职业技术学院
毕业设计(文)
作 者： 学 号：
系 部： 电气工程系
班 级：
题 目： 基单片机动门控制系统设计
指导者：
评阅者：
20XX 年 月 日
毕业设计（文）中文摘
着科技断发展动门日常生活中断广泛应时安全性方面性求越越高动门控制系统着生活条件断追求科技断发展应运生高科技产品单片机系统适应力强稳定性高设计采AT89C51单片机作控制器
次设计红外线动门控制系统红外线传感器作感应器检测体辐射红外线量变化转化电信号传单片机交流电机作门驱动装置通单片机控制交流电机门动开进门门动关闭课题实现红外线检测基AT89C51单片机控制系统
关键词：单片机 热释红外线传感器 AT89C51 BIS0001芯片
目 录
第1章 绪
11 课题研究行性 4
12动门发展 4
13电机动控制系统应发展 5
14 课题研究目意义 6
15 课题研究求 7
16 设计基思路 7
第2章 系统硬件设计
21 设计电路框图原理 8
22 单片机介绍 9
221 AT89C51脚说明 10
222 AT89C51特征 11
223 芯片擦 12
23 热释电红外传感器介绍 12
24 BISS0001芯片介绍典型电路 14
241 BISS0001部结构特点 15
242 BISS001脚图脚说明 15
243 BISS0001工作原理 16
25 步进电机 17
251 步进电动机特点 17
252 驱动控制系统组成 18
253 斩波驱动 19
第3章 系统软件设计调试
31 系统软件结构 20
32 部分程序设计 20
33 调试 20
34 门行程检测障检测 21
第4章 设计总结 22
致 谢 词23
参考文献 24
附录Ⅰ：设计电路原理图 25
附录Ⅱ：信号流程说明 25
附录Ⅲ：程序源代码 30
第1 章 绪
11 课题研究行性
断发展社会科技化信息化程度越越高单片机应领域越越广成生活缺部分着社会发展科技进步生活水逐步提高种方便生活动控制系统开始进入生活单片机核心动门系统中时标志动控制领域成数字化时代员实性强功齐全技术先进相信科技进步成果更类懂数字时代发展改变类生活加快科学技术发展
文着重阐述单片机体步进电机传感器核心系统
12 动门发展
动门理理解应该门概念延伸门功根需进行发展完善动门指：接门动作（某种入门授权）识开门信号控制单元通驱动系统门开启离开门动关闭开启关闭程实现控制系统
动门开始建筑物二十世纪年二十年代期美国超级市场开放动门开始受影响世界第动门品牌玛1945年开发出油压式空气式动门新建楼正门开始1962年电气式开始出现伴着城市建设动门技术领域年增加初供建筑物电源进行电动机速度控制难进行油压空压速度控制转换源利效率低然伴着电气控制技术发展现电气控制技术已成熟直接控制电动机电气式动门逐渐成流例：种识控制动专门：感应动门(红外感应微波感应触摸感应脚踏感应)刷卡动门等
21世纪天门更加突出安全理念强调效性：效防范通行疏散时突出建筑艺术理念强调门建筑周围环境整体协调谐门规模专业化生产始150年前断发展完善程中涌现出批独具规模专业制造商门高级形式动门起源欧美迅速发展天已形成种类齐全功完善造工精细动门家族
13 电机动控制系统应发展
电动机作机电量转换装置应范围已遍国民济领域日常生活工农业生产交通运输国防航空航天医疗卫生商务办公设备中日常生活家电器消费电子产品（电冰箱空调DVD等）中量着种样电动机资料显示动力资源中百分九十电动机样国生产电中百分六十电动机电动机生活息息相关密分电气时代电动机调速控制般采模拟法电动机简单控制应较简单控制指电动机进行启动制动正反转控制序控制类控制通继电器编程控制器开关元件实现类控制复杂控制指电动机转速转角转矩电压电流功率等物理量进行控制伺服系统机械运动驱动设备电动机控制象控制器核心电力电子功率变换装置执行机构动控制理指导组成电气传动动控制系统类系统控制电动机转矩转速转角电转换机械实现运动机械运动求具体数控机床中伺服系统接收数控系统发出位移速度指令变换放调整电动机机械传动机构驱动机床坐标轴轴等带动工作台刀架通轴联动刀具相工件产生种复杂机械运动加工出户求复杂形状工件作数控机床执行机构伺服系统电力电子器件控制驱动保护等集体着数字脉宽调制技术特种电机材料技术微电子技术现代控制技术进步历步进直流进交流发展历程目前伺服技术正着交流化数字化方迅速发展
着规模超规模集成电路制造工艺迅速发展微型计算机性越越高价格越越便宜外电力电子技术发展功率电子器件性迅速提高较普遍应微机控制类电机．完成备种新颖高性控制策略电机种潜力充分发挥电机性更符合求制造出便控制纳新型电机电机出现新面貌
较简单电机微机控制例适时候电机启动制动反转类微机控制继电器电子开关元件电路开通关断：种机床设备生广流水线中现已普遍采微机编程控制器定规律控制类电机动作
复杂控制微机控制电机电压电流转矩转速转角等等电机指定指令准确工作
通微机控制电机性提高例传统直流电集合变流电机忧缺点直流电动机调速性带机械器机械磨损换火化等问题交流电动机异步电动机步电动机结构直流电动机简单工作直流电动机频率恒定电网运行时速度方便济调节交流电动机采正弦脉宽调制方式进行变额调速较理想普通模拟电路数字电路完成务电器相复杂．微机控制简单进步调节精度动态性采矢量控制方案调速性直流电动机相矢量控制较复杂传统模拟电路数字电路根难做应微机控制方便实现目前广泛应数控机床等动化设备数控位置伺服系统中电动机微机控制提高性．先进数控交流伺服系统中已采高速数字信号处理芯片(Digital Signal Processor简称DSP)指令执行速度达秒数百兆具适合矩阵运算指令
复杂电机微机控制两方：
1发电机励磁系统控制保证正常工作时发电机电压稳定发生障保持稳定达优化控制目
2电动机调速位置伺服控制鼓风机水泵调速节数控机床微型计算机磁盘驱动器机器等控制系统
电机微机控制系统中微机完成列工作：
1实时控制根定求驶控制规律发电机电压电动机转速等物理量实现线实时控制
2监控完成事报警事处理系统诊断理等
3数处理 完成必数采集分析处理计算显记录等
14 课题研究目意义
动门根场合功分动移门动开门动旋转门动圆弧门动折叠门等中动移门广泛通常说动门感应门指动移门
动移门常见结构形式动门机械驱动装置门外两侧红外线走动门时红外线感应存控制器信号控制器通驱动装置门开通门门关闭动门通电实现时节约空调源防风防尘降低噪音提高建筑档次
着电子科技断发展 种智控制系统进入生活动移门控制系统成学校公司等流密集疏导流控制出入首选
15 课题研究求
（1）解种元器件原理电路中作绘制出电路原理图
（2）查阅相关资料解关动门设计必知识
（3）复学校里学知识联系实际想设计方案等等
16 设计基思路
1时（进门出门）开门走离门远时候时安装门侧热释红外线传感器信号检测装置检测时启动电动机带动传动链开门
2时关门延迟热释收发装置没检测离门1m范围延迟1秒启动电动机带动传动链关门
3关门中途立开门启动电动机带动传动链关门时感应探头突然检测离门1m范围立停止电动机关门启动电动机带动传动链开门 总体结构图图1：
体
信号
光学系统（菲涅尔透镜）
热释电红外
线传感器
信号
处理
动门
控制电路
图1 设计总结构图
第2章 系统硬件设计
21 设计电路框图原理（原理图见 附录Ⅰ）
红外动门控制系统硬件组成图21示系统AT89C51单片机外围电路红外检测电路门行程检测电路步进电机控制电路障检测电路障显示电路控制方式切换电路等七部分组成单片机循环检测红外检测电路门行程检测电路输出信号产生步进电机控制信号电动机带动门运行系统检测控制方式发生改变时系统进入相应控制方式门关门程中遇障碍物时门条件相反方开系统出现障进入障处理程序
AT89C51单片机
SRAM
红外线检测
门行程检测
障检测
EPROM
电机电路控制
障显示报警
控制方式切换
图2 红外线动门控制系统硬件框图
系统硬件框图图2示：
感应动门种类仅移型感应动门机作设计重点首先移式动门机组部件组成：
（1）控制器：动门指挥中心通部编指令程序规模集成块发出相应指令指挥马达电锁类系统工作时通控器调节门扇开启速度开启幅度等参数
（2）感应探测器：负责采集外部信号眼睛移动物体进入工作范围时控制器脉信号
（3）动力马达：提供开门关门动力控制门扇加速减速运行
（4）门扇行进轨道：火车铁轨约束门扇吊具走轮系统特定方行进
