自動(dòng)平移門高選

1、個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系機(jī)電一體化專業(yè) 08級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì) <論文）題目: 平移型感應(yīng)門設(shè)計(jì)姓名高選學(xué)號(hào)2008040080指導(dǎo)教師 <簽名）二一零年十月十六日1/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)<論文 >誠信承諾書本人慎重承諾：我所撰寫的設(shè)計(jì) <論文） 平移型感應(yīng)門設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下自主完成，沒有剽竊或抄襲他人的論文或成果。如有剽竊、抄襲，本人愿意為由此引起的后果承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。畢業(yè)論文 <設(shè)計(jì)）的研究成果歸屬學(xué)校所有。學(xué)生(簽名>年月日2/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用平移型感應(yīng)門設(shè)計(jì)高選摘要：本設(shè)計(jì)的平

2、移門是在門的內(nèi)外兩側(cè)安裝熱釋電紅外傳感器，當(dāng)人走近自動(dòng)門時(shí)，傳感器感應(yīng)到移動(dòng)的、有能量的物體時(shí)，就給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)使它驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)將門打開，當(dāng)人通過后，門將自動(dòng)關(guān)閉。由于熱釋電紅外傳感器只能對(duì)移動(dòng)的物體進(jìn)行反應(yīng)，只適用于行走速度正常的人通過場(chǎng)所，若在門附近的人員靜止不動(dòng)，傳感器便不再反應(yīng)則門自動(dòng)關(guān)閉，有可能出現(xiàn)夾人現(xiàn)象。因此，本設(shè)計(jì)中給自動(dòng)門安裝上紅外線傳感器，紅外傳感器對(duì)靜止的物體也能反應(yīng)。因此只要處于紅外線傳感器的掃描范圍內(nèi)，傳感器都有信號(hào)產(chǎn)生，所以具有防夾功能。b5E2RGbCAP3/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用目錄 4前言 5第一章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)61.1系統(tǒng)的功能與技術(shù)

3、指標(biāo)61.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案7第二章系統(tǒng)部分82.1 控制系統(tǒng)流程92.2 原理圖 102.21單片機(jī)的選擇 112.22控制電機(jī)芯片的選擇132.23電機(jī)控制電路 142.24熱釋電紅外傳感器152.25紅外線傳感器控制電路 172.26霍爾元件控制電路182.27數(shù)碼管顯示電路 192.28石英晶體振蕩電路202.29復(fù)位電路 21第三章執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 213.1穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 223.2無刷直流電機(jī)的應(yīng)用23結(jié)束語 284/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用前言經(jīng)歷了豐富多彩的大學(xué)時(shí)光，那些點(diǎn)滴往事至今也那以忘懷。而今我們將面對(duì)一項(xiàng)對(duì)自身所學(xué)理論和技能掌握的全面考驗(yàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)。我相信，我一定會(huì)取得成

4、功！門是伴隨著人們的文明而誕生的，隨著科學(xué)的發(fā)展，門的種類越來越多，技術(shù)也越來越復(fù)雜。自動(dòng)門從理論上理解應(yīng)該是門的使用觀念的延伸，是人們根據(jù)需要對(duì)門的功能的提升和完善。所以對(duì)自動(dòng)門的認(rèn)識(shí)應(yīng)該從人對(duì)門功能的要求開始。p1EanqFDPw在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中國，高樓聳立的大都市，自動(dòng)門已經(jīng)是隨處可見。在大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、醫(yī)院、寫字樓等場(chǎng)所。自動(dòng)門不但能給我們帶來人員出入方便，節(jié)約能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的建筑增添了不少高貴典雅的氣息。DXDiTa9E3d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

5、廣泛。因此，本次設(shè)計(jì)的是自動(dòng)平移門。 RTCrpUDGiT5/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用第一章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)1.1系統(tǒng)的功能與技術(shù)指標(biāo)1. 該系統(tǒng)的主要功能如下：<1）人靠近時(shí)自動(dòng)開門<2）人離開時(shí)自動(dòng)關(guān)門<3）門有防夾防卡功能<4）門在關(guān)閉的過程中，若再有人靠近，門再自動(dòng)開啟<5）在限定的范圍內(nèi)，門的重量可變<6）具有備用電源，保證停電時(shí)自動(dòng)門也能正常工作<7）自動(dòng)校正功能，防止齒輪帶微小滑動(dòng)帶來的誤差2. 設(shè)計(jì)要求<1）數(shù)碼管顯示開門時(shí)間，用于計(jì)算門開的速度<2）檢查到有人時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，沒有人時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)<3）電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)間要與反轉(zhuǎn)

