基于热释电传感器的自动门控系统设计论文Word文件下载.docx

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日期：

论文题目：

摘要：

随着经济水平的提高和科技飞快的发展，红外检测行业也迅速的突起。

自动门在人们进出门当中变得越来越重要。

对它的使用要求变得越来越高。

自动门控制设计是随着人们对生活水平的不断追求，科技和经济的不断发展才出现的高科技产品。

由于单片机比较稳定，简单易操作，所以作为设计的控制器。

本次设计的热释电传感器的自动门控制系统用AT89C51为主控芯片，步进电机作为门驱动装置。

通过单片机来控制步进电机实现门的开关。

主要利用热释电传感器实现信号检测和单片机控制系统两部分实现功能。

因为在设计上比较简单，稳定性好，所以具有一定的使用价值。

关键词：

AT89C51；

热释电红外传感器；

BIS0001芯片；

智能控制

窗体底端

TITLE：

AUTOMATICDOORCONTROSYSTEMDESIGNBASEDONPYROELECTRICSENSOR

Abstract:

Withtheimprovementofeconomiclevelandrapiddevelopmentofscienceandtechnology,infrareddetectionindustryalsorapidlyswelled.Automaticdoorisbecomingmoreandmoreimportantinthemiddleofthepeopletogoout.Theuseofitisbecomingmoreandmoredemanding.Automaticdoorcontroldesignisaspeoplethepursuitofbetterlivingstandards,thecontinuousdevelopmentofscienceandtechnologyandeconomicphenomenonofhigh-techproducts.Becausesinglechipmicrocomputerisstable,simpleandeasytooperatesoastodesignthecontroller.

TheautomaticdoorcontrolsystemoftheelectricsensorofthisdesignisthemaincontrolchipofAT89C51,andthestepmotoristhedooractuator.Theswitchofthestepmotoractuatoriscontrolledbyasinglechip.Thetwopartsofthesystemarerealizedbymeansofheatreleasesensor.Becausethedesignissimpler,thestabilityisgood,sohavecertainusevalue.