（5）门扇吊具走轮系统吊挂活动门扇时动力牵引带动门扇运行
步皮带（厂家三角皮带）：传输马达产动力牵引门扇吊具走轮系统
（6）部导系统：门扇部导定位装置防止门扇运行时出现前门体摆动
（7）门扇完成次开门关门工作流程：
感应探测器探测进入时脉信号传控器控器判断通知马达运行时监控马达转数便通知马达定时候加力进入慢行运行马达定运行电流做正运行动力传步带步带动力传吊具系统门扇开启门扇开启控制器做出判断需关门通知马达作反运动关闭门扇
22 单片机介绍
单片机微型计算机部分集成芯片单芯片微型计算机运算器控制器输入输出接口部分存储器逻辑部件集成芯片单片机成带外部设备微型计算机相没显示器没键盘带监控程序单板机
单片计算机具体积重量轻耗电少功强价格低等特点数芯片传送处理运行速度快抗干扰力强单片机七十年代问世二十年时间里发展异常迅速已广泛应种领域单片机具通讯接口单片机进行接口控制理单片机机行工作提高系统运行速度网络通讯领域越越应
AT89C51种带4K字节闪烁编程擦读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）低电压高性CMOS8位微处理器俗称单片机AT89C2051种带2K字节闪烁编程擦读存储器单片机单片机擦读存储器反复擦100次该器件采ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造工业标准MCS51指令集输出脚相兼容功8位CPU闪烁存储器组合单芯片中ATMELAT89C51种高效微控制器AT89C2051种精简版AT89C51单片机嵌入式控制系统提供种灵活性高价廉方案
外形引脚排列图3示
图3 AT89C51外形引脚图
221 AT89C51脚说明
VCC：供电电压
GND：接
P0口：P0口8位漏级开路双IO口脚吸收8TTL门电流P1口脚第次写1时定义高阻输入P0够外部程序数存储器定义数址第八位FIASH编程时P0口作原码输入口FIASH进行校验时P0输出原码时P0外部必须拉高
P1口：P1口部提供拉电阻8位双IO口P1口缓器接收输出4TTL门电流P1口脚写入1部拉高作输入P1口外部拉低电时输出电流部拉缘FLASH编程校验时P1口作第八位址接收
P2口：P2口部拉电阻8位双IO口P2口缓器接收输出4TTL门电流P2口写1时脚部拉电阻拉高作输入作输入时P2口脚外部拉低输出电流部拉缘P2口外部程序存储器16位址外部数存储器进行存取时P2口输出址高八位出址1时利部拉优势外部八位址数存储器进行读写时P2口输出特殊功寄存器容P2口FLASH编程校验时接收高八位址信号控制信号
P3口：P3口脚8带部拉电阻双IO口接收输出4TTL门电流P3口写入1部拉高电作输入作输入外部拉低电P3口输出电流（ILL）拉缘实际应中数情况P3口第二功
P30 —RXD：串行输入口
P31 —TXD：串行输出口
P32 —INT0：外部中断0
P33 —INT1：外部中断1
P34 —T0：记时器0外部输入
P35 —T1：记时器1外部输入
P36 —WR：外部数存储器
P37 —RD：外部数存储器
P3口时闪烁编程编程校验接收控制信号
RST：复位输入振荡器复位器件时保持RST脚两机器周期高电时
ALEPROG：访问外部存储器时址锁存允许输出电锁存址位字节FLASH编程期间引脚输入编程脉时ALE端变频率周期输出正脉信号频率振荡器频率16作外部输出脉定时目然注意：作外部数存储器时跳ALE脉想禁止ALE输出SFR8EH址置0时 ALE执行MOVXMOVC指令ALE起作外该引脚略微拉高果微处理器外部执行状态ALE禁止置位效
PSEN：外部程序存储器选通信号外部程序存储器取指期间机器周期两次PSEN效访问外部数存储器时两次效PSEN信号出现
EAVPP：EA保持低电时期间外部程序存储器（0000HFFFFH）否部程序存储器注意加密方式1时EA部锁定RESETEA端保持高电时间部程序存储器FLASH编程期间引脚施加12V编程电源（VPP）
XTAL1：反振荡放器输入部时钟工作电路输入
XTAL2：反振荡器输出容冻结振荡器禁止芯片功直硬件复位止
222 AT89C51特性
* MCS51 兼容
* 4K字节编程闪烁存储器
* 寿命：1000写擦循环
* 数保留时间：10年
* 全静态工作：0Hz24Hz
* 三级程序存储器锁定
* 128*8位部RAM
* 32编程IO线
* 两16位定时器计数器
* 5中断源
* 编程串行通道
* 低功耗闲置掉电模式
* 片振荡器时钟电路
223 芯片擦
整PEROM阵列三锁定位电擦通正确控制信号组合保持ALE脚处低电10ms 完成芯片擦操作中代码阵列全写1非空存储字节重复编程前该操作必须执行
外AT89C51设稳态逻辑低零频率条件静态逻辑支持两种软件选掉电模式闲置模式CPU停止工作RAM定时器计数器串口中断系统工作掉电模式保存RAM容冻结振荡器禁止芯片功直硬件复位止
23 热释电红外传感器介绍
热释电红外传感器种高热电系数材料锆钛酸铅系陶瓷钽酸锂硫酸三甘钛等制成尺寸2*1mm探测元件探测器装入两探测元件两探测元件反极性串联抑制身温度升高产生干扰探测元件探测接收红外辐射转变成微弱电压信号装探头场效应放外输出提高探测器探测灵敏度增探测距离般探测器前方装设菲涅尔透镜该透镜透明塑料制成透镜两部分分成干等份制成种具特殊光学系统透镜放电路相配合信号放70分贝样测出1020米范围行动
菲涅尔透镜利透镜特殊光学原理探测器前方产生交变化盲区高灵敏区提高探测接收灵敏度透镜前走时体发出红外线断交盲区进入高灵敏区样接收红外信号忽强忽弱脉形式输入强量幅度
体辐射红外线中心波长910um探测元件波长灵敏度0220um范围稳定变传感器顶端开设装滤光镜片窗口滤光片通光波长范围710um正适合体红外辐射探测波长红外线滤光片予吸收样便形成种专门作探测体辐射红外线传感器
热释红外线传感器部结构电路图4示热释电传感器利正热释电效应种温度敏感传感器陶瓷氧化物压电晶体元件组成元件两表面做成电极传感器监测范围温度ΔT变化时热释电效应会两电极会产生电荷ΔQ两电极间产生微弱电压ΔV输出阻抗极高传感器中场效应进行阻抗变换热释电效应产生电荷ΔQ会空气中离子结合消失环境温度稳定变时ΔT0传感器输出体进入检测区时体温度环境温度差产生ΔT信号输出体进入检测区动温度没变化传感器没输出种传感器检测体者动物活动热释电红外传感器结构部电路见图示传感器外壳滤光片热释电元件PZT场效应FET等组成中滤光片设置窗口处组成红外线通窗口滤光片6mm层膜干涉滤光片太阳光荧光灯光短波长（约5mm）滤热释电元件PZT波长8mm12mm间红外信号微弱变化转变电信号体红外辐射敏感辐射面通常覆盖特殊菲涅耳滤光片环境干扰受明显抑制作
图4 热释电红外线传感器结构部电路
热释电红外探头优缺点：
优点：身发类型辐射器件功耗隐蔽性价格低廉
缺点：容易受种热源光源干扰动红外穿透力差体红外辐射容易遮挡易探头接收环境温度体温度接时探测灵敏度明显降时造成短时失灵
24 BISS0001芯片介绍典型电路
BISS0001款具较高性传感信号处理集成电路配热释电红外传感器少量外接元器件构成动式热释电红外开关动快速开启类白炽灯荧光灯蜂鸣器动门电风扇烘干机动洗手池等装置特适企业宾馆商场库房家庭道走廊等敏感区域安全区域动灯光明报警系统仅热释电红外传感器输出良匹配种传感器进行匹配部运算放器电压较器门电路状态控制器定时控制器锁定时间控制器禁止电路等组成
BISS0001采16脚标准型塑料封装结构
1脚（A）触发方式控制端A＝1时电路重复触发A＝0时电路重复触发
2脚（V0）控制信号输出端传感信号输时V0输出高电
3脚（RX）4脚（CX）输出定时控制器T外接元件端定时时间：TX＝50×103RXCX
5脚（Ri）6脚Ci）锁定时间控制器Υi外接元件锁定时间Ti＝24RiCi
7脚（VSS）电源正端
8脚（VRF）参考电压复位端时般接VDDⅤSS定时器复位
9脚（Vc）触发禁止端VC＜VR时禁止触发VC＞VR时允许触发VR＝02VDD
10脚（IB）偏置电流设置端外接电阻RB接ⅤSS端RB般取1MΩ电阻
11脚（VDD）电源正负端
12脚（OUT2）第二级运放输出端
13脚（IN2）第二级运放反相输端
14脚（IN1+）第运放相输入端