6、時(shí)間相同，不管什么時(shí)候檢查到有人信號(hào)<4）在關(guān)門時(shí)檢查到有人，要馬上開門<5）當(dāng)門被卡時(shí)，由電流傳感器給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)，自動(dòng)控制電源的關(guān)斷1.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案工作原理框圖：6/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用當(dāng)有移動(dòng)的物體靠近自動(dòng)門時(shí)，熱釋電傳感器感應(yīng)后送給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)，命令電機(jī)控制芯片控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn) <即門的開閉）。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，門開啟，碰到門限開關(guān)時(shí)，單片機(jī)控制電機(jī)停止。 5PCzVD7HxA我們所用到的熱釋電紅外傳感器只能對(duì)移動(dòng)的物體進(jìn)行反應(yīng)，但其反應(yīng)速度快，有可能出現(xiàn)夾人現(xiàn)象，因而我們?cè)陂T上安裝了紅外線傳感器。紅外線傳感器 jLBHrnAILg的反應(yīng)速度比較慢，但只要有

7、物體出現(xiàn)在掃描范圍內(nèi)，它就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)讓門自動(dòng)開啟，使門具有防夾人的功能。當(dāng)門發(fā)生意外時(shí)，如：門被卡住，則電機(jī)停止電流增大，由電流傳感器送給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)，讓它切斷電源，起到保護(hù)電機(jī)的作用。 xHAQX74J0X第二章系統(tǒng)部分自動(dòng)門 , 感應(yīng)門機(jī)的種類很多，在此我們僅以平移型自動(dòng)門 , 感應(yīng)門機(jī)為例介紹一下自動(dòng)門機(jī)的基本工作原理。首先，平移式自動(dòng)門機(jī)組由以下部件組成：<1）主控制器：它是自動(dòng)門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集7/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用成塊，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)人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。<2）感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)

8、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)；<3）動(dòng)力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制門扇加速與減速運(yùn)行。<4）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)。<5）門扇吊具走輪系統(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。<6）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)。<7）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)。LDAYtRyKfE2.1 控制系統(tǒng)流程當(dāng)門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：

9、 感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將沖信號(hào)傳給主控器，主自動(dòng)感應(yīng)門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)使門扇開啟；自動(dòng)感應(yīng)門門扇開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。 Zzz6ZB2Ltk自動(dòng)門控制裝置的硬件組成：自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測(cè)開關(guān) K1、門外光電探測(cè)開關(guān) K2、開門到位限位開關(guān) K3、關(guān)門到限位開關(guān) K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1<使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2<使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。光電探測(cè)開關(guān)為檢測(cè)到

10、人或物體 ON，否則為 OFF?？刂埔螅?dvzfvkwMI1<1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān)K1 或 K2 時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。rqyn14ZNXI8/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用<2）自動(dòng)門在開門位置停留8 秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。EmxvxOtOco<3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2 或K1 時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。SixE2yXPq5<4）在門打開后的8

11、秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測(cè)開關(guān) K2 或 K1 時(shí)，必須重新開始等待8 秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。6ewMyirQFL<1）SB7為啟動(dòng)鍵，按下 SB7鍵，才可進(jìn)行開鎖工作；<2）SB1、 SB2、SB5為可按壓鍵。開鎖條件為：SB1設(shè)定按壓次數(shù)為2 次，SB2設(shè)定按壓次數(shù)為4 次， SB5設(shè)定按壓次數(shù)為3 次。如果按照上述規(guī)定按壓，則 5 秒后，密碼鎖自動(dòng)打開；kavU42VRUs<3）SB3、 SB4為不可按壓鍵，一按壓，警報(bào)器就發(fā)出報(bào)警；<4）SB6為復(fù)位鍵，按下SB6后，可重新進(jìn)行開鎖工作。如果按錯(cuò)鍵，則必須進(jìn)行復(fù)位

