感應(yīng)電控門設(shè)計(jì)附件演示

微機(jī)原理與接口技術(shù)

小組項(xiàng)目報(bào)告

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<感應(yīng)電控門系統(tǒng)設(shè)計(jì)>

王鑫王碩一周羽奇隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，自動(dòng)門的方便、安全、節(jié)能以及低噪音等特點(diǎn)使其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，現(xiàn)為許多賓館、超市、百貨大樓等現(xiàn)代化建筑所必備。據(jù)了解，自動(dòng)門其實(shí)在歐美國(guó)家的產(chǎn)品功能繁多，性能可靠，但這些產(chǎn)品的價(jià)格普遍偏高，操作復(fù)雜，而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品往往性能不穩(wěn)定，故障率高，需要頻繁的維護(hù)，增加了運(yùn)營(yíng)成本。因此，設(shè)計(jì)一操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、成本低的自動(dòng)門的控制系統(tǒng)具有一定的市場(chǎng)和前景

我們?cè)O(shè)計(jì)的對(duì)象是一個(gè)感應(yīng)電控門系統(tǒng)，主要功能是在人走近的時(shí)候自動(dòng)開門，人離遠(yuǎn)的時(shí)候自動(dòng)關(guān)門，關(guān)門延遲時(shí)間5秒鐘。如果連續(xù)有人進(jìn)門，則繼續(xù)保持開的狀態(tài)。這樣就避免了原來(lái)手動(dòng)開門和關(guān)門的不少缺點(diǎn)，給人們尤其是在公共場(chǎng)合中帶來(lái)很多方便。

本方案中我們選用8088CPU為主控制芯片，采用其用最小模式工作。通過(guò)其Timer信號(hào)進(jìn)行延遲控制。其中探測(cè)人是否走進(jìn)的傳感器已經(jīng)提供，該sensor包含三根線，分別是電源/地/信號(hào)輸出，在有人靠近的時(shí)候信號(hào)輸出1，否則輸出0。門的開關(guān)采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，我們通過(guò)設(shè)計(jì)了一個(gè)總線和電機(jī)之間的接口電路來(lái)有效控

制電機(jī)的開關(guān)和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。我們采用熟悉的C語(yǔ)言進(jìn)行編程。硬件模塊及接口傳感器模塊（門內(nèi)攝像頭傳感器K1、門外攝像頭傳感器K2）、限位開關(guān)模塊（開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4）、直流電動(dòng)機(jī)模塊部件、以及驅(qū)動(dòng)模塊組成。門扇行進(jìn)軌道、門扇吊具走輪系統(tǒng)、傳輸皮帶、下步導(dǎo)航系統(tǒng)等輔助模塊控制要求：a）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。b）自動(dòng)門在開門位置停留5秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。c）在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)攝像頭傳感器檢測(cè)到時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。d）在門打開后的5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(guò)時(shí)，必須重新開始等待5秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。傳感器模塊控制芯片模塊直流電機(jī)門限開關(guān)有人否？PWM波正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停止硬件設(shè)計(jì)

（1）主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮電機(jī)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。（2）攝像頭傳感器：負(fù)責(zé)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)，它就給主控制器輸入信號(hào)高電平；（3）電機(jī)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門門扇加速與減速運(yùn)行。（4）自動(dòng)感應(yīng)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，牽引自動(dòng)感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。（7）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動(dòng)感應(yīng)門門扇下部的導(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)。當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將信號(hào)傳給主控器，主控器判斷后通知電機(jī)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控電機(jī)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)使自動(dòng)感應(yīng)門扇開啟；自動(dòng)感應(yīng)門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動(dòng)感應(yīng)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門

軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)采用8088cpu，傳感器信號(hào)通過(guò)8255芯片傳輸cpu，當(dāng)有信號(hào)時(shí)（即產(chǎn)生高電平），通過(guò)對(duì)8255A端口輸入的掃描來(lái)判定。感應(yīng)門的開啟與關(guān)閉采用步進(jìn)電機(jī)控制，當(dāng)cpu輸出開門信號(hào)則步進(jìn)電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，輸出關(guān)門信號(hào)則反向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)處于5秒鐘保持狀態(tài)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。其中步進(jìn)電機(jī)的控制由8088cpu通過(guò)timer8254來(lái)控制。根據(jù)intel教材上資料的介紹，我們?cè)O(shè)置輸出脈沖的占空比來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。當(dāng)傳感器產(chǎn)生信號(hào)時(shí)，將步進(jìn)電機(jī)控制脈沖的占空比調(diào)小，使其處于開門狀態(tài)；當(dāng)傳感器產(chǎn)生的高電平信號(hào)消失時(shí)，將步進(jìn)電機(jī)的控制脈沖占空比調(diào)整在50%，使其不旋轉(zhuǎn)，并保持五秒鐘；當(dāng)五秒鐘之后仍然未檢測(cè)到傳感器的高電平信號(hào)，則將步進(jìn)電機(jī)的占空比調(diào)大，使其處于關(guān)門狀態(tài)；當(dāng)步進(jìn)電機(jī)處于五秒鐘保持時(shí)期，cpu檢測(cè)到傳感器的高電平信號(hào)，則步進(jìn)電機(jī)重新返回到開門狀態(tài)。在五秒鐘保持時(shí)期，設(shè)置cpu每5ms檢測(cè)一次8255的A端口判定傳感器信號(hào)，如果未檢測(cè)到則繼續(xù)保持，在這五秒鐘保持時(shí)期總共檢測(cè)1000次；如果檢測(cè)到傳感器信號(hào)，則跳出保持時(shí)期，轉(zhuǎn)到開門狀態(tài)重新開始。

程序開始傳感器輸出是否為1

開門傳感器輸出是否為1

保持5s

關(guān)門查詢傳感器是否為1yes握手查詢YesNoNoyes測(cè)試和效果評(píng)估

步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)Q點(diǎn)波形步進(jìn)電機(jī)停止時(shí)Q的波形步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)Q的波形

步進(jìn)電機(jī)從正轉(zhuǎn)過(guò)度到停止?fàn)顟B(tài)時(shí)Q的波形

步進(jìn)電機(jī)從停止到反轉(zhuǎn)時(shí)Q的波形

從圖4與圖5中仿真停止時(shí)刻可以看出，步進(jìn)電機(jī)從正轉(zhuǎn)到停止的狀態(tài)過(guò)度時(shí)，時(shí)間為9.05s.步進(jìn)電機(jī)從停止到反轉(zhuǎn)的狀態(tài)過(guò)度時(shí)，時(shí)間為