15净（IN1）第运放反相输入端
16脚（OUT1）第运放输出端
241 BISS0001部结构特点
图5中运算放器OPl热释电红外传感器输出信号作第级放然C3耦合运算放器01：'2进行第二级放电压较器COPlODP2构成双鉴幅器处理检出效触发信号VS启动延迟时间定时器输出信号VO晶体T1放驱动继电器接通负载
图5 热释红外传感器处理芯片
BISS0001特点：
*CMOS工艺公耗低
*数模混合
*具独立高输入阻抗运算放器
*部双鉴幅器效抑制干扰
*设延迟时间定时器封锁时间定时器
*采16脚DIP封装
* 置参考电源
*工作电压范围宽（3V～5V)
242 BISS001脚图脚说明：
图6 BISS001脚图
BISS001脚说明：
表1 BISS0001脚说明
引脚
名称
IO
功说明
1
A
I
重复触发重复触发选择端A1时允许重复触发反重复触
2
VO
O
控制信号输出端VS跳变触发Vo输出低电跳变高电时视效触发输出延迟时间Tx外VS跳变时Vo保持低电状态
3
RR1
输出延迟时间Tx调节端
4
RC1
输出延迟时间Tx调节端
5
RC2
触发封锁时间Ti调节端
6
RR2
触发封锁时间Ti调节端
7
VSS
工作电源负端
8
VRF
I
参考电压复位输入端通常接VDD接0时定时器复位
9
VC
I
触发禁止端VcVR时允许触发
10
IB
运算放器偏置电流设置端
11
VDD
工作电源正端
12
2OUT
O
第二级运算放器输出端
13
2IN
I
第二级运算放器反相输入端
14
1IN+
I
第级运算放器相输入端
15
1IN
I
第级运算放器反相输入端
16
1OUT
O
第级运算放器输出端
243 BISS0001工作原理
BISS0001运算放器电压较器状态控制器延迟时间定时器封锁时间定时器等构成数模混合专集成电路热释电红外传感器接收体红外辐射输出检测信号然14脚输入BISS0001部电路处理2脚输出探测信号（正脉信号）输出脉信号宽度外接电阻R9电容C6决定 2脚输出控制脉电子开关接通数字编码电路线电发射电路电源开始工作电源变压器5W15VE12V免维护蓄电池供停电S1锁控电源开关根需安装适处接通工作电源必时取消设置SCR采1A单控硅HFC9301软封装发声电路发声嘀嘀声电路调试机分机间统调发射电路接收电路组装先发射机中C10调适位置固定动接着调整接收机中C1接收机收发射机发出信号报警系统应先机（发射机接收机 ）调固定然调整分机机统调BISS0001 应线路图7示
图7 BISS0001热释电红外开关应电路图
图中R3光敏电阻检测环境度作明控制时环境较明亮R3电阻值会降低9脚输入保持低电封锁触发信号VsSW1工作方式选择开关SW11端连通时芯片处重复触发工作方式SW12端连通时芯片处重复触发工作方式图中R6调节放器增益原厂图纸选10K实际时3K提高电路增益改善电路性输出延迟时间TX外部R9C7调整触发封锁时间Ti外部R10C6调整R9R10470欧姆C6C7选01UBISS0001电路中运放A独立放器放输出信号电压通
25 步进电机
步进电动机纯粹数字控制电动机：电脉信号转变成角位移．结脉信号步进电动机转动角度．作常适合单片机控制30年．数字技术计算机技术水磁材料迅速发展．推动厂步进电动机发展步进电动机应开辟广阔前景
251 步进电动机特点
(1)步进电动机角位移输入脉数严格成正具良型步进电动机驱动电路组成开环数控系统非常简单廉价非常时．角度反馈环节组成高性闭外数控系统
(2)步进电动机动态响应快易起停正反转变速
(3)速度相宽范围滑调节低速保证获转矩般减速器直接驱动负载
(4)步进电动机通脉电源供电远行直接交流电源直流电源
(5)步进电动机存振荡失步现象．必须控制系统机械负载采取相应措施
(6)步进电动机身噪音振动较．带惯性负载力较差
252 驱动控制系统组成
控制步进电机必须环形脉功率放等组成控制系统方框图图8示：
信号分配
脉信号
负载
步进电机
功率放
图8 驱动控制系统方框图
步进电动机驱动电路根控制信号工作步进电动机单片机控制中控制信号单片机产生基控制作
1) 反应式步进电动机控制换相序
步进电动机通电换相序严格安步进电动机工作方式进行通常通电换相—程称脉分配三相六拍步进电机工作方式通电换相正序AABBBCCCA反序ACACBCBAB八通电状态P1口输出控制信号0表示绕子通电表示绕子断电六字表示六通电状态六字表示表：
表2 通电状态
A
1
1
0
06H
AB
1
0
0
08H
B
1
0
1
09H
BC
0
0
1
01H
C
0
1
1
03H
CA
0
1
0
02H
2) 通电状态 P12(C) P11(B) P10(A) 控制字
3) 控制电路模型9图示：
P10
P11
P12
8051系列
单片机
A相驱动
A相驱动
A相驱动
图9 控制电路模型
253 斩波驱动
面讲斩波恒流驱动原理图T1高频开关T2开关发射极接电阻电动机绕组电流电阻电阻电流取样电阻较器端接定电压Uc端接取样电阻压降取样电压0时较器输出高电
图 10 斩波恒流驱动电路原理图
控制脉Ui低电时．T1T2两开关均截止U1高电时T1T2两开关均导通电源绕组供电绕组电感作电压逐渐升高超定电压Uc值时较器输出低电门输出低电Tl截止电源切断取样电阻电压定电压时较器输出高电门输出高电T1导通电源开始绕组供电样反复循环直Ui低电
第3章 系统软件设计调试
31 系统软件结构
整系统软件程序开门子程序关门子程序T0中断服务程序T1中断服务程序外部中断服务子程序组成程序完成系统进行初始化中断设置等功程序设计中设置外部中断0保证红外动门够操控情况动运行功检测出入门时启动电机实现动开关门目
32 部分程序流程设计（见附录Ⅱ）
开门程中首先进行门状态检测根检测信号判断动门次停机处位置根检测结果确定门刻应运行方式检测出门半开状态门直接转入加速开门程检测出门全开状态门转入延时开门程检测出门全关状态检测出时门会缓慢开加速运行接着减速运行电机停止运转门惯性缓慢关闭动门开门暂停段时间然关门关门开门反程慢速运行加速运行减速运行惯性运动直停止程动门关闭程中系统接收红外线传感器电路发出出入信号时门会重新开开门情况关门程中检测障信号时门会反方运动门开样排动门遇障碍物身体产生障信号整系统停止工作
运行程速度运行程中运行时间做安全设置开门状态检测运行时间超安全时问系统出现障时程序转障处理程序
33 调试
调试确保该门控系统安全高效运行必须满足列条件：
1．门结构必须适合动控制 特注意滚轮直径必须需控制门重量相匹配尺寸重量符合关技术规范规定
2．确保门滑动程中发生倾斜
3．确保门活动稳 准确 整移动程中出现正常摩擦现象
4．确保面条件稳固 避免固定基座膨胀螺丝发生摇晃
5．认真检查方导轨行程限位机械挡块否安装位
34 门行程检测障检测
门行程检测电路通检测门行程开关闭合情况发送信号电机改变转速进控制门运行速度提高运作效率保护门受损害保证门运行效率门行程检测电路中设置四行程开关分代表开门极限行程极限1行程极限2关门极限门开启程中分慢速加速减速停止四程门关闭程述程相反门运行极限位置时限位开关动作单片机根接收响应信号改变电机运行速度
障检测电路中配置温度速度传感器监测电机工作情况实现电机热保护门运行障碍保护时设置电压监控电路检测系统异常情况 检测电路首先检测信号转换成电压然单片机部户转换器变成数字信号单片机定期读取数旦发现数异常马采取相应紧急措施系统发
出障信号系统停止工作障显示电路发出指令发出报警信号显示障类型
第4章 设计总结
次关动门控制系统设计感觉单片机复杂深度性贴切日常生活应处想象中简单非法克服堡垒
设计硬件前首先收集关基础性资料应备良应类参考书专业类参考书关科技期刊专利文献常阅读便解新发展情况鉴现成验避免重复劳动设计中充分解芯片条件输入输出特性样避免错误走弯路
电路设计部分应该精神广集资料头脑中知识远远够里出现问题翻书网查资料然开动脑筋样系统电路更完美例设计题目基单片机动门控制系统设计动门然会电动机种电机特性功进行选择例电机选择选择熟悉解
电路设计时应充分发挥单片机记忆运算判断控制力避免采复杂稳定性较差模拟电路
设计程序汇编语言语言编写易读写易调试修改时汇编语言编制系统软件程控制软件目标程序占存空间少运行速度快