12、操作，所有的計(jì)數(shù)器都被復(fù)位；y6v3ALoS89<5）SB8為停止鍵，按下 SB8鍵，停止開鎖作業(yè)；<6）除了啟動(dòng)鍵外，不考慮按鍵的順序。<7）在密碼輸入正確的情況下或由內(nèi)到外的光電傳感器檢測(cè)開關(guān)K1 檢測(cè)到輸入時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 M2ub6vSTnP<8）自動(dòng)門在開門位置停留8 秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。0YujCfmUCw<9）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2 或K1 時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，

13、并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。eUts8ZQVRd<10）在門打開后的8 秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測(cè)開關(guān) K2 或 K1 時(shí)，必須重新開始等待8 秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。sQsAEJkW5T9/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用2.2 原理圖本設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)由 AT89S51芯片、數(shù)碼管、紅外線傳感器、熱釋電傳感器、 L298N 電機(jī)控制芯片、直流電機(jī)、 6MHZ石英晶振、 44E 霍爾元件、電源、電阻、電容等部分組成。 GMsIasNXkA原理圖如下圖所示：電路說明及分析：10/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用2.21 單片機(jī)的選擇AT89S51 集成了一名

14、微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)主要部分。其中主要 CPU存儲(chǔ)器，可編程 I/O 口，定時(shí) / 計(jì)數(shù)器，串行口等。 AT89S51內(nèi)有 4KB程序存儲(chǔ)器 ， 128B 的 RAM， 32 個(gè)外部雙向輸入 / 輸出 <I/O ）口， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器 ，并設(shè)有看門狗，雙 DPTR和 ISP 編口，為很多潛入式控制應(yīng)用提供了高速靈活且價(jià)格適宜的方案。還增加了零頻下工作的外態(tài)邏輯，方式及兩種軟件可選的省電模式。其中在閑置模式下，CPU停止工作，在掉電模式下，只保存RAM的內(nèi)容，震蕩器停振，關(guān)閉芯片的所有功能，直到

15、下一次硬件復(fù)位為止，所以其功能強(qiáng)大且價(jià)格低，能完成滿足設(shè)計(jì)的要求。TIrRGchYzg引腳的功能與連接Vcc：接 +4V+5.5VGND：接地XTAL1和 XTAL2引腳兩端跨接一個(gè)6MB的石英晶體及兩個(gè)30PF 的電容構(gòu)成穩(wěn)定的自激震蕩器，提供工作脈沖。P0 口： 8 位的 I/O端口。在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)提供位地址和8位數(shù)據(jù)，故這些I/O有地址 / 數(shù)據(jù)總線之稱，簡寫作AD0AD7，在這里我們做接鈕和門限開關(guān)用。當(dāng)按鈕接下時(shí)，管腳由高電平變?yōu)榈碗娖奖硎菊{(diào)整或限制門移動(dòng)寬度。AT89S51引腳圖P1 口：通常作為通用的I/O 口使用，當(dāng) P1 口輸出高電平時(shí)，能向外提供拉電流負(fù)載，所以

16、可不外接上拉電11/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用阻。在本設(shè)計(jì)中做控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和該各種傳感器狀況。以便控制門的各種運(yùn)行狀態(tài)。P2 口： P2 口也是一個(gè)內(nèi)部上接電阻的8 位雙向 I/O 口。在這里我們將其用來當(dāng)作驅(qū)動(dòng)CED的輸入口，顯示電機(jī)在不同速度下的各個(gè)檔次。P3 口： P3 口也是一個(gè)內(nèi)部上接電阻的8 位雙向 I/O 口。這 8 個(gè)引腳都具有專用的第二功能。其中 P3.2 與 L298N的 5 引腳相連。這樣可以利用中斷0 與定時(shí)器測(cè)量開門或關(guān)門的時(shí)間，以便控制門的速度。因?yàn)楫?dāng)IN1 高電平及 IN2 為低電平時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng) IN1 為低電平及 IN2 為高電平時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，所以只要測(cè)出

