后，門關(guān)閉。 本次課題的主要任務(wù)是研究自動(dòng)門的控制系統(tǒng)的組成及工作原理，確定設(shè)計(jì)方案，通過單 片機(jī)設(shè)計(jì)出該門的電路原理圖，各流程圖，并寫出設(shè)計(jì)說明書等等。該系統(tǒng)主要由單片機(jī)和電機(jī)控制電路，紅外檢測電路，故障檢測電路等組成。在正常操作過程中，紅外檢測電路輸出信號以產(chǎn)生直流控制信號，電機(jī)驅(qū)動(dòng)門的操作，當(dāng)系統(tǒng)檢測到了相對應(yīng)的信號，系統(tǒng)就進(jìn)入相應(yīng)的類型。如果在關(guān)閉過程中門遇到阻力，就會自動(dòng)打開，從而避免造成人身的損傷。其系統(tǒng)原理方框圖如下： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 2 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 自動(dòng)門控制系統(tǒng)是通過傳感器感應(yīng)到門前面有無人的到來從而反饋信號給中控系統(tǒng)，然后通過中控系統(tǒng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)門移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。 一般由兩扇門組成， 已知整個(gè)自動(dòng)門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分的的總 重量 150他重量50們?nèi)】傊亓繛?200復(fù)移動(dòng)速度為 1~2r/中忽略空氣阻力和摩擦力。其具體方案布局圖如下： 機(jī)的選型計(jì)算 針對系統(tǒng)工況，根據(jù)以上條件，對電機(jī)的選型計(jì)算過程如下： m m m g = 2 0 0 × 1 0 = 2 0 0 0 1 - 2 m / m i n = 1 6 . 6 - 3 3 . 3 / 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 01(t 60? m/ 有速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0?? ?電 機(jī) ? 0 0 / m i 0 0 5電 機(jī) ? ? ?0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9? ? ?? ? ?? N m?? ? ?式中： 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2? ? ?? ? ?? J M J L J 必須轉(zhuǎn)矩 ? ? 2 . 3 6 .? ? ?T M T L T S S N m 里取 根據(jù)以上得 出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號為 160無電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號為160機(jī)額定功率為 定轉(zhuǎn)矩為 大轉(zhuǎn)矩為 定轉(zhuǎn)速為 3000r/ 步帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)傳動(dòng)名義功率 2)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 500r／ 動(dòng)輪 =350r／ 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 (3)中心距 a=100右 (4)工作情況， 24小時(shí) 運(yùn)轉(zhuǎn) 求設(shè)計(jì)功率 P=m=2= 中 由設(shè)計(jì)功率 n =1500r／ 查得帶的型號為 應(yīng)節(jié)距 P = 1）選擇小帶輪齒數(shù) 由小帶輪轉(zhuǎn)速 n=1500r/表得小帶輪最小許用齒數(shù) 4，則大帶輪齒數(shù) i 中 i= 500／ 350=4． 286 ． 286× 14=60 取標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒敦 ==60 （ 2）確定帶輪節(jié)圓直徑 1/π =2/π =182 3）確定同步帶的節(jié)線長度 L， L= 2+π (d2+／ 2+πψ ( 180 式中：ψ =2a =0． 218； 12． 6 (以 a=100 則 L =擇最接近計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn) 節(jié)線長 (見表 4)L= 4）計(jì)算同步帶齒數(shù) z p/7 （ 5）傳動(dòng)中心距 a= 2式中： 3． 14l6 θ用逐步逼近法計(jì)算， θ =1． 351 8(弧度 )代入上式 得出 a=精確計(jì)算結(jié)果相似。 最后測量裝置同步帶選用 = B=17， L,= 150． 20b． = 步帶輪： 4， 0， 1/π =2/π =182 自 動(dòng)門控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) 機(jī)的作用和功能 隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、功能將列強(qiáng)。在單片機(jī)家族中， 80佼佼者，加之 司將其 51系列中的 80 邦等，這些公司都在保 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 持與 800許多特性。這樣， 80變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為 80列。 80家認(rèn)為，雖然世界上的 能各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明， 80 低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051單片機(jī)， 12時(shí)鐘 /機(jī)器和 6時(shí)鐘 /機(jī)器可選，0899區(qū)別在于51的程序空間為 4K 字節(jié)，而 52程序空間為 8余性能與結(jié)構(gòu)相同。