微机控制系统种硬件设备够正常运行效实现电机控制环节实时控制理设计合理硬件电路必须高质量软件支持汇编语言编写电机单片机实施控制应程序整系统中十分重容
非常感谢学校老师学机会亲身体会项目开发艰难性第次站设计者角度体会艰辛时感受老师付出精心指导利完成次学务
致 谢 词
时间真快转眼便学毕业际距离离校日子已日趋毕业文完成进入尾声真感谢指导老师XX老师次文设计程中XX老师该文选题审核构思修改定稿程中始终倾注时间历心血身验缺乏开始真法手设计进程缓慢时老师仅仅设计方面予引导选材方面予参考特次询问写作进程指导帮助开拓思路付出关心坚定够完成次设计信心老师指导敢松懈早完成毕业设计
XX老师严谨治学道宽厚仁慈胸怀积极乐观生活态度兢兢业业孜孜求工作作风胆创新进取精神树立辈子学典范教诲鞭策激励学生活道路开拓创新渊博知识开阔视野敏锐思维深深启迪真发心说句：XX老师谢谢您
百忙中抽时间文进行审阅评议参文答辩位老师真心表示感谢谢谢 参考文献
[1]传感器应张金铎 金欢阳名编著西安电子科技学出版社2002
[2]传感器应实例希编著机械工业出版社2003
[3]传感器理设计基础应单成祥 编著国际工业出版社 2002
[4]传感器技术应金庆发编著机械工业出版社1994
[5]单片微行计算机原理应接口技术张迎新编著国防工业出版社2000
[6]电子技术基础康华光陈钦编著高等教育出版社1998
[7]单片机原理接口技术胡汉编著北京：清华学出版社2004
[8]红外线探测控制电路 陈永甫编著北京：民邮电出版社2004
[9]传感器工作原理应实例黄继昌徐巧鱼等编著民邮电出版社2002
[10]基单片机智系统设计实现沈红卫编著北京电子工业出版社2005
[11]现场总线技术应阳宪惠编著清华学出版社1999
[12]单片机原理应实验张友德等编著复旦学出版社2000
[13]单片机原理接口技术李青编著北京航空航天学出版社1996
[14]数字电子技术基础阎石编著高等教育出版社1998
[15]凤红动控制原理陈玉宏编著重庆重庆学出版社2003
[16] 学生电子设计坛：httpwwwwuedbbscom
附录Ⅰ：设计电路原理图
附录Ⅱ：信号流程说明
系统程序流程图
Y
N
开始
定时器T0T1设置
中断优先级设置
系统终止
开外部中断1
开定时器T0
关外部中断1
开定时器
开中断
系统障
手动方式
Y
N
开门子程序流程图
Y
Y
返回
开门
电机减速
门状态检测
电机加速
电机停止
加速
减速
停止
N
Y
N
N
开门中断程序流程图
开门子程序
中断返回
装载T0常数
开中断
关门子程序
关T0中断
读键操作
加速
开门否
Y
Y
N
N
T1中断服务程序流程图
关T1中断
指0809址
中断返回
启动通道
开T1中断
数存放
数指针加1
通道号加1
转换结束
采样结束
Y
Y
N
N
附录Ⅲ：程序源代码
程序：
MOV R4A
INC R1
CLR R5A
SUBB AR4
XCH AR4
DEC R1
SJMP LP2
JB 00HROLE
SPEED0 BIT P10 门行程行状1
SPEED1 BIT P11 门行程行状2
SPEED2 BIT P12 门行程行状3
SPEED3 BIT P13 门行程行状4
KEYDOOROPEN BIT P14 手动门开钮
KEYDOORCLOSE BIT P15 手动门关钮
MODE BIT P16 手动动切换
DOOROPEN BIT P30 门开驱动信号
DOORCLOSE BIT P31 门关驱动信号
SIGNAL BIT P32 红外线传感器信号
A0809E0C BIT P33 AD转换结束信号
HSPEED BIT P34 电机速度变换
DOORSTATE BIT 00H 门状态
RERROR BIT 01H 系统障
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0003H
AJMP INT0
ORG 000BH
AJMP T0
ORG 001BH
AJMP T1
ORG 0050H
START CLR DOOROPEN 关电机驱动
CLR DOORCLOSE
MOV TMOD #11H 定时器工作方式
MOV TLO#OFOH 置定时器常数
MOV TH0#08DH
MOV TL1#0E0H
MOV TH1#0B1H
MOV TCON#50H
MOV IP#08H 优先级设置
MOV IE#80H 开中断
LOOP ACALL SYSERROR 调系统障子程序
JB RERRORWAIT 障等处理
MOV AP2
ANL A#OFH
JNZ WAIT 键等
JB MODEAUTO 运行方式判断
CLR EXO
SETB ETO
SJMP LOOP
AUTO SETB ETO
SJMP LOOP
WAIT SJMP 等
开门子程序：
DOOR_OPENJB DOORSTATE LOOP3 门已开退出
CLR HSPEED
CLR DOORCLOSE
SETR DOOROPEN 低速启动
JNP SPEED1
SETB HSPEED 高速开门
JNB SPEED2
CLR HSPEED 低速运行
JNB SPEED3
CLR DOOROPEN 停机
SETB DOORSTATE 保存门状态
LOOP3：RET
关门子程序
DOOR_CLOSEJNB DOORSTATE LOOP4 门已关退出
CLR HSPEED
CLR DOOROPEN
SETB DOORCLOSE 低速启动
JB SPEED2
CLR HSPEED 高速关门
JB SPEED0
CLR DOORCLOSE 停机
CLR DOORSTATE
LOOP4 RET
T0中断服务程序
T0： CLR ET0 关中断
JB KEYDOOROPEN LOOP 开门否
ACALL DOOR_OPEN 调开门子程序
SJMP LOOP2
LOOP1： JB KEYDOORCLOSELOOP2 关门否
ACALL DOOR_OPEN 调关门子程序
LOOP2： MOV TL0#0F0H 重装定时常数
MOV TH0#08DH
SETB ET0 开中断
RETI
T1中断服务程序：
ORG 000H
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP SERVE
MAIN ORL P1#0FFH
SETB 1T0 选择边触发方式
SETB EX0 允许INTO中断
SETB A CPU开中断
AJMP 等中断
T1： CLR ET1
MOV R1#03H
MOV RO#20H
MOV DPTR#ADDR0809 0809址
MOV R2#00H
LOOP5： MOV AR2 通道号
MOVX @DPTRA 启动AD转换
JB A0809EOC 转换否结束
MOVX A@DPTR 读转换结果
MOV @R0A 数保存
INC R0
INC R2 通道
DJNZ R1LOOP5 三通道否完成
MOV TL1#0E0H 重装定时常数
MOV TH1#0B1H
SETB ET1
RETI
外部中断服务子程序：
ORG 0300H
INT： MOV TLO#11H
MOV THO#OFCH
CPL P1
RETI
INT0： CLR EX0
LOOP8： ACALL SYSERROR 障检查
JB RERRORLOOP6 障返回
JB DOORSTATELOOP6 门已开返回
ACALL DOOR_OPEN 开门
LOOP7： ACALL DELAY10S 等10s
ACALL SYSERROR 障检查
JB RERRORLOOP6 障继续
JNB SIGNALLOOP7 等
CLR HSPEED
SETB DOORCLOSE 启动电机低速关门
JNB SIGNALLOOP8 开门
JB SPEED2
SETB HSPEED 快速关门
JNB SIGNALLOOP8 开门
JB SPEED1
CLR HSPEED 速度降低
JB SPEED0
LOOP6 CLR DOORCLOSE 停机
CLR DOORSTATE 门状态保存
SETB EX1
RET
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职业技术学院
毕业设计(文)
作 者： 学 号：
