基于单片机的自动平移门设计

1、基于单片机的自动平移门设计分工：潘焕品提出方案及控制系统的实现冯耀锋机械结构设计唐艳明程序流程图设计一、研究意义随着社会的不断进步，人们不断去追求舒适，方便的生活环境。 于是相应的电子产品产生，自动门同样出现在人们的生活中。随着门的技术、性能日趋成熟、完善，它被广泛应用在政府机关、银行、医院、商业、工业等不同行业，改善了人们的生产生活条件。下面将介绍一种以单片机为控制核心的自动平移门。二、研究目的1、通过对自动门的设计了解自动平移门的基本原理。2、通过对自动门的设计了解门类机电控制系统的各种元件的要求和功用。3、掌握单片机（AT89C51）及机电控制系统的基础知识，并加以熟悉应用。4、通过此次

2、机电一体化设计，体验机电一体化的实际应用性，总结归纳机电一体化知识。三、机械结构1、主控单元采用单片机，它是自动平移门的指挥中心，通过内部编有指令程序的单片机，发出相应指令，指挥液压系统工作。2、自动平移门传感检测采用热释型红外传感器，负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号。热释红外传感器对外界变化的温度场有反应，当进入范围并移动时，才会有信号输出，经模/数转换输入单片机。3、动力源采用双向液压缸，两个柱塞同时相背运动，将门推开，当反向输入油液时两活塞又同时相向运动，拉动门，使门闭合4、自动平移门的行进导轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按

3、特定方向行进。5、门扇吊具走轮系统用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。门扇采用侧悬挂，就是将滑轨设计成单侧滑道，门扇在一侧通过吊具走轮系统，形成侧悬挂。这种设计的优点是安装和调节门体方便、维修也容易。6、由于采用侧悬挂布局，对门体向上的支持力都在一条线上，门体重心因为安装精度的偏差受风力的影响，使门体不仅形成静态侧摆也产活泼态侧摆。为此，自动平移门门体下部加装导向块，通常称为"止摆器"，能够使门体在两个方向摆动的前提下仍然能够运转。生活中的双扇自动平移门四、液压系统及安全保护如下图，当从 3 端口输入油液时，两个柱塞同时相背运动，将门推开；当反向输入油液时，两活

4、塞又同时相向运动，拉动门，使门闭合。当有控制信号输入进来时，电磁开停阀5和电磁换向阀7会同时改变状态，即开停阀处于开的位置，换向阀换到使使油液从A端口输入的位置，两活塞相背运动，B端口压出的油液通过手动换向阀11和换向阀7回到油箱，经过一定时间后，换向阀7改变状态，使油液从B端口输入，从A端口流出，经7回到油箱。开停阀5的控制时间到后，就会改变状态，自动闭合。手动换向阀起到的作用就是：当停电的时候，只要手动换向，就可以用手推开门，而不致于门停在某一位置而打不开。溢流阀4则控制液压系统的压力。液压驱动原理图1、油箱 2、过滤器 3、液压泵 4、溢流阀 5、电磁开停阀6、节流阀 7、电磁换向阀 8

5、、9活塞 10、液压缸 11、手动换向阀五、自动平移门总体控制方案该自动平移门的设计以单片机为控制核心，控制热释红外传感器和步进电机，并通过双向液压缸驱动吊具行走系统在导轨上前进，实现活动门扇的开合。在硬件上实现了系统报警显示，人员进出信号的采集与转换，监控报等“看门狗”技术，液压缸驱动控制以及光藕隔离技术。在软件方面,主要采用汇编语言对单片机控制系统进行编程。采用AT89C51作为系统的控制器。单片机算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法，并且具有功耗低，体积小，技术成熟，成本低廉等优点。下图是系统总体控制框图六、自动门控制器的硬件电路设计6.1 A/D 转换电路为

6、了方便与AT89C51单片机的连接，本系统选用ADC0809芯片对采集到的进出自动门的人员感应信号进行模数转换。其分辨率为8位，不必进行零点和满度调整，且具有高阻抗斩波稳定比较器，8个通道的多路开关可直接存取8个单端模拟信号中的一个。利用单片机写启动AD转换器，转换结束后再由ADC0809向AT89C51发出中断请求信号，CPU响应中断请求。通过对译码器的读操作，读取转换结果并送到被测量的相应存储区。再重新选择被测量，并再次启动AD转换后中断返回。6.2 报警显示电路报警控制以显示灯的方式给出。 当有人员进出时,若系统正常工作，显示灯为绿色。若系统发生故障，显示灯变为红色，此时不允许人员的进出

7、。由于系统中AT89C51的I/O口线资源紧张，需要控制的闪光报警的LED数目较多，所以采用扩展一片74LS3778D锁存器芯片，锁存器输出8个LED。在电路中将共阴极LED发光二极管的阴极连接在一起,通常将此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，这样我们就可以控制是进出灯亮还是报警灯亮。下图是报警显示电路6.3 “看门狗”监控控制电路当AT89C51受到干扰而失控时，导致系统无法正常完成任务。例如当系统如果出现现序跑飞时，可能导致自动门的开合无法控制，报警显示灯无法正常显示，这将给客户带来众多不便。若工作人员在场,可按下人工复位按钮，强制复位。但工作人员不可能一直监

8、视着系统,即使监视着系统,也往往是在引起不良后果之后才进行人工复位。因此，设置可靠的 “看门狗” 是防止单片机死机、提高系统抗干扰性的一种重要手段。另外，“看门狗”电路还提供了掉电保护作用，避免电源掉电时系统数据的丢失。下图是“看门狗电路”6.4软件设计系统的软件程序主要可分为主程序和中断服务程序组成。主程序模块主要包括AT89C51本身的初始化，初置ADC0809等的工作方式和初始状态。 系统功能分析如下：1、工作流程分为两种情况有人员进出和无人员进出。 当有人要进出时，门接收到信号而自动打开无人进出时，门是闭合的。即在初始状态下，自动门是闭合的。2、自动门的开合由控制信号和门限反馈两者共同决定。接收到控制信号后,若此时的门状态是开的，则不必驱动液压缸,只要继续保持开状态即可如若门的状态是闭合的,则要驱动液压缸使门打开。3、若没有连续的人员进出,则门的开合有一个最低限度的延时,即人员通过后，在过秒钟门自动闭合。4、在系统中完成显示与报警功能。当门打开时，显示灯为绿色，表示人员可以进出若是系统发生故障，自动门无法正常开合时，显示灯变为红色。7、程序流程图八、设计总结本次基于单片机的自动