17、IN1 低電平的時(shí)間，就可知道電機(jī)開門的時(shí)間。7EqZcWLZNXPST：復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。電路中，采用按鍵電平復(fù)位方式。RESET引腳通過5.1K 、430 歐電阻、 10UF的電容和一個(gè)觸發(fā)按鈕連接，當(dāng)按鍵接下超過2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。lzq7IGf02E2.22 控制電機(jī)芯片的選擇L298N 是 SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè)H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器。接收標(biāo) zvpgeqJ1hk12/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用準(zhǔn) ITL 邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V

18、，2A以下的電機(jī)。從引腳圖分析，1腳與 15腳可單獨(dú)引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳感信號(hào)。 OUT1、 OUT2可接電機(jī)。 5，7，10， 12 腳輸入控制電平，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)， ENA、ENB接控制使能端，控制電機(jī)停、轉(zhuǎn)， L298N的邏輯功能如下表所示L298N引腳圖ENA<B）IN1<IN3）IN2<IN4）電機(jī)運(yùn)行情況HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同 IN2<IN4）同 IN1<IN3）快速停止LXX停止2.23 電機(jī)控制電路電機(jī)控制電路圖AT89S51單片機(jī)引腳 P1.1 、P1.2 分別接 L298 的 IN2、 IN2 控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，若 P1.1、P

19、1.2 分別接輸出高、低電平，電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng) P1.1 、P1.213/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用分別輸出低、高電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)。 ENA 與單片機(jī) P1.3 相連，控制電機(jī)的停、轉(zhuǎn)，當(dāng) P1.3 輸出為高電平時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向由 P1.1 、P1.2 控制，當(dāng) P1.3 輸出為低電平無論 P1.1、 P1.2 輸出的是什么電平，電機(jī)都停止。Vss、Vs 分別接 5V、 9V 電源。通過 AT89S51與 L298N 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門的加速、減速、勻速與剎停。NrpoJac3v12.24熱釋電紅外傳感器熱釋電紅外傳感器控制電路圖1熱釋電紅外傳感器選擇與控制電路本設(shè)計(jì)使用的是PZ288，分別裝在門的兩側(cè)。

20、熱釋電紅外探測(cè)器是由熱熱14/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用釋電紅外傳感器，菲耳透鏡及電子電路組成的一種光電檢測(cè)裝置，它能不接觸地檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)輻射出的紅外并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，敏感單元的制造材料對(duì)不同型號(hào)傳感器有所不同。 PZ288 由 LiTaO3 制成，把這些材料制成很薄的薄片，每片薄片兩端則構(gòu)成一個(gè)等效小電容，見圖中的 P1、 P2。而這兩個(gè)薄片是做在一硅晶體片上的，它們形成的等效小電容能產(chǎn)生自極化，在兩端產(chǎn)生微量的極化相反的正負(fù)電荷再把兩個(gè)等效小電容極性相反地串聯(lián)起來，構(gòu)成了傳感器的核心部分。當(dāng)傳感器沒有檢測(cè)到人體輻射的紅外能時(shí)， P1、 P2 上自極化產(chǎn)生的等量電荷

21、因它們的極化相反串聯(lián)，而相互抵消。 1nowfTG4KI回路中無電流，傳感器無輸出。當(dāng)人體靜止在傳感器檢測(cè)區(qū)內(nèi)時(shí)，照射到 P1， P2 上的紅外光亮達(dá)到平衡， P1，P2 上產(chǎn)生等號(hào)的光電流。此光電流在回路中抵消，傳感器仍無信號(hào)輸出。 fjnFLDa5Zo從原理上講，任何發(fā)熱體都會(huì)產(chǎn)生紅外線，熱釋電傳感器敏感單元對(duì)紅外線的感應(yīng)表現(xiàn)在敏感單元的溫度變化，而溫度的變化導(dǎo)致電信號(hào)的變化。tfnNhnE6e5環(huán)境與自身的溫度變化由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了不向外輸出信號(hào)，而傳感器的低頻響應(yīng) <0.110HZ）和特定紅外線長 <515um）響應(yīng)決定了傳感器只對(duì)外界的紅外輻射而引起本身的溫度變化敏感，或

