1绪论1.1 自动门发展历史自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。

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。

自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。

二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。

到了1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。

当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。

例如：各种用可识别控制的自动专用门，如：感应自动门(红外感应，微波感应，触摸感应，脚踏感应)、刷卡自动门等。

21世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。

门大规模专业化生产始于150年前，在不断发展和完善的过程中，涌现出大批独具规模的专业制造商。

门的高级形式--自动门起源在欧美，迅速发展至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。

1.2 单片机的发展及89C51系列的运用担任本设计处理部分的是89C52单片机（89C51系列）.目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。

导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。

更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。

随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将列强。

在单片机家族中，80C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司将其MCS –51系列中的80C51核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名IC制造厂商，如Philips、NEC、Atmel、AMD、华邦等，这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。

这样，80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族，现统称为80C51系列。

80C51单片机已成为单片机发展的主流。

专家认为，虽然世界上的MCU品种繁多，功能各异，开发装置也互不兼容，但是客观发展表明，80C51可能最终形成事实上的标准MCU芯片。

STC89C51RC系列单片机是宏晶科技出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器和6时钟/机器可选，HD版本和90C版本部集成MAX810专用复位电路。

89C52与89C51的区别在于51的程序空间为4K字节，而52程序空间为8K字节，其余性能与结构相同。

本论文以89C51RC系列来讲述。

1.3 红外探测技术的发展红外探测技术在军事技术、工业控制、安全保卫、家用电器以及人们的日常生活等诸多领域中都有着非常广泛的应用,而一些教学实验的测控系统也在教学中发挥了很大的作用。

红外探测技术利用红外光波(又称红外线)作为载波来传送测量信号或者控制指令,例如红外遥控电视开关、红外报警器、自动玻璃门等。

之所以采用红外光波作为测控光源,是由于红外发射器件与红外接收器件的发光与受光峰值波长一般为0.88μm~0.94μm,落在近红外波段,而且二者的光谱恰好重和能够很好地匹配,可获得较高的传输效率及较高的可靠性。

红外测控系统一般包括发射、接收以及处理部分。

在本设计中，红外线探测器中的热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号。

然后，对电压信号进行波形分析。

于是，只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时，才输出检测信号。

例如，在两个不同的频率围放大电压信号，且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。

2系统总体方案本章围绕系统的总体设计，介绍系统组成框图、主控芯片单片机的部硬件资源及其接口技术、整个自动门系统所用到的其它IC的介绍。

2.1 系统总体规划本系统主要由单片机及其外围电路、红外检测电路、直流电机控制电路等组成。

正常工作时,单片机循环检测红外检测电路输出信号，据此产生直流电机控制信号，电动机带动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应式。

如门在的控制方关门过程中遇到人或其他障碍物时门无条件朝相反方向打开。

其原理方框图如2-1所示。

图2-1原理方框图2.2器件介绍2.2.1 单片机单片机处理模块部分选用的芯片89C52RC，属于89C51RC系列。

选用STC单片机的理由：降低成本，提升性能，原有程序直接使用,硬件无需改动。

使产品更小，更轻,功耗更低用STC提供的专用工具可很容易的将2进制代码、16进制代码下载进STC相关的单片机。

图2-2 89C52RC引脚图如图2-2为89C52RC的引脚图；各引脚功能如表2-1。

表2-1 89C52RC引脚功能P4.2/INT3# 39 1 P4.2 标准I/O口PORT4[2]INT3# 外部中断3，下降沿中断或低电平中断P4.3/INT2# 6 12 P4.3 标准I/O口PORT4[3]INT3# 外部中断2，下降沿中断或低电平中断P4.4/PSEN# 26 29 32 P4.4 标准I/O口PORT4[4]PSEN# 外部程序存储器选通信号输出引脚P4.5/ALE 27 30 33 P4.5 标准I/O口PORT4[5]ALE 地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚P4.6/EA# 29 31 35 P4.6 标准I/O口PORT4[6] EA# 外存储器选�引脚RST 4 9 10 RST 复位脚XTAL1 15 19 21 部时钟电路反相放大器输入端，接外部晶振的一个引脚。

当直接使用外部时钟源时，此引脚是外部时钟源的输入端。

XTAL2 14 18 20 部时钟电路反相放大器的输出端，接外部晶振的另一端。

当直接使用外部时钟源时，此引脚可浮空，此时XTAL2实际将XTAL1输入的时钟进行输出。

VCC 38 40 44 电源正极Gnd 16 20 22 电源负极，接地1 时钟电路STC89C52部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。

时钟可以由部方式产生或外部方式产生。

部方式的时钟电路如图2-3(a) 所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，部振荡器就产生自激振荡。

定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。

晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。

外部方式的时钟电路如图2-3（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。

对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。

片时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。

(a)部方式时钟电路(b)外部方式时钟电路图2-3时钟电路2 复位及复位电路A 复位操作复位是单片机的初始化操作。

其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H 单元开始执行程序。

除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。

除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表2-2所示。

表2-2一些寄存器的复位状态B复位信号及其产生RST引脚是复位信号的输入端。

复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。

若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us 才能完成复位操作。

产生复位信号的电路逻辑如图2-4所示图2-4复位信号的电路逻辑图整个复位电路包括芯片、外两部分。

外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到部复位操作所需要的信号。

复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图2-5（a）所示。

这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。

按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。

其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图2-5（b）所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的。

其电路如图2-5（c）所示：(a)上电复位(b)按键电平复位(c)按键脉冲复位图2-5复位电路上述电路图中的电阻、电容参数适用于6MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。

本系统的复位电路采用图2-5（b）上电复位方式。

2.2.2热释电红外传感器热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。

不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶，其部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。

为了抑制因自身温度变化而产生的干扰该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化并将其转换为电信号输出。

热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。

由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用因而需要用电阻将其转换为电压形式该电阻阻抗高达104ＭΩ，故引入的Ｎ沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极跟随器来完成阻抗变换。

热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。

设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。

由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。

人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。

人体发射的10UM 左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。

红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生信号。

1——D脚2——S脚3——G脚图2-6热释电红外传感器部结构图2-6是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意图。