本論文以 89單片機(jī) 又稱 單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成 到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比， 單片機(jī) 只缺少了 I/概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用 單片機(jī) 是了解 計(jì)算機(jī)原理 與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如 智能儀表 、實(shí)時(shí) 工控 、通訊設(shè)備、 導(dǎo)航系統(tǒng) 、 家用電器 等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在 產(chǎn)品名稱 前冠以形容詞 —— “智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。由于單 片機(jī)體積小，使用方便的特點(diǎn)，被應(yīng)用在智能儀器上，再結(jié)合其他的傳感器之類的，可以實(shí)現(xiàn)對溫度、濕度等精密量的測量，功能十分的強(qiáng)大。同樣由于單片機(jī)的體積小、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)和使用方便等方面的優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)也被普遍應(yīng)用于工業(yè)控制上，比如多種多樣的通訊系統(tǒng)以及機(jī)器人等方面。此外，由于單片機(jī)的適應(yīng)能力很強(qiáng)，所以在我們常用的手機(jī)、電腦等物品上應(yīng)用十分廣泛。還有，醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備如呼吸機(jī)等也有單片機(jī)的廣泛應(yīng)用。還有就是汽車系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等都廣泛應(yīng)用單片機(jī)。其中，單片機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如下： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 合 由于單片機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，幾乎到了無孔不入的地步。單片機(jī)應(yīng)用的主要領(lǐng)域有： 1）智能化家用電器：各種家用電器普遍采用單片機(jī)智能化控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路控制，升級換代，提高檔次。如洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)、錄像機(jī)、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽設(shè)備等。 2）辦公自動(dòng)化設(shè)備：現(xiàn)代辦公室使用的大量通信和辦公設(shè)備多數(shù)嵌入了單片機(jī)。如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、繪圖機(jī)、考勤機(jī)、電話以及通用計(jì)算機(jī)中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動(dòng)等。 3）商業(yè)營銷設(shè)備：在商業(yè)營銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子稱、收款機(jī)、條形碼 閱讀器、 租車計(jì)價(jià)器以及倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)、商場保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險(xiǎn)系統(tǒng)等都采用了單片機(jī)控制。 4）工業(yè)自動(dòng)化控制：工業(yè)自動(dòng)化控制是最早采用單片機(jī)控制的領(lǐng)域之一。如各種測控系統(tǒng)、過程控制、機(jī)電一體化、 化工、建筑、冶金等各種工業(yè)領(lǐng)域都要用到單片機(jī)控制。 5）智能化儀表：采用單片機(jī)的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強(qiáng)化了功能。如數(shù)據(jù)處理和存儲、故障診斷、聯(lián)網(wǎng)集控等。 6）智能化通信產(chǎn)品：最突出的是手機(jī)，當(dāng)然手機(jī)內(nèi)的芯片屬專用型單片機(jī)。 7）汽車 電子產(chǎn)品：現(xiàn)代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運(yùn)行監(jiān)視器（黑匣子）等都離不開單片機(jī)。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 8）航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域：單片機(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。 單片機(jī)應(yīng)用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。更重要的意義在于，單片機(jī)的應(yīng)用從根本上改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。以前采用硬件電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，正在用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)。