22、者說只對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)敏感。因而，傳感可以抵抗可見光及大部份紅外線的干擾。 HbmVN777sL.2. 熱釋電紅外線傳感器的工作原理熱釋電紅外線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。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件，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15/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用壓信號(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

23、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1020M范圍內(nèi)人的行動(dòng)。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。人體輻射的紅外線中心波長為 910-um，而探測(cè)元件的波長靈敏度在 0.220-um 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過光的波長范圍為 710-um，正好適合

24、于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長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 V7l4jRB8Hs2.25紅外線傳感器控制電路紅外線傳感器控制電路圖利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測(cè)量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有16/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度 <高于絕對(duì)零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。 83lcPA59W9紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測(cè)元件按

25、工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。光電檢測(cè)元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。 mZkklkzaaP紅外線傳感器常用于無接觸溫度測(cè)量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度 異常的部位，及時(shí)對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療 <見熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對(duì)云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線傳感器可檢測(cè)飛

26、機(jī)正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的過熱情況等。本設(shè)計(jì)中我們利用紅外線傳感器。 AVktR43bpw2.26 霍爾元件控制電路17/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用霍爾元件控制電路圖本設(shè)計(jì)中需要利用電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算出自動(dòng)門的門寬，從而控制電機(jī)的加速、勻速、減速。因此我們利用霍爾元件與單片機(jī)的P1.0 端相連，從而計(jì)算出電機(jī)圈數(shù)。其中霍爾式傳感器是以霍爾元件作為敏感和轉(zhuǎn)換元件的傳感器，而霍爾元件則是利用某些半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)原理制成的，霍爾元件是將一載流體置于磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)，若載流體中的電流方向與磁場(chǎng)方向不相同，則在載流體中平行于由電流方向和磁場(chǎng)方向所組成平面的兩個(gè)平行面上將產(chǎn)生電勢(shì)的現(xiàn)象，其產(chǎn)生的電勢(shì)模擬信號(hào)因此

27、經(jīng)施密特觸發(fā)器74HC14整流輸入 P1.0 一個(gè)數(shù)字信號(hào)。在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)永久磁鐵。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈霍爾元件受到磁場(chǎng)感應(yīng)。即送給 P1.0 一個(gè)數(shù)字脈沖。因此只要計(jì)算出脈沖個(gè)數(shù)就知道電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。ORjBnOwcEd2.27數(shù)碼管顯示電路18/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用數(shù)碼管顯示電路圖89 系列單片機(jī)的應(yīng)用中，通常要進(jìn)行住處顯示，而顯示器件大多數(shù)是LED或 LCD。對(duì) LED 和 LCD器來說，它們的接口方法是不同的。因?yàn)長ED一般所需的電流較大，而顯示器件很多是7 段數(shù)字顯示器，所以在顯示時(shí)要求給出顯示數(shù)字對(duì)應(yīng)的顯示碼。對(duì)于LCD 器件來說，現(xiàn)在已經(jīng)配置了專門的驅(qū)動(dòng)電器，在進(jìn)行信號(hào)顯示時(shí)，往

28、往把信息寫入驅(qū)動(dòng)電路的存儲(chǔ)器中，由于存儲(chǔ)器和LCD 顯示屏是一種映射關(guān)系，只要寫入其存儲(chǔ)器的信息適當(dāng)，就可以在LCD 中顯示出對(duì)應(yīng)的正確信息。2MiJTy0dTT本設(shè)計(jì)中我們用到一個(gè)顯示管，用來顯示電機(jī)轉(zhuǎn)的時(shí)間，通過時(shí)間可以計(jì)算出相應(yīng)的速度?，F(xiàn)在我們先完成必要的硬件部分，數(shù)碼管有共陰和共陽的區(qū)分，單片機(jī)都可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但是驅(qū)動(dòng)的方法是不同的，并且相應(yīng)的17 的顯示代碼正好相反。首先我們可以看到圖所示的數(shù)碼顯示為共陽的，因此給數(shù)碼管供 +5V 的電壓，當(dāng)相應(yīng)的端正口變成低電平時(shí)，數(shù)碼管顯示數(shù)字。碼表如下19/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用所示 gIiSpiue7AP2.0P2.1P2.2P2.3P

