基于单片机的红外感应自动门控制系统设计

基于单片机的红外感应自动门控制系统设计内容摘要：

否相同，而纵向比较是在另一路输出中加入延时操作，同时在调压时禁止反馈。 具体的电路是在第二路输出经整流滤波后加延时器，再与第一路进行比较，从而实现纵向比较。 而为了在调压时禁止反馈，反馈输出后加脉冲控制反馈电路的通断，当有调压脉冲信号存在时，反馈通路中断，这里由压控继电器来实现。 另外，由于电压的精度要求高，在电路反馈中必须 对误差电压进行放大，中间加比较器放大器后进行反馈。 同时在电路中对输出采用光耦合器件 TL431 隔离，提高电压调整率。 ┊ 吉林师范大学应用工程学院毕业论文 第 10 页 共 50 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 数字调压控制电路 该模块包括计数控制电路和数模转换电路。 电源整体输出电压为 5至 40V，步长值设计为 ，总计数次数为 175 次，故须采用八位二进制计数器。 从 0 开始计数，计数到 175，即二进制数的 10101111，输出信号送数模转换器，并进行功率放大。 因为 ΔD 与 ΔIC 成反比，即占空比的 变化与 IC 的变化成反比。 当 IC 变大时，占空比减小，输出电压降低，反之，当 IC 变小时，输出电压增大，所以在计数器的 UP 引脚接步减控制按钮，而 DOWN 引脚接步加按钮，计数器清零时输出电压最大，预置为最高时输出电压最小。 计数控制电路 控制按钮为四键，分别用于步加、步减、清零和预置为最大值。 可逆计数器采用两只 74LS193 级联形成八位二进制计数器。 74LS193 是一种双时钟 4位二进制同步可逆计数器，具有预置、清零、加和减计数功能 [8]。 两片 74LS193 采用级联方式，第一片的 CLR 通过电压置高开关接 数字电源。 LD 接地，即预置功能在输出为最低时有效，预置数据均接高电平。 UP、 DOWN 上拉为高电平，分别通过电压步减、步加开关按钮接振荡脉冲信号源。 第一片的 CO 为 0 时，加计数进位， BO 为 0 时，减计数借位。 第二片的计数控制由 LD 执行控制功能，即 CO、 BO 分别取反后一起接 LD，其它接法与第一片相同，组成一个八位二进制可逆计数器。 当计数到 175时，加无效，当计数为 0 时，减无效。 即当输出为 10110000 时，计数器清零。 当输出为 00000000 时，执行减操作则计数器预置为最大值。 数模转换电路 数字调 压控制电路输出送至数模转换器，这里因为没有要求其它附加功能，故采用一只 ADC6080 作为数模转换，其转换信号提供给功率放大电路。 数模转换电路如图 2 所示。 ┊ 吉林师范大学应用工程学院毕业论文 第 11 页 共 50 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ R1R E S 2R2R E S 2R3R E S 2CS11C O D E S E L1W12D09D18D27D36D45D54D63D 7 M S B2C O M P16V R E F +14V R E F 15DL13OUT18OUT19U123841U ? AO P 2 1 5 EP O R TP O R T负电压正电压数据转换输入AM 6080ADC(20)调压控制信号输出P O R TP O R T 图 2 数模转换电路图 比较器及 PWM控制电路 TOPSwitchFX 系列芯片集成了保护电路、 PWM 控制器及 MOSFET 管，这里可直接采用 TO2207B 型封装的 TOP234Y 型 FX 芯片。 其中接数控信号与接反馈信号进行比较放大后接控制端 C， M 端通过大电阻接电输入正极， TOP234Y 的外围电路如图 3 所示。 ┊ 吉林师范大学应用工程学院毕业论文 第 12 页 共 50 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ F1F U S E 1R2R E S 2R1R E S 2A R 1O P A M PC1C A PC2C A PC4C A PC3C A PL1I N D U C T O R 2F2F U S E 1D2124NQ045R T F 11 T O 1 C TD11 B Q 2 0D3D I O D EC1M2D5S34MIC O M P O N E N T _ 1P O R TP O R T反馈信号输入调压信号输入P O R TP O R T220V交流输入 图 3 TOP234Y 的外围电 路图 输出稳压电路 输出分为两路，第一路经整流、滤波作开关电源输出。 第二路为数字IC 提供电源。 在整个控制电路中，所有的数字芯片都需要恒压电源，但是在输出电压调节过程中，第二路输出也会随着占空比的变化而变化，所以要在该路输出加上恒压电路。 为了设计简便，这里用集成三端稳压器。 只要把正输入电压加到 UA7805 的输入端， UA7805 的公共端接地，其输出端便能输出芯片标称正电压。 在输入端和输出端与地之间要接大滤波电容，在芯片引脚根部还要接小容量电容（ ～ 10uF）到地。 ┊ 吉林师范大学应用工程学院毕业论文 第 13 页 共 50 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 4 章 单片机的介绍 和发展概况 单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。 它是把中央处理器（ＣＰＵ）、 取存储器（ RAM）、只读存储器（ＲＯＭ）、输入／输出端口（Ｉ／０）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯 片上的微型计算机。 计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体 积大。 纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网 络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能ＩＣ卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。 以前没有单片机时，这些东西也能做 ，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做 出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。 在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。 这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。 所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。 据统计，我国的单片机年容量已达 １ —— 3亿片，且每年以大约 16％的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不 到１％。 特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。 所以，学习单片机在我国是有着广阔 的前景。 ┊ 吉林师范大学应用工程学院毕业论文 第 14 页 共 50 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 5 章 单片机的工作原理 单片机的基本组成 它由 CPU 、存储器（包括 RAM 和 ROM ）、 I/O 接口、定时 / 计数器、中断控制功能等均集成在一块芯片上，片内各功能通过内部总线相互连接起来。 输入 / 输 出 引 脚 P0 、 P1 、 P2 、 P3 的 功 能 ： ： P0 口是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。 在访问片外存储器时，它分时作 低 8 位地址和 8 位双向数据总线用。 在 EPROM 编程时，由 P0 输入指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。 验证程序时，要求外接上拉电阻。 P0 能以吸收电流的方式驱动 8 个 LSTTL 负载。 （ 18 脚） : P1 是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 在 EPROM 编程和验证程序时，由它输入低 8 位地址。 P1 能驱动 4 个 LSTTL 负载。 在 8032/8051 中， P1. 0 还相当于专用功能端 T2 ，即定时器的计数触发输入端； P1. 1 还相当于专用功能端 T2EX ，即定时器 T2 的外部控制端。 （ 2128 脚）： P2 也是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 在访问外部存储器时，由它输出高 8 位地址。 在对 EPROM 编程和程序验证时，由它输 入 高 8 位 地 址。 P ２可 驱动 4 个 LSTTL 负 载。 P3. 0 P3. 7 （ 1017 脚）： P3 也是一上带内部上拉电阻的双向 I/O 口。 在 MCS51 中，这 8 个引脚还用于专门的第二功能。 P3 能驱动 4 个 LSTTL 负载。 P3. 0 RXD （串行口输入） P3. 1 TXD （串行口输出） P3. 2 INT0 （外部中断 0 输入） P3. 3 INT1 （外部中断 1 输入） P3. 4 T0 （定时器 0 的外部输入） P3. 5 T1 （定时器 1 的外部输入） P3. 6 WR （片外数据存储器写选通） ┊ 吉林师范大学应用工程学院毕业论文 第 15 页 共 50 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ P3. 7 RD （片外数据存储器读选通） MCS51 的寻址方式： （ 1） 、立即寻址 如： MOV A ， 40H （ 2） 、直接寻址 如： MOV A ， 3AH （ 3） 、寄存器寻址 如： MOV A ， Rn （ 4） 、寄存器间接寻址 如： MOV A ， @Rn （ 5）、基址加变址寻址 如： MOVC A ， @A+DPTR （ 6）、相对寻址 如： SJMP 08H （ 7） 、位寻址 MOV 20H ， C 指令： MOV ： 片内 RAM 传送。