工业大学毕业设计（论文）基于单片机的地铁自动门设计姓名：院(系)别：电子与信息工程学院专业：电子信息工程班级：指导教师：职称：2011年 6月6日工业大学毕业设计（论文）任务书院长教研室主任指导教师毕业设计（论文）开题报告表20011年 3 月 7 日工业大学毕业设计（论文）进度检查记录工业大学本科毕业设计（论文）评阅表（设计类）工业大学毕业设计（论文）成绩考核表摘要随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便生活的自动控制系统开始进入人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。
本文设计了基于单片机的地铁自动门，该系统以单片机为主体，直流电机、转速测量为核心，实现地铁门的自动控制。
本设计主要应用8051作为控制核心，直流电机、红外传感器、磁开关相结合的系统。
通过单片机程序对直流伺服电机的正转、反转进行控制，从而对门进行开、关的控制；直流电机采用H桥驱动。
充分发挥了单片机的性能。
其优点是电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的使用和参考价值。
关键词: 8051；地铁自动门；直流电机；红外传感器；转速测量ABSTRACTWith the development of society, the progress of science and technology and people’s life level gradually improve, all sorts of convenience life automatic control system began to enter into people's lives, the automatic door systems with SCM as the core is one of them. This paper introduces the design of metro automatic door, based on single chip microcomputer as the subject in this system, dc motor, speed measurement as the core, realize the automatic control to iron.This design is mainly used the 8051 as control core, combin of DC motors, infrared sensors, magnetic switch.Making full use of the microcontroller performance. Through the microcontroller program control the dc servo motor foreward or inversion, thus control the door open or close; and close Dc motor driven adopt H bridge.Its advantage is the circuit is simple, software’s function is consummation, the control system is reliable, cost-effective is high,it has a certain use and reference value.Keywords: 8051, Metro automatic door,DC motor, Infrared sensors, Speed measurement目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 自动门的介绍 (1)1.1.2 单片机的发展 (3)1.1.3 电机自动控制系统的应用和发展 (4)1.2 课题研究的意义和目的 (6)第二章自动门系统方案 (7)2.1 设计思想和整体框图 (7)2.2 器件选型 (7)第三章自动门系统的硬件设计 (9)3.1 系统硬件整体逻辑设计 (9)3.2 控制器单元的硬件设计 (9)3.3 直流电机驱动模块 (15)3.4 检测模块 (19)3.5转速测量模块 (20)第四章软件设计 (23)4.1 整体程序流程图 (23)4.2 功能模块设计 (23)4.2.1 PWM信号发生程序设计 (23)4.2.2 转速测量模块程序设计 (26)第五章设计仿真与分析 (29)5.1 仿真软件介绍 (29)5.2 整体分析 (30)5.3 软件调试 (32)5.4 硬件仿真 (32)总结 (33)参考文献 (34)附录 (35)辞 (48)第一章绪论现代社会是一个快速发展的信息化社会，随着科学技术的不断进步，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，智能型自动门同样出现在人们的生活中。
随着自动门的技术、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。
自动门不但能给我们带来人员出入方便、节约空调能源、防风、防尘、防噪音等好处，更令我们的建筑物增添了不少高贵典雅的气息。
1.1 课题背景1.1.1 自动门的介绍自动门是指可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。
按启闭形式分：可分为推拉门、平开门、折叠门和旋转门；按门体的材料分：不锈钢门有安全玻璃、不锈钢饰面、建筑铝合金型材、彩色涂层钢板、木材等。
自动门的系统配置是指根据使用要求而配备的，与自动门控制器相连的外围辅助控制装置，如开门信号源、门禁系统、安全装置、集中控制等。
必须根据建筑物的使用特点。
通过人员的组成，楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。
1、开门信号自动门开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源。
微波雷达是对物体的位移反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场所，它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动后，雷达便不再反应，自动门就会关闭，对门机有一定的保护作用；红外传感器对物体存在进行反应，不管人员移动与否，只要处于传感器的扫描围，它都会反应即传出触点信号。
缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的人员出入的场所。
另外，如果自动门接受触点信号时间过长，控制器会认为信号输入系统出现障碍。
而且自动平移门如果保持开启时间过长，也会对电气部件产生损害。
由于微波雷达和红外传感器并不了解接近自动门的人是否真要进门，所以有些场合更愿意使用按键开关。
按键开关可以是一个触点式的按钮，更方便的是所谓肘触开关。
肘触开关很耐用，特别是它可以用胳膊肘来操作。
避免了手的接触。
还有脚踏开关，功能一样，但对防水的要求较高，而且脚踏的力量很大，容易使脚踏开关失效。
还有一种带触点开关的拉手，当拉手被推(或在反方向拉)到位时，向门机提供触点信号。
现在的楼宇自控有时会提出特殊的要求，例如使用的某一分线控制开门。
要达到这个要求，只要保证信号是无源的触点信号即可。
有些情况下，人们会提出天线遥控的要求。
用一个无线接受器与自动门进行触点式连接，再配一个无线发射器，就可以达到要求。
不过，现在的无线电波源太多，容易导致偶然开门是一个麻烦的问题。
定时器可以自动控制门的状态，其原理是将时钟与特定的开关电路相连，可预设定时间将自动门处于自动开启或锁门状态。
2、门禁系统与非公共区域的自动门如果说对自动门的性能和质量要求最高是在使用频率极高的大型公共区域，那么自动门功能要求最高是对进出人员进行选择的非公共区域。
门禁系统是对入门授权的识别。
在识别或检测入门授权通过以后，向自动门的控制系统提供开门信号。
在提供开门信号之前，自动门必须处于锁门的状态。
门禁系统包括从最简单的钥匙开关，密码锁，磁卡锁。
（考勤统计系统）。
一直到复杂的体重识别系统，指纹识别系统等。
但无论系统怎样复杂，最终都是给自动门提供开门的触点信号。
信号电路的屏蔽对避免由于无关信号的干扰而误开门的情况发生非常重要。
3、对自动门的要求就是解锁动作与开门动作之间的协调。
应用于自动平移门的电子锁有锁皮带的电磁锁和锁门体吊挂件的电动锁，锁电机的三种。
后者用于重型自动平移门，自动平开门的电子锁有电磁门吸，电子插销锁和电子开门器，电子开门的作用力方向不影响门的开启动作，不易发生误操作。
还有一种带触点开关的机械锁，使锁与开关结合，锁不处于开锁状态，触点就不能接触，不可能发生误操作。
4、集中控制集中控制的概念，包括集中监视自动门运行状态和集中操作多个自动门两层含义，集中监视自动门开门关门状态可以通过位置信号输出电路来实现，可以采用接触式开关，当门到达一定位置（如开启位置）时，触动开关而给出触点信号。
也可以采用感应式信号发生装置，当感应器探测到门处于某一位置时发出信号。
在中控室设置相应的指示灯，就可以显示自动门的状态，而集中操作通常指同时将多个门打开或锁住，这取决于自动门控制器上有无相应的接线端子。
1.1.2 单片机的发展单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
单片机部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可,用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。
我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影。
它主要是作为控制部分的核心部件。
它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。
单片机是靠程序运行的，并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。
由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。