29、2.4P2.5P2.6字型11110002.2811010010石 英21011000晶 體31001100振 蕩41001001電路51000001611111007在自動(dòng)感應(yīng)門中，我們選用了 36MHZ石英晶振提供工作脈沖。石英晶振的工作原理是利用石英晶體在外電場(chǎng)作用下可以產(chǎn)生壓電效應(yīng)而制成的。所謂壓電效應(yīng)是指石英晶體片兩極間加有電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。而單受到動(dòng)機(jī)械壓力又會(huì)產(chǎn)生電聲的一種物理現(xiàn)象，按一定的方位將石英晶體切割成固定的形狀薄片，并在兩個(gè)對(duì)應(yīng)表面上涂上金屬層作裝外殼石英晶體振蕩電路圖就構(gòu)成了石英晶振器。晶振的兩端與單片機(jī)的XTAL1和XTAL2 引腳相連，為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖。20

30、/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用2.29 復(fù)位電路本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用按鍵電平復(fù)位。復(fù)位操作有上電復(fù)位、按鍵復(fù)位、按鍵脈沖復(fù)位三種。按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖所示，復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要。一復(fù)位電路圖個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，首先要檢查能否復(fù)位成功。初步檢查可用示波器探頭監(jiān)視 RST 引腳，按下復(fù)位鍵，觀察能否有足夠幅度的波形輸出 <瞬時(shí)的），還可以通過改變復(fù)位電路阻容值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第三章執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)隨著自動(dòng)門的不斷發(fā)展，被越來越多的應(yīng)用于各建筑物，廣泛的應(yīng)用也使其安全變的越來越重要。對(duì)電源的影響因素是多方面的，其中

31、主要干擾，來自21/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用噪聲的影響。因此，為了提高自動(dòng)門的運(yùn)行穩(wěn)定性，穩(wěn)定的電壓和較小的波紋是重點(diǎn)考慮的問題。較為普遍的穩(wěn)壓裝置是變壓器，因?yàn)樗鼉r(jià)格實(shí)惠，但有一定的弱點(diǎn)，對(duì)電源的穩(wěn)壓性能并不是很強(qiáng)。因此我們需要設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源并根據(jù)無刷直流電機(jī)供電要求選擇合理的電路參數(shù)，同時(shí)需要合理設(shè)計(jì)交流濾波器以減少電磁干擾。 uEh0U1Yfmh由于自動(dòng)門工作、時(shí)間長，安全性要求高，因此從電網(wǎng)電源開始，就應(yīng)用了過流、過熱保護(hù)以盡量避免意外發(fā)生。保護(hù)電路有多種形式，下面是一種保護(hù)電路的框圖 IAg9qLsgBX過壓保護(hù)采用壓敏電阻和瞬變電壓抑制器，以防止雷擊等意外事故產(chǎn)生的瞬間高壓。交流

32、 EMI 濾波器主要是用來抑制共模、共差干擾。如圖所示，它主要包括兩個(gè)輸入端、兩個(gè)輸出端和一個(gè)接地端，電路包括共模扼流圈、差模濾波電容、共模濾波電容。 WwghWvVhPE22/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用自動(dòng)門的整流電路主要是把交變的交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，使電源適合各種驅(qū)動(dòng)裝置 <如無刷直流電機(jī)）的使用。全橋是由4 只整流二極管按橋式全波整流電路的形式連接并封裝為一體構(gòu)成的。全橋的正向電流有 0.5A 、 1A、 1.5A 、2A、2.5A 、 3A、 5A、10A、 20A 等多種規(guī)格，耐壓值 <最高反向電壓）有25V、 50V、 100V、 200V、 300V、 400