系 部： 电气工程系
班 级：
题 目： 基单片机动门控制系统设计
指导者：
评阅者：
20XX 年 月 日
毕业设计（文）中文摘
着科技断发展动门日常生活中断广泛应时安全性方面性求越越高动门控制系统着生活条件断追求科技断发展应运生高科技产品单片机系统适应力强稳定性高设计采AT89C51单片机作控制器
次设计红外线动门控制系统红外线传感器作感应器检测体辐射红外线量变化转化电信号传单片机交流电机作门驱动装置通单片机控制交流电机门动开进门门动关闭课题实现红外线检测基AT89C51单片机控制系统
关键词：单片机 热释红外线传感器 AT89C51 BIS0001芯片
目 录
第1章 绪
11 课题研究行性 4
12动门发展 4
13电机动控制系统应发展 5
14 课题研究目意义 6
15 课题研究求 7
16 设计基思路 7
第2章 系统硬件设计
21 设计电路框图原理 8
22 单片机介绍 9
221 AT89C51脚说明 10
222 AT89C51特征 11
223 芯片擦 12
23 热释电红外传感器介绍 12
24 BISS0001芯片介绍典型电路 14
241 BISS0001部结构特点 15
242 BISS001脚图脚说明 15
243 BISS0001工作原理 16
25 步进电机 17
251 步进电动机特点 17
252 驱动控制系统组成 18
253 斩波驱动 19
第3章 系统软件设计调试
31 系统软件结构 20
32 部分程序设计 20
33 调试 20
34 门行程检测障检测 21
第4章 设计总结 22
致 谢 词23
参考文献 24
附录Ⅰ：设计电路原理图 25
附录Ⅱ：信号流程说明 25
附录Ⅲ：程序源代码 30
第1 章 绪
11 课题研究行性
断发展社会科技化信息化程度越越高单片机应领域越越广成生活缺部分着社会发展科技进步生活水逐步提高种方便生活动控制系统开始进入生活单片机核心动门系统中时标志动控制领域成数字化时代员实性强功齐全技术先进相信科技进步成果更类懂数字时代发展改变类生活加快科学技术发展
文着重阐述单片机体步进电机传感器核心系统
12 动门发展
动门理理解应该门概念延伸门功根需进行发展完善动门指：接门动作（某种入门授权）识开门信号控制单元通驱动系统门开启离开门动关闭开启关闭程实现控制系统
动门开始建筑物二十世纪年二十年代期美国超级市场开放动门开始受影响世界第动门品牌玛1945年开发出油压式空气式动门新建楼正门开始1962年电气式开始出现伴着城市建设动门技术领域年增加初供建筑物电源进行电动机速度控制难进行油压空压速度控制转换源利效率低然伴着电气控制技术发展现电气控制技术已成熟直接控制电动机电气式动门逐渐成流例：种识控制动专门：感应动门(红外感应微波感应触摸感应脚踏感应)刷卡动门等
21世纪天门更加突出安全理念强调效性：效防范通行疏散时突出建筑艺术理念强调门建筑周围环境整体协调谐门规模专业化生产始150年前断发展完善程中涌现出批独具规模专业制造商门高级形式动门起源欧美迅速发展天已形成种类齐全功完善造工精细动门家族
13 电机动控制系统应发展
电动机作机电量转换装置应范围已遍国民济领域日常生活工农业生产交通运输国防航空航天医疗卫生商务办公设备中日常生活家电器消费电子产品（电冰箱空调DVD等）中量着种样电动机资料显示动力资源中百分九十电动机样国生产电中百分六十电动机电动机生活息息相关密分电气时代电动机调速控制般采模拟法电动机简单控制应较简单控制指电动机进行启动制动正反转控制序控制类控制通继电器编程控制器开关元件实现类控制复杂控制指电动机转速转角转矩电压电流功率等物理量进行控制伺服系统机械运动驱动设备电动机控制象控制器核心电力电子功率变换装置执行机构动控制理指导组成电气传动动控制系统类系统控制电动机转矩转速转角电转换机械实现运动机械运动求具体数控机床中伺服系统接收数控系统发出位移速度指令变换放调整电动机机械传动机构驱动机床坐标轴轴等带动工作台刀架通轴联动刀具相工件产生种复杂机械运动加工出户求复杂形状工件作数控机床执行机构伺服系统电力电子器件控制驱动保护等集体着数字脉宽调制技术特种电机材料技术微电子技术现代控制技术进步历步进直流进交流发展历程目前伺服技术正着交流化数字化方迅速发展
着规模超规模集成电路制造工艺迅速发展微型计算机性越越高价格越越便宜外电力电子技术发展功率电子器件性迅速提高较普遍应微机控制类电机．完成备种新颖高性控制策略电机种潜力充分发挥电机性更符合求制造出便控制纳新型电机电机出现新面貌
较简单电机微机控制例适时候电机启动制动反转类微机控制继电器电子开关元件电路开通关断：种机床设备生广流水线中现已普遍采微机编程控制器定规律控制类电机动作
复杂控制微机控制电机电压电流转矩转速转角等等电机指定指令准确工作
通微机控制电机性提高例传统直流电集合变流电机忧缺点直流电动机调速性带机械器机械磨损换火化等问题交流电动机异步电动机步电动机结构直流电动机简单工作直流电动机频率恒定电网运行时速度方便济调节交流电动机采正弦脉宽调制方式进行变额调速较理想普通模拟电路数字电路完成务电器相复杂．微机控制简单进步调节精度动态性采矢量控制方案调速性直流电动机相矢量控制较复杂传统模拟电路数字电路根难做应微机控制方便实现目前广泛应数控机床等动化设备数控位置伺服系统中电动机微机控制提高性．先进数控交流伺服系统中已采高速数字信号处理芯片(Digital Signal Processor简称DSP)指令执行速度达秒数百兆具适合矩阵运算指令
复杂电机微机控制两方：
1发电机励磁系统控制保证正常工作时发电机电压稳定发生障保持稳定达优化控制目
2电动机调速位置伺服控制鼓风机水泵调速节数控机床微型计算机磁盘驱动器机器等控制系统
电机微机控制系统中微机完成列工作：
1实时控制根定求驶控制规律发电机电压电动机转速等物理量实现线实时控制
2监控完成事报警事处理系统诊断理等
3数处理 完成必数采集分析处理计算显记录等
14 课题研究目意义
动门根场合功分动移门动开门动旋转门动圆弧门动折叠门等中动移门广泛通常说动门感应门指动移门
动移门常见结构形式动门机械驱动装置门外两侧红外线走动门时红外线感应存控制器信号控制器通驱动装置门开通门门关闭动门通电实现时节约空调源防风防尘降低噪音提高建筑档次
着电子科技断发展 种智控制系统进入生活动移门控制系统成学校公司等流密集疏导流控制出入首选
15 课题研究求
（1）解种元器件原理电路中作绘制出电路原理图
（2）查阅相关资料解关动门设计必知识
（3）复学校里学知识联系实际想设计方案等等
16 设计基思路
1时（进门出门）开门走离门远时候时安装门侧热释红外线传感器信号检测装置检测时启动电动机带动传动链开门
2时关门延迟热释收发装置没检测离门1m范围延迟1秒启动电动机带动传动链关门
3关门中途立开门启动电动机带动传动链关门时感应探头突然检测离门1m范围立停止电动机关门启动电动机带动传动链开门 总体结构图图1：
体
信号
光学系统（菲涅尔透镜）
热释电红外
线传感器
信号
处理
动门
控制电路
图1 设计总结构图
第2章 系统硬件设计
21 设计电路框图原理（原理图见 附录Ⅰ）
红外动门控制系统硬件组成图21示系统AT89C51单片机外围电路红外检测电路门行程检测电路步进电机控制电路障检测电路障显示电路控制方式切换电路等七部分组成单片机循环检测红外检测电路门行程检测电路输出信号产生步进电机控制信号电动机带动门运行系统检测控制方式发生改变时系统进入相应控制方式门关门程中遇障碍物时门条件相反方开系统出现障进入障处理程序
AT89C51单片机
SRAM
红外线检测
门行程检测
障检测
EPROM
电机电路控制
障显示报警
控制方式切换
图2 红外线动门控制系统硬件框图
系统硬件框图图2示：
感应动门种类仅移型感应动门机作设计重点首先移式动门机组部件组成：
（1）控制器：动门指挥中心通部编指令程序规模集成块发出相应指令指挥马达电锁类系统工作时通控器调节门扇开启速度开启幅度等参数
（2）感应探测器：负责采集外部信号眼睛移动物体进入工作范围时控制器脉信号
（3）动力马达：提供开门关门动力控制门扇加速减速运行
（4）门扇行进轨道：火车铁轨约束门扇吊具走轮系统特定方行进
（5）门扇吊具走轮系统吊挂活动门扇时动力牵引带动门扇运行