以前自動(dòng)控制中的 節(jié)，現(xiàn)在可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具有智能化的數(shù)字計(jì)算控制、模糊控制和自適應(yīng)控制。這種以軟件取代硬 件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱為微控技術(shù)。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣，微控制技術(shù)將不斷發(fā)展完善。 器的工作原理 本測量系統(tǒng)采用的是光穿透型光電傳感器，這里我們采用的是基恩士的 列產(chǎn)品是一款高速、高精度的數(shù)字測微計(jì)，無需接觸目標(biāo)物即可對其尺寸進(jìn)行測量。該系列用途廣泛，可應(yīng)用于聯(lián)機(jī)測量和脫機(jī)測量。每秒 2400 次的高速采樣可以確保達(dá)到 兩倍于普通型號的采樣速度。這樣就可以對擠壓制品進(jìn)行連續(xù)測量以及對運(yùn)動(dòng)工件進(jìn)行聯(lián)機(jī)測量。重復(fù)精度為 ± 保兩倍于普通型號的重復(fù)精度，從而為高精度產(chǎn)品的制造提供了有力的支持。連接兩個(gè)測量頭進(jìn)行雙渠道同步測量結(jié)合使用兩個(gè)測量頭可對兩個(gè)目標(biāo)物進(jìn)行同步測量。利用閾值更改功能對透明目標(biāo)物進(jìn)行穩(wěn)定的檢測 理器支持閾值更改功能，這樣就可以對透明目標(biāo)物進(jìn)行穩(wěn)定的檢測。 高亮度 色 射光能夠通過專用的散射模組和準(zhǔn)直裝置鏡頭變成均勻的平行光，并照射到測量范圍內(nèi)的目標(biāo)物上 。然后目標(biāo)物的影像即通過遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)顯示在 高速線性 上。 高速線性 ) 的輸出入射信號將由控制器中的 數(shù)字邊緣檢測 ) 處理器和 行處理。因此，目標(biāo)物的尺寸規(guī)格就可以被顯示和輸出。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 檢測及顯示系統(tǒng)的構(gòu)成 在故障檢測電路中，配置了溫度和速度傳感器，用來監(jiān)測電機(jī)的工作情況， 從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)過熱保護(hù)和門運(yùn)行障礙保 護(hù)，同時(shí)還設(shè)置了電壓監(jiān)控電路，用于檢 測系統(tǒng)異常情況。檢測電路首先將檢測到的信號轉(zhuǎn)換成電壓，然后經(jīng) 換器變成數(shù)字信號，單片機(jī)定期讀取數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，即馬上采取相 應(yīng)的緊急措施， 向系統(tǒng)發(fā)出故障信號， 系統(tǒng)停止工作， 向故障顯示電路發(fā)出指令， 發(fā)出報(bào)警信號并顯示故障類型。 合行程的檢測 門行程檢測電路通過檢測門行程開關(guān)的閉合情況來發(fā)送不同的 信號， 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，在門行程檢測電路中設(shè)置了四個(gè)行程開關(guān)。它們分別代表開門極 限、程極限 1、行程極限 2、關(guān)門極限。門在開啟過程中，分別經(jīng)過慢速、加速、 減速和停止四個(gè)過程，門的關(guān)閉過程則與上述過程相反。門運(yùn)行到極限位置時(shí)， 限位開關(guān)動(dòng)作，單片機(jī)根據(jù)接收到響應(yīng)的信號，改變電機(jī)運(yùn)行速度。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 4 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 框圖的確定 紅外線自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件框圖，如下所示。這個(gè)系統(tǒng)主要由 個(gè)紅外線檢測電路，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制電路，故障檢測電路，故障顯示電路，控制方式切換電路等幾個(gè)部分組成。單個(gè)環(huán)路檢測的紅外線檢測電路和柵極沖程檢測電路的輸出信號，以產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的控制信號，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)門動(dòng)作，系統(tǒng)檢測時(shí)，控制模式被改變，則 系統(tǒng)進(jìn)入相應(yīng)的控制模式。如門在打開時(shí)遇到有人或者其他障礙物時(shí)，系統(tǒng)就會通過單片機(jī)控制程序進(jìn)入故障處理程序。其硬件組成圖與結(jié)構(gòu)圖分別如下所示： 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 由于將多功能 8位 它的一種精簡版本。 片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)性高且價(jià)廉的方案。芯片管腳如圖所示 ： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 件系統(tǒng)總體 邏輯圖的設(shè)計(jì) 在許多類型的自動(dòng)門傳感器中，我們選擇平移型感應(yīng)自動(dòng)門機(jī)作為此次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。首先，自動(dòng)門機(jī)組由以下部分組成： （ 1） 主控制器：它是自動(dòng)門的指揮中心，通過內(nèi)部指令程序來控制整個(gè)門的動(dòng)作，并發(fā)出相應(yīng)的命令，指揮馬達(dá)或電動(dòng)門鎖系統(tǒng)；人們可以很方便地通過主控制器來調(diào)節(jié)門的打開速度和范圍等等參 數(shù) （ 2）感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，就像人的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍內(nèi)，它會反饋一個(gè)脈沖信號給主控制器。 （ 3）電動(dòng)機(jī)功率：提供開放和關(guān)閉的主動(dòng)力，加速和減速控制門。 （ 4）當(dāng)門打開和關(guān)閉再次完成感應(yīng)探測器 探測到有人進(jìn)入脈沖信號的時(shí)候，中控系統(tǒng)接收到信號后，電機(jī)運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，門打開，當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，自動(dòng)門關(guān)閉。 路原理圖的確定 根據(jù)自動(dòng)門自動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)定得出它的電路原理圖如下圖所示： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 5 系 統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)軟件由主程序、開門子程序， 部中斷服務(wù)子程序組成。主程序主要是完成系統(tǒng) 初始化，中斷設(shè)置等功能。外部中斷程序的設(shè)置是為了確保紅外自動(dòng)門在無人的情況下自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)檢測到有人到訪時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)，從而達(dá)到自動(dòng)關(guān)閉門的目的。 主程序流程圖的確定 系統(tǒng)主程序流程圖主要是反映了自動(dòng)門控制系統(tǒng)的控制邏輯，它代表了各個(gè)程序執(zhí)行的先后順序，本次設(shè)計(jì)的是自動(dòng)門控制系統(tǒng)，其主程序流程圖如下圖所示： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 子程序流程圖的確定 已知在自動(dòng)門控制系統(tǒng)中，開門子程序主要是執(zhí)行中控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，從而通過步進(jìn)電機(jī)來控制門的打開的功能，其具體流程圖如下： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 門中斷程序流程圖的確定 開門中斷程序主要是為了防止有人或物在門打開的過程中進(jìn)入，為了安全而設(shè)置的一個(gè)程序，其具體流程圖如下： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 1中斷服務(wù)程序流程圖的確定 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 序源代碼的生成 主程序的生成： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 開門子程 序的生成： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 關(guān)門子程序的生成： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 結(jié)論 時(shí)光荏苒，一晃就半年過去了，在這幾個(gè)月的時(shí)間了，我不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下 ，在這里，我向幫助我的老師和同學(xué)們表示感謝，沒有大家共同的努力，今天的我起不到這個(gè)成就。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 致謝 本文所設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，原理比較簡單，功能實(shí)用，設(shè)計(jì)比較合理。在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識，實(shí)事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和 豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動(dòng)。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)樗俏矣眯?、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿 。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝等 M](第二版 ） 械工業(yè)出版社， 2003 [2] 程悅蓀 M]國農(nóng)業(yè)出版社， 1981 [3] 周紀(jì)良 M]械工業(yè)出版社， 1991 [4] 吉林工業(yè)大學(xué)教研室編 M]國農(nóng)業(yè)出版社， 1982 {5} 成大先主編 — 減（變）速器·電機(jī)與電器 [M]學(xué)工業(yè)出版社， 1999 [6] 朱冬梅 M]等教育出版社， 2000 [7] 陳立德 M]等教育出版社， 2002 [8] 陳立德 M]等教育出版社， 2002 [9] 劉勁 M]械工業(yè)出版社， 2000 [10] 陳立周 M]金工業(yè)出版社， 1985 [11] 《拖拉機(jī)》編輯部主編 M]?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1980 [12] 周紀(jì)良 J]1979(2)： 47[13] 周紀(jì)良， 孔維恭，于瑞璽 J]機(jī)械學(xué)報(bào)， 1988（ 2）： 32 [14] 高象平，李齊隆等 M]東科技出版社， 1987 [15] 周紀(jì)良，孔維恭 J]1983（ 3）：12[16] . 998.