33、V、 500V、 600V、 800V、 1000V 等多種規(guī)格。圖是其電路圖形符號(hào)與內(nèi)部電路。asfpsfpi4k3.2無刷直流電機(jī)的應(yīng)用一、目前自動(dòng)門中的動(dòng)力部分主要有無刷直流電機(jī)、交流變頻電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)的使用。今以無刷直流電機(jī)為例來介紹自動(dòng)門系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。下圖是電機(jī)的主電路圖：ooeyYZTjj123/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用無刷電機(jī)需要控制器來進(jìn)行控制，MC33035無刷直流電機(jī)控制器采用雙極性模擬工藝制造，可在任何惡劣的工業(yè)環(huán)境條件下保證高品質(zhì)和高穩(wěn)定性。該控制器內(nèi)含可用于正確整流時(shí)序的轉(zhuǎn)子位置譯碼器，以及可對(duì)傳感器的溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膮⒖茧娖?，同時(shí)它還具有一個(gè)頻率可編程的鋸

34、齒波振蕩器、一個(gè)誤差信號(hào)放大器、一個(gè)脈沖調(diào)制器比較器、三個(gè)集電極開路頂端驅(qū)動(dòng)輸出和三個(gè)非常適用于驅(qū)動(dòng)功率場(chǎng)效應(yīng)管<MOSFET）的大電流圖騰柱式底部輸出器。此外，MC33035還有欠鎖定功能，同時(shí)帶有可選時(shí)間延遲鎖存關(guān)斷模式的逐周限流特性以及內(nèi)部熱關(guān)斷等特性。其典型的電機(jī)控制功能包括開環(huán)速度、正向或反向、以及運(yùn)行使能等。 BkeGuInkxI二、自動(dòng)門控制要求。物體靠近門時(shí)傳感器獲得信號(hào)傳給控制器，控制器根據(jù)門當(dāng)前所在位置決定門的動(dòng)作。有三種情況： PgdO0sRlMo門處于關(guān)閉狀態(tài)，控制器應(yīng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)以最佳速度曲線打開門。門處于半開狀態(tài)，控制器應(yīng)根據(jù)門當(dāng)前所在位置，以適當(dāng)?shù)乃俣闰?qū)動(dòng)執(zhí)

35、行電機(jī)開門。門處于開啟狀態(tài)，控制器使門保持開啟狀態(tài)。無物體靠近門時(shí)：如果門處于開啟狀態(tài)，延時(shí)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后以最佳速度曲線關(guān)閉門；如果門處于關(guān)閉狀態(tài)，維持相應(yīng)的開、關(guān)門速度曲線如圖 l 所示。關(guān)門時(shí)： OA 段為加速段， AB 段為穩(wěn)速運(yùn)行段， BC 段為減速停止 ( 門關(guān)到位 > 段。開門時(shí)： CB 段為加速段， BA 段為穩(wěn)速運(yùn)行段， AO 段為減速停止 ( 門開到位 >段。 3cdXwckm15根據(jù)自動(dòng)門控制要求，系統(tǒng)原理框圖如<圖 9）所示。開門門磁：檢測(cè)門的最大開啟位置，門開后驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作，并防止開門過量而損壞系統(tǒng)部件。24/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用閉門門磁：檢

36、測(cè)門的關(guān)閉位置，門關(guān)后驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作。驅(qū)動(dòng)器：擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)功率以驅(qū)動(dòng) 150W的無刷直流電機(jī)。工作指示燈： (a> 有電源指示燈； (b> 正常、故障指示燈。超過預(yù)期時(shí)間門不到位即是故障狀態(tài)。 h8c52WOngM25/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用26/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用開門程序流程圖結(jié)束語在本次論文中，是本學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，我學(xué)習(xí)到了書本上沒有的知識(shí)，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)27/32個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)

37、得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升，使我對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)有了進(jìn)一步了解，這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。本論文對(duì)我以后的學(xué)習(xí)或者工作都能起提示作用。 v4bdyGious本論文在仇清海老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，我也始終感受著老師們的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。通過這次設(shè)計(jì)讓我得到了許多經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，現(xiàn)總結(jié)如下： J0bm4qMpJ91、面對(duì)困難要有戰(zhàn)勝它的勇氣和信心。2、不能蠻干，不懂得就要想，要問，要學(xué)會(huì)提出問題和解決問題。3、面對(duì)一個(gè)新問題，首先要沉著冷靜，分析問題的核心，抓住問題的核心，在圍繞這個(gè)中心展