步皮带（厂家三角皮带）：传输马达产动力牵引门扇吊具走轮系统
（6）部导系统：门扇部导定位装置防止门扇运行时出现前门体摆动
（7）门扇完成次开门关门工作流程：
感应探测器探测进入时脉信号传控器控器判断通知马达运行时监控马达转数便通知马达定时候加力进入慢行运行马达定运行电流做正运行动力传步带步带动力传吊具系统门扇开启门扇开启控制器做出判断需关门通知马达作反运动关闭门扇
22 单片机介绍
单片机微型计算机部分集成芯片单芯片微型计算机运算器控制器输入输出接口部分存储器逻辑部件集成芯片单片机成带外部设备微型计算机相没显示器没键盘带监控程序单板机
单片计算机具体积重量轻耗电少功强价格低等特点数芯片传送处理运行速度快抗干扰力强单片机七十年代问世二十年时间里发展异常迅速已广泛应种领域单片机具通讯接口单片机进行接口控制理单片机机行工作提高系统运行速度网络通讯领域越越应
AT89C51种带4K字节闪烁编程擦读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）低电压高性CMOS8位微处理器俗称单片机AT89C2051种带2K字节闪烁编程擦读存储器单片机单片机擦读存储器反复擦100次该器件采ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造工业标准MCS51指令集输出脚相兼容功8位CPU闪烁存储器组合单芯片中ATMELAT89C51种高效微控制器AT89C2051种精简版AT89C51单片机嵌入式控制系统提供种灵活性高价廉方案
外形引脚排列图3示
图3 AT89C51外形引脚图
221 AT89C51脚说明
VCC：供电电压
GND：接
P0口：P0口8位漏级开路双IO口脚吸收8TTL门电流P1口脚第次写1时定义高阻输入P0够外部程序数存储器定义数址第八位FIASH编程时P0口作原码输入口FIASH进行校验时P0输出原码时P0外部必须拉高
P1口：P1口部提供拉电阻8位双IO口P1口缓器接收输出4TTL门电流P1口脚写入1部拉高作输入P1口外部拉低电时输出电流部拉缘FLASH编程校验时P1口作第八位址接收
P2口：P2口部拉电阻8位双IO口P2口缓器接收输出4TTL门电流P2口写1时脚部拉电阻拉高作输入作输入时P2口脚外部拉低输出电流部拉缘P2口外部程序存储器16位址外部数存储器进行存取时P2口输出址高八位出址1时利部拉优势外部八位址数存储器进行读写时P2口输出特殊功寄存器容P2口FLASH编程校验时接收高八位址信号控制信号
P3口：P3口脚8带部拉电阻双IO口接收输出4TTL门电流P3口写入1部拉高电作输入作输入外部拉低电P3口输出电流（ILL）拉缘实际应中数情况P3口第二功
P30 —RXD：串行输入口
P31 —TXD：串行输出口
P32 —INT0：外部中断0
P33 —INT1：外部中断1
P34 —T0：记时器0外部输入
P35 —T1：记时器1外部输入
P36 —WR：外部数存储器
P37 —RD：外部数存储器
P3口时闪烁编程编程校验接收控制信号
RST：复位输入振荡器复位器件时保持RST脚两机器周期高电时
ALEPROG：访问外部存储器时址锁存允许输出电锁存址位字节FLASH编程期间引脚输入编程脉时ALE端变频率周期输出正脉信号频率振荡器频率16作外部输出脉定时目然注意：作外部数存储器时跳ALE脉想禁止ALE输出SFR8EH址置0时 ALE执行MOVXMOVC指令ALE起作外该引脚略微拉高果微处理器外部执行状态ALE禁止置位效
PSEN：外部程序存储器选通信号外部程序存储器取指期间机器周期两次PSEN效访问外部数存储器时两次效PSEN信号出现
EAVPP：EA保持低电时期间外部程序存储器（0000HFFFFH）否部程序存储器注意加密方式1时EA部锁定RESETEA端保持高电时间部程序存储器FLASH编程期间引脚施加12V编程电源（VPP）
XTAL1：反振荡放器输入部时钟工作电路输入
XTAL2：反振荡器输出容冻结振荡器禁止芯片功直硬件复位止
222 AT89C51特性
* MCS51 兼容
* 4K字节编程闪烁存储器
* 寿命：1000写擦循环
* 数保留时间：10年
* 全静态工作：0Hz24Hz
* 三级程序存储器锁定
* 128*8位部RAM
* 32编程IO线
* 两16位定时器计数器
* 5中断源
* 编程串行通道
* 低功耗闲置掉电模式
* 片振荡器时钟电路
223 芯片擦
整PEROM阵列三锁定位电擦通正确控制信号组合保持ALE脚处低电10ms 完成芯片擦操作中代码阵列全写1非空存储字节重复编程前该操作必须执行
外AT89C51设稳态逻辑低零频率条件静态逻辑支持两种软件选掉电模式闲置模式CPU停止工作RAM定时器计数器串口中断系统工作掉电模式保存RAM容冻结振荡器禁止芯片功直硬件复位止
23 热释电红外传感器介绍
热释电红外传感器种高热电系数材料锆钛酸铅系陶瓷钽酸锂硫酸三甘钛等制成尺寸2*1mm探测元件探测器装入两探测元件两探测元件反极性串联抑制身温度升高产生干扰探测元件探测接收红外辐射转变成微弱电压信号装探头场效应放外输出提高探测器探测灵敏度增探测距离般探测器前方装设菲涅尔透镜该透镜透明塑料制成透镜两部分分成干等份制成种具特殊光学系统透镜放电路相配合信号放70分贝样测出1020米范围行动
菲涅尔透镜利透镜特殊光学原理探测器前方产生交变化盲区高灵敏区提高探测接收灵敏度透镜前走时体发出红外线断交盲区进入高灵敏区样接收红外信号忽强忽弱脉形式输入强量幅度
体辐射红外线中心波长910um探测元件波长灵敏度0220um范围稳定变传感器顶端开设装滤光镜片窗口滤光片通光波长范围710um正适合体红外辐射探测波长红外线滤光片予吸收样便形成种专门作探测体辐射红外线传感器
热释红外线传感器部结构电路图4示热释电传感器利正热释电效应种温度敏感传感器陶瓷氧化物压电晶体元件组成元件两表面做成电极传感器监测范围温度ΔT变化时热释电效应会两电极会产生电荷ΔQ两电极间产生微弱电压ΔV输出阻抗极高传感器中场效应进行阻抗变换热释电效应产生电荷ΔQ会空气中离子结合消失环境温度稳定变时ΔT0传感器输出体进入检测区时体温度环境温度差产生ΔT信号输出体进入检测区动温度没变化传感器没输出种传感器检测体者动物活动热释电红外传感器结构部电路见图示传感器外壳滤光片热释电元件PZT场效应FET等组成中滤光片设置窗口处组成红外线通窗口滤光片6mm层膜干涉滤光片太阳光荧光灯光短波长（约5mm）滤热释电元件PZT波长8mm12mm间红外信号微弱变化转变电信号体红外辐射敏感辐射面通常覆盖特殊菲涅耳滤光片环境干扰受明显抑制作
图4 热释电红外线传感器结构部电路
热释电红外探头优缺点：
优点：身发类型辐射器件功耗隐蔽性价格低廉
缺点：容易受种热源光源干扰动红外穿透力差体红外辐射容易遮挡易探头接收环境温度体温度接时探测灵敏度明显降时造成短时失灵
24 BISS0001芯片介绍典型电路
BISS0001款具较高性传感信号处理集成电路配热释电红外传感器少量外接元器件构成动式热释电红外开关动快速开启类白炽灯荧光灯蜂鸣器动门电风扇烘干机动洗手池等装置特适企业宾馆商场库房家庭道走廊等敏感区域安全区域动灯光明报警系统仅热释电红外传感器输出良匹配种传感器进行匹配部运算放器电压较器门电路状态控制器定时控制器锁定时间控制器禁止电路等组成
BISS0001采16脚标准型塑料封装结构
1脚（A）触发方式控制端A＝1时电路重复触发A＝0时电路重复触发
2脚（V0）控制信号输出端传感信号输时V0输出高电
3脚（RX）4脚（CX）输出定时控制器T外接元件端定时时间：TX＝50×103RXCX
5脚（Ri）6脚Ci）锁定时间控制器Υi外接元件锁定时间Ti＝24RiCi
7脚（VSS）电源正端
8脚（VRF）参考电压复位端时般接VDDⅤSS定时器复位
9脚（Vc）触发禁止端VC＜VR时禁止触发VC＞VR时允许触发VR＝02VDD
10脚（IB）偏置电流设置端外接电阻RB接ⅤSS端RB般取1MΩ电阻
11脚（VDD）电源正负端
12脚（OUT2）第二级运放输出端
13脚（IN2）第二级运放反相输端
14脚（IN1+）第运放相输入端
15净（IN1）第运放反相输入端
16脚（OUT1）第运放输出端