Keywords：

PyroelectricInfraredSensor；

BIS0001Chip；

IntelligentControl

1绪论

1.1课题背景

今天，自动门在建筑设计中表现了较强的使用理念，为人们出入门时带来极大的便利。

作为建筑物的组成部分，使得建筑物整体设计上变得越来越时尚。

自动门因为在各大公共场所广泛的使用，在建筑整体的设计上添加了时尚的气息。

以及对门的使用观念的改变，使得它的发展不断的提升和完善。

从整体方面上讲，自动门作为建筑物组成的一部分，必须要达到阻止恶劣的环境和不能阻碍人通行这两种要求。

经过不断的发展，也渐渐地改变了人们对防护的意识，对出入安全的考虑也因此增加。

因为中国在自动门的制作方面没有统一要求，使得自动门的质量快速的下降。

因此要在具有专业生产能力和提供高质量服务的厂家购买。

自动门常见的组成部分是主控制器、检测电路、步进电机驱动电路。

当人走近自动门时，热释电传感器检测到人体红外线，单片机给步进电机发出开关的信号。

人离开后使得自动关闭。

自动门不仅给人们的生活提供了巨大的便利，也展示了我国科技的进步。

1.2国内外研究现状

国外各大厂商的研究对自动门的发展起了很大的作用。

随着自动化技术飞速的发展，自动门技术已经相当成熟，国外的自动门已经走在世界的前端。

自动化技术为自动门的发展提供了设计基础。

现实生活中自动门的应用不仅给人们的出行带来了便利而且减少了建筑空间的使用，有效阻止噪音、粉尘对人类的影响。

自动门也为酒店、公共地方彰显了高贵的气质。

正是自动门作为新时代的产物，给人们的生活，社会良好的现状因为自动门在国外各种场所起到了画龙点睛的作用所以它的发展变得十分迅速。

因为我国的技术手段比较落后，在自动化方面的研制和发展都处于起步阶段，一些技术性的问题没有解决。

随着我国经济的腾飞和科技高速的发展下，国家对自动化产业的重视也越来越大。

使得自动门得到了快速的发展。

自动门的在各种公共场所广泛运用。

1.3课题的设计目标

自动门控制系统在功能上具有如下功能：

1、当有人靠近门时人体释放的红外线被热释电传感器检测到，把电信号传输给单片机。

由单片机控制步进电机，实现门的开关。

2、如果在关门的过程发现有人走进来。

自动门要马上停止关门，立即开门。

3、在自动门的运行过程中如果因为感应器的原因不能实现自动开门，可以利用手动开关来控制。

根据检测装置的一些情况，此设计主要用来解决的问题有：

1、硬件电路的设计以及电路的仿真。

2、传感器程序的编写与调试问题。

3、各功能模块的程序运行与系统的调试。

4、温湿度检测过程中受其它因素影响而造成的测量误差。

2系统硬件电路的设计

2.1主控设计与电路分析

系统硬件部分是单片机控制，检测电路和步进电机控制电路构成的。

在运行的过程中，传感器保持持续检测，一旦检测到人体信号立刻传输到单片机中。

单片机得到信息后发出步进电机的控制指令，实现运行。

如果在关门的过程中有人再次走进门里面，那么自动门会停止关门并立刻重新开门。

总体框图如图2-1。

传感器检测电路

图2-1总体框图

2.2单片机引脚的介绍

单片机是不仅可以编程还可以擦除的只读存储器，它的性能比较高，处理信息的速度快，抗干扰能力强。

完整的最小的计算机系统就是单片机。

CPU、内存、总线、外存、接口、定时器、实时时钟等都集成在一块芯片上。

它的质量比较轻，体积小，开发便利，大大减轻了简单电路设计学习时的复杂程度。

引脚功能如表2-1所示。

表2-1引脚说明表

编号

符号

引脚说明

1-7

P0.0~P0.07

输入/输出断口

8

P1.0~P1.07

标准I/O口

9

P2.0~P2.07

不仅可以作为输入/输出口，也可以作为高8位地址总线使用

10

P3.0/RXD

串行输入口

11

P3.1/TXD

串行输出口

12

P3.2/INT0

外部中断0

13

P3.3/INT

外部中断1

14

P3.4/T0

记时器0外部输入

15

P3.5/T

记时器1外部输入

16

P3.6/WR

外部数据存储器写

17

P3.7/RD

外部数据存储器读

18

ALE/PROG

地址锁存输出/编程脉冲输入

19

EA

内外存储器选择引脚

20

RST

复位脚

21

VCC

电源正极

22

GND

电源负极

23

XTAL1

内部时钟电路反相放大器输入端

24

XTAL2

内部时钟电路反相放大器输出端

2.3单片机最小系统设计

系统用的主控制器是AT89C51，该芯片有40个引脚。

此设计由5V直流稳压电源来提供电。

最小系统由复位和晶振电路构成。

单片机的复位引脚上接电容

图2-2最小系统电路图

和电阻。

在复位操作中有自动和手动两种方式。

晶振电路采用11.0592MHz无源晶振，用两个30pF电容起并联起来谐振作用。

因为最小系统的外围电路精巧简单易行，所以普遍使用。

最小系统如图2-2所示。

2.4热释电传感器设计

2.4.1热释电原理介绍

热释电传感器可靠性能强，灵敏度比较高，所以广泛应用在各种红外检测设备中。

因为传感器由单电源供电，所以输出引脚与电源直接相连，另外两个引脚接电源和地。

同时要注意灯光等干扰源反射到透镜上，从而产生错误的电信号。

热释电传感器作为一种检测人体红外转换成电信号，通过和单片机连接实现检测。

它采用单线串口，功耗小，体积小，使用方便。

2.4.2BISS0001介绍

引脚

名称

I/O

功能说明

1

A

I

触发方式

2

VO

O

控制信号输出端

3

RR1

输出延迟时间TX的调节端

4

RC1

5

RC2

触发封锁时间Ti的调节端

6

RR2

7

VSS

工作电源负端

VRF

参考电压及复位输入端

VC

触发禁止端。

当VC<

VR时禁止触发；

当VC>

VR时允许触发

IB

电流设置端

VDD

工作电源正端

OUT

O/I

运算放大器的输出输入端

IN

运算放大器的同相输入端

运算放大器的反相输出端

表2-2引脚功能

BISS0001是热释电传感器和多种相关元件组成被动式的红外开关。

作为一种传感信号处理的集成电路。

不仅和热释电传感器的输出进行良好地匹配，也能和各种各样的传感器进行匹配。

在企业、写字楼、商场等地方或者自动照明和报警系统等安防领域，有着广泛的应用。

该元件不仅仅有独立的高阻输入阻抗，还有抑制干扰的作用。

采用的是16脚的封装。

引脚说明如表2-2所示。

2.4.3电路分析

检测系统电路由热释电传感器及BISS0001芯片所组成的。

接收到的信号在R8、C5去除交流干扰、限幅后，整流输入到BISS0001的14管脚上。

在14管脚和15管脚经过一级的放大处理后由芯片的16管脚输出。

通过双向鉴幅经过处理后由2管脚输出。

8，11管脚接电源，7管脚接地。

10管脚外接一个较大的电阻。