241 BISS0001部结构特点
图5中运算放器OPl热释电红外传感器输出信号作第级放然C3耦合运算放器01：'2进行第二级放电压较器COPlODP2构成双鉴幅器处理检出效触发信号VS启动延迟时间定时器输出信号VO晶体T1放驱动继电器接通负载
图5 热释红外传感器处理芯片
BISS0001特点：
*CMOS工艺公耗低
*数模混合
*具独立高输入阻抗运算放器
*部双鉴幅器效抑制干扰
*设延迟时间定时器封锁时间定时器
*采16脚DIP封装
* 置参考电源
*工作电压范围宽（3V～5V)
242 BISS001脚图脚说明：
图6 BISS001脚图
BISS001脚说明：
表1 BISS0001脚说明
引脚
名称
IO
功说明
1
A
I
重复触发重复触发选择端A1时允许重复触发反重复触
2
VO
O
控制信号输出端VS跳变触发Vo输出低电跳变高电时视效触发输出延迟时间Tx外VS跳变时Vo保持低电状态
3
RR1
输出延迟时间Tx调节端
4
RC1
输出延迟时间Tx调节端
5
RC2
触发封锁时间Ti调节端
6
RR2
触发封锁时间Ti调节端
7
VSS
工作电源负端
8
VRF
I
参考电压复位输入端通常接VDD接0时定时器复位
9
VC
I
触发禁止端Vc
10
IB
运算放器偏置电流设置端
11
VDD
工作电源正端
12
2OUT
O
第二级运算放器输出端
13
2IN
I
第二级运算放器反相输入端
14
1IN+
I
第级运算放器相输入端
15
1IN
I
第级运算放器反相输入端
16
1OUT
O
第级运算放器输出端
243 BISS0001工作原理
BISS0001运算放器电压较器状态控制器延迟时间定时器封锁时间定时器等构成数模混合专集成电路热释电红外传感器接收体红外辐射输出检测信号然14脚输入BISS0001部电路处理2脚输出探测信号（正脉信号）输出脉信号宽度外接电阻R9电容C6决定 2脚输出控制脉电子开关接通数字编码电路线电发射电路电源开始工作电源变压器5W15VE12V免维护蓄电池供停电S1锁控电源开关根需安装适处接通工作电源必时取消设置SCR采1A单控硅HFC9301软封装发声电路发声嘀嘀声电路调试机分机间统调发射电路接收电路组装先发射机中C10调适位置固定动接着调整接收机中C1接收机收发射机发出信号报警系统应先机（发射机接收机 ）调固定然调整分机机统调BISS0001 应线路图7示
图7 BISS0001热释电红外开关应电路图
图中R3光敏电阻检测环境度作明控制时环境较明亮R3电阻值会降低9脚输入保持低电封锁触发信号VsSW1工作方式选择开关SW11端连通时芯片处重复触发工作方式SW12端连通时芯片处重复触发工作方式图中R6调节放器增益原厂图纸选10K实际时3K提高电路增益改善电路性输出延迟时间TX外部R9C7调整触发封锁时间Ti外部R10C6调整R9R10470欧姆C6C7选01UBISS0001电路中运放A独立放器放输出信号电压通
25 步进电机
步进电动机纯粹数字控制电动机：电脉信号转变成角位移．结脉信号步进电动机转动角度．作常适合单片机控制30年．数字技术计算机技术水磁材料迅速发展．推动厂步进电动机发展步进电动机应开辟广阔前景
251 步进电动机特点
(1)步进电动机角位移输入脉数严格成正具良型步进电动机驱动电路组成开环数控系统非常简单廉价非常时．角度反馈环节组成高性闭外数控系统
(2)步进电动机动态响应快易起停正反转变速
(3)速度相宽范围滑调节低速保证获转矩般减速器直接驱动负载
(4)步进电动机通脉电源供电远行直接交流电源直流电源
(5)步进电动机存振荡失步现象．必须控制系统机械负载采取相应措施
(6)步进电动机身噪音振动较．带惯性负载力较差
252 驱动控制系统组成
控制步进电机必须环形脉功率放等组成控制系统方框图图8示：
信号分配
脉信号
负载
步进电机
功率放
图8 驱动控制系统方框图
步进电动机驱动电路根控制信号工作步进电动机单片机控制中控制信号单片机产生基控制作
1) 反应式步进电动机控制换相序
步进电动机通电换相序严格安步进电动机工作方式进行通常通电换相—程称脉分配三相六拍步进电机工作方式通电换相正序AABBBCCCA反序ACACBCBAB八通电状态P1口输出控制信号0表示绕子通电表示绕子断电六字表示六通电状态六字表示表：
表2 通电状态
A
1
1
0
06H
AB
1
0
0
08H
B
1
0
1
09H
BC
0
0
1
01H
C
0
1
1
03H
CA
0
1
0
02H
2) 通电状态 P12(C) P11(B) P10(A) 控制字
3) 控制电路模型9图示：
P10
P11
P12
8051系列
单片机
A相驱动
A相驱动
A相驱动
图9 控制电路模型
253 斩波驱动
面讲斩波恒流驱动原理图T1高频开关T2开关发射极接电阻电动机绕组电流电阻电阻电流取样电阻较器端接定电压Uc端接取样电阻压降取样电压0时较器输出高电
图 10 斩波恒流驱动电路原理图
控制脉Ui低电时．T1T2两开关均截止U1高电时T1T2两开关均导通电源绕组供电绕组电感作电压逐渐升高超定电压Uc值时较器输出低电门输出低电Tl截止电源切断取样电阻电压定电压时较器输出高电门输出高电T1导通电源开始绕组供电样反复循环直Ui低电
第3章 系统软件设计调试
31 系统软件结构
整系统软件程序开门子程序关门子程序T0中断服务程序T1中断服务程序外部中断服务子程序组成程序完成系统进行初始化中断设置等功程序设计中设置外部中断0保证红外动门够操控情况动运行功检测出入门时启动电机实现动开关门目
32 部分程序流程设计（见附录Ⅱ）
开门程中首先进行门状态检测根检测信号判断动门次停机处位置根检测结果确定门刻应运行方式检测出门半开状态门直接转入加速开门程检测出门全开状态门转入延时开门程检测出门全关状态检测出时门会缓慢开加速运行接着减速运行电机停止运转门惯性缓慢关闭动门开门暂停段时间然关门关门开门反程慢速运行加速运行减速运行惯性运动直停止程动门关闭程中系统接收红外线传感器电路发出出入信号时门会重新开开门情况关门程中检测障信号时门会反方运动门开样排动门遇障碍物身体产生障信号整系统停止工作
运行程速度运行程中运行时间做安全设置开门状态检测运行时间超安全时问系统出现障时程序转障处理程序
33 调试
调试确保该门控系统安全高效运行必须满足列条件：
1．门结构必须适合动控制 特注意滚轮直径必须需控制门重量相匹配尺寸重量符合关技术规范规定
2．确保门滑动程中发生倾斜
3．确保门活动稳 准确 整移动程中出现正常摩擦现象
4．确保面条件稳固 避免固定基座膨胀螺丝发生摇晃
5．认真检查方导轨行程限位机械挡块否安装位
34 门行程检测障检测
门行程检测电路通检测门行程开关闭合情况发送信号电机改变转速进控制门运行速度提高运作效率保护门受损害保证门运行效率门行程检测电路中设置四行程开关分代表开门极限行程极限1行程极限2关门极限门开启程中分慢速加速减速停止四程门关闭程述程相反门运行极限位置时限位开关动作单片机根接收响应信号改变电机运行速度
障检测电路中配置温度速度传感器监测电机工作情况实现电机热保护门运行障碍保护时设置电压监控电路检测系统异常情况 检测电路首先检测信号转换成电压然单片机部户转换器变成数字信号单片机定期读取数旦发现数异常马采取相应紧急措施系统发
出障信号系统停止工作障显示电路发出指令发出报警信号显示障类型
第4章 设计总结
次关动门控制系统设计感觉单片机复杂深度性贴切日常生活应处想象中简单非法克服堡垒
设计硬件前首先收集关基础性资料应备良应类参考书专业类参考书关科技期刊专利文献常阅读便解新发展情况鉴现成验避免重复劳动设计中充分解芯片条件输入输出特性样避免错误走弯路
电路设计部分应该精神广集资料头脑中知识远远够里出现问题翻书网查资料然开动脑筋样系统电路更完美例设计题目基单片机动门控制系统设计动门然会电动机种电机特性功进行选择例电机选择选择熟悉解
电路设计时应充分发挥单片机记忆运算判断控制力避免采复杂稳定性较差模拟电路
设计程序汇编语言语言编写易读写易调试修改时汇编语言编制系统软件程控制软件目标程序占存空间少运行速度快
微机控制系统种硬件设备够正常运行效实现电机控制环节实时控制理设计合理硬件电路必须高质量软件支持汇编语言编写电机单片机实施控制应程序整系统中十分重容
非常感谢学校老师学机会亲身体会项目开发艰难性第次站设计者角度体会艰辛时感受老师付出精心指导利完成次学务
致 谢 词
时间真快转眼便学毕业际距离离校日子已日趋毕业文完成进入尾声真感谢指导老师XX老师次文设计程中XX老师该文选题审核构思修改定稿程中始终倾注时间历心血身验缺乏开始真法手设计进程缓慢时老师仅仅设计方面予引导选材方面予参考特次询问写作进程指导帮助开拓思路付出关心坚定够完成次设计信心老师指导敢松懈早完成毕业设计
XX老师严谨治学道宽厚仁慈胸怀积极乐观生活态度兢兢业业孜孜求工作作风胆创新进取精神树立辈子学典范教诲鞭策激励学生活道路开拓创新渊博知识开阔视野敏锐思维深深启迪真发心说句：XX老师谢谢您
百忙中抽时间文进行审阅评议参文答辩位老师真心表示感谢谢谢 参考文献
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[2]传感器应实例希编著机械工业出版社2003
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[5]单片微行计算机原理应接口技术张迎新编著国防工业出版社2000
[6]电子技术基础康华光陈钦编著高等教育出版社1998
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[8]红外线探测控制电路 陈永甫编著北京：民邮电出版社2004
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[10]基单片机智系统设计实现沈红卫编著北京电子工业出版社2005
[11]现场总线技术应阳宪惠编著清华学出版社1999
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[14]数字电子技术基础阎石编著高等教育出版社1998
[15]凤红动控制原理陈玉宏编著重庆重庆学出版社2003
[16] 学生电子设计坛：httpwwwwuedbbscom
附录Ⅰ：设计电路原理图
附录Ⅱ：信号流程说明
系统程序流程图
Y
N
开始
定时器T0T1设置
中断优先级设置
系统终止
开外部中断1
开定时器T0
关外部中断1
开定时器
开中断
系统障
手动方式
Y
N
开门子程序流程图
Y
Y
返回
开门
电机减速
门状态检测
电机加速
电机停止
加速
减速
停止
N
Y
N
N
开门中断程序流程图
开门子程序
中断返回
装载T0常数
开中断
关门子程序
关T0中断
读键操作
加速
开门否
Y
Y
N
N
T1中断服务程序流程图
关T1中断
指0809址
中断返回
启动通道
开T1中断
数存放
数指针加1
通道号加1
转换结束
采样结束
Y
Y
N
N
附录Ⅲ：程序源代码
程序：
MOV R4A
INC R1
CLR R5A
SUBB AR4
XCH AR4
DEC R1
SJMP LP2
JB 00HROLE
SPEED0 BIT P10 门行程行状1
SPEED1 BIT P11 门行程行状2
SPEED2 BIT P12 门行程行状3
SPEED3 BIT P13 门行程行状4
KEYDOOROPEN BIT P14 手动门开钮
KEYDOORCLOSE BIT P15 手动门关钮
MODE BIT P16 手动动切换
DOOROPEN BIT P30 门开驱动信号
DOORCLOSE BIT P31 门关驱动信号
SIGNAL BIT P32 红外线传感器信号
A0809E0C BIT P33 AD转换结束信号
HSPEED BIT P34 电机速度变换
DOORSTATE BIT 00H 门状态
RERROR BIT 01H 系统障
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0003H
AJMP INT0
ORG 000BH
AJMP T0
ORG 001BH
AJMP T1
ORG 0050H
START CLR DOOROPEN 关电机驱动
CLR DOORCLOSE
MOV TMOD #11H 定时器工作方式
MOV TLO#OFOH 置定时器常数
MOV TH0#08DH
MOV TL1#0E0H
MOV TH1#0B1H
MOV TCON#50H
MOV IP#08H 优先级设置
MOV IE#80H 开中断
LOOP ACALL SYSERROR 调系统障子程序
JB RERRORWAIT 障等处理
MOV AP2
ANL A#OFH
JNZ WAIT 键等
JB MODEAUTO 运行方式判断
CLR EXO
SETB ETO
SJMP LOOP
AUTO SETB ETO
SJMP LOOP
WAIT SJMP 等
开门子程序：
DOOR_OPENJB DOORSTATE LOOP3 门已开退出
CLR HSPEED
CLR DOORCLOSE
SETR DOOROPEN 低速启动
JNP SPEED1
SETB HSPEED 高速开门
JNB SPEED2
CLR HSPEED 低速运行
JNB SPEED3
CLR DOOROPEN 停机
SETB DOORSTATE 保存门状态
LOOP3：RET
关门子程序
DOOR_CLOSEJNB DOORSTATE LOOP4 门已关退出
CLR HSPEED
CLR DOOROPEN
SETB DOORCLOSE 低速启动
JB SPEED2
CLR HSPEED 高速关门
JB SPEED0
CLR DOORCLOSE 停机
CLR DOORSTATE
LOOP4 RET
T0中断服务程序
T0： CLR ET0 关中断
JB KEYDOOROPEN LOOP 开门否
ACALL DOOR_OPEN 调开门子程序
SJMP LOOP2
LOOP1： JB KEYDOORCLOSELOOP2 关门否
ACALL DOOR_OPEN 调关门子程序
LOOP2： MOV TL0#0F0H 重装定时常数
MOV TH0#08DH
SETB ET0 开中断
RETI
T1中断服务程序：
ORG 000H
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP SERVE
MAIN ORL P1#0FFH
SETB 1T0 选择边触发方式
SETB EX0 允许INTO中断
SETB A CPU开中断
AJMP 等中断
T1： CLR ET1
MOV R1#03H
MOV RO#20H
MOV DPTR#ADDR0809 0809址
MOV R2#00H
LOOP5： MOV AR2 通道号
MOVX @DPTRA 启动AD转换
JB A0809EOC 转换否结束
MOVX A@DPTR 读转换结果
MOV @R0A 数保存
INC R0
INC R2 通道
DJNZ R1LOOP5 三通道否完成
MOV TL1#0E0H 重装定时常数
MOV TH1#0B1H
SETB ET1
RETI
外部中断服务子程序：
ORG 0300H
INT： MOV TLO#11H
MOV THO#OFCH
CPL P1
RETI
INT0： CLR EX0
LOOP8： ACALL SYSERROR 障检查
JB RERRORLOOP6 障返回
JB DOORSTATELOOP6 门已开返回
ACALL DOOR_OPEN 开门
LOOP7： ACALL DELAY10S 等10s
ACALL SYSERROR 障检查
JB RERRORLOOP6 障继续
JNB SIGNALLOOP7 等
CLR HSPEED
SETB DOORCLOSE 启动电机低速关门
JNB SIGNALLOOP8 开门
JB SPEED2
SETB HSPEED 快速关门
JNB SIGNALLOOP8 开门
JB SPEED1
CLR HSPEED 速度降低
JB SPEED0
LOOP6 CLR DOORCLOSE 停机
CLR DOORSTATE 门状态保存
SETB EX1
RET
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