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基于单片机的自动车库门的设计样本

背景随着科学技术发展,全国拥有汽车人数越来越多,人们把对汽车维护和管理看得越来越重,固然对于车库门规定也逐渐提高了,国外先进车库门不断进驻中华人民共和国市场,国内车库门行业滞后。

自动车库门重要分为卷帘车库门和翻板车库门。

本文重要针对卷帘车库门自动化和控制系统作了详细阐明,运用单片机和红外传感控制办法,实现自动车库门详细功能。

考虑到车库光线度,在车库内部安装了自动照明灯设立,当车库门启动后来灯自动亮自动熄灭,且具备自动辨认功能,为顾客提供了安全以便服务。

也有助于国产自动车库门发展。

本设计运用编解码芯片PT2262/PT2272以及315MHZ无线收发模块来实现对车辆辨认,并控制单片机自动关和车库门自动启动以及控制车库内部灯照明系统,单片机对键盘上面输入数据进行动态扫描,只有密码输入对的方能使单片机控制电机将车库门打开,反之蜂鸣报警器发出报警。

单片机自身是一种嵌入式系统,并且是其她嵌入式系统核心,在各个领域运用广泛发展迅速,为了更好掌握单片机工作原理,在此设计中,我采用51系列单片机来完毕对自动车库门某些控制。

达到学以致用目。

并且单片机存在如下长处:体积小、性能高;构造简朴,以便使用;解决速度快;低功耗且适应能力强;性价比较高。

1自动车库门1.1自动车库门功能分析自动车库门是一种以遥控方式为系统控制车库门,重要控制方式有手动控制、红外感应、无线遥控等。

大体上分为卷帘式和滑板式车库门。

卷帘式车库门安全装置附加有红外线对射和无线遥控系统,安全且防盗。

滑板式车库门内置扭簧,扭力与门重力相称,门可以说是处在一种“零重量”状态,靠滑轮在内置轨道上面滑动,阻力小,耗能少,安全耐用。

1.2自动车库门应用车库门在大型停车场运用较广,且是停车场管理系统核心某些,可以高效管理车库以及疏导交通流量,使用价值高。

自动车库门,大多数用在小型私人别墅和豪华住宅,自动关闭效率高,采用专业防盗安全技术,保障顾客财产等安全。

2设计任务2.1自动车库门无线自动门电路(构造框图如图2.1-1所示)图2.1-1 车库门自动开闭系统电路构造框图2.2基本模块➢单片机最小系统电路某些。

➢编码芯片PT2262和315M无线发射模块装置。

➢编码芯片PT2272和315M无线接受模块装置。

➢4*4行列式扫描键盘电路某些。

➢红外数码管显示电路某些。

➢蜂鸣器、继电器、照明某些。

3系统总体设计3.1单片机3.1.1单片机概述以及应用单片机全称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),简写MCU微型控制器。

它专为工业控制、测量而设计,具备集成度高、可靠性高、性价比高三高优势,体积小、功能全特点,重要应用于计算机外设、智能仪器仪表、家用电器、工业检测与控制、通信设备等,嵌入式工程师可以依照应用对象需求,选取适当单片机,进行各种系统设计以及程序设计,系统按照程序指令完毕规定工作。

3.1.2MCS51单片机内部构造单片机是在芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定期/计数器、多功能接口等基本功能部件大规模集成电路。

MCS51单片机包由如下九部份构成:●一种8位CPU●4KB ROM程序存储器;●一种片内振荡及时钟电路;●128字节RAM数据存储器;●可寻址64KB外部数据存储器和64KB内部程序存储空间控制电路;●两个十六位定期/计数器;●一种可编程全双工串行口;●5个中断源、两个优先级嵌套中断构造;●32条可编程I/O线。

3.1.2.1单片机构造特点3.1.2.1.1单片机CPU单片机核心部件是CPU,重要由运算器和控制器等部件构成。

CPU内部有一定数量通用和专用寄存器,单片机在RAM数据存储器区开辟了一种工作寄存区,该区别为四组,每组八个寄存器,共计32个工作寄存区,起通用寄存器作用。

此外单片机尚有21个特殊功能寄存器SFR(Special Function Register),起专用寄存器作用,用来设立片内电路运营方式和电路运营状态记录。

特殊功能寄存器存在使得定期/计数器、串行口、中断逻辑等可以集成在同一块芯片上。

3.1.2.1.2单片机存储器单片机存储器用于存储数据和程序,数据存储器和程序存储器提成两个不同地址空间,运用不同寻址方式和不同地址指针进行寻址。

3.1.2.1.3单片机输入输出接口单片机输入输出接口由P0-P3四个8位双向I/O口构成。

外设可以直接通过这几种口线接入,无需外加接口芯片。

P0-P3各个端口能按字节和位输入输出,总共32个接口,位控制极其以便。

P0口为三态双向口,可以带8个TTL电路,P1-P3口为准双向口,能带4个TTL电路,因而在外设驱动电流大状况下可加接驱动器。

3.1.2.1.4单片机通信方式51系列单片机自身有全双工异步通信接口,两机之间发送与接受可以同步进行。

顾客可依照不同需求选取合理工作方式实现双机或多机通信。

3.1.3单片机引脚配备单片机引脚可分为可总线扩展和不可总线扩展两种。

MCS-51系列单片机AT89S52引脚图如下图:图3.1.3-1 AT89S52引脚图可总线扩展单片机有44个引脚,常用40个引脚配备及功能阐明如下:✧Vss:接地端。

✧Vcc:电源端,接+5V电源。

✧XTAL1:接外部晶体一种引脚,当单片机CHMOS采用外部时钟信号时,由此引脚引入时钟信号。

✧XTAL2:接外部晶体一种引脚,当单片机HMOS采用外部时钟信号时,由此引脚接入外部时钟信号。

✧RSTVpD:复位、备用电源输入端。

Vcc掉电后,由此引脚接入备用电源,低功耗时保持内部RAM数据完整。

✧ALE/PORG:地址锁存容许;在8751单片机内当EPROM编程时,由该脚引入编程脉冲。

✧PSEN:程序存储器容许。

✧EA/Vpp:EA=0时,单片机只访问外部程序存储器;在8751单片机片内EPROM编程期间,由此引脚引入21V编程电压。

✧P0.0—P0.7:P0数据/低8位地址复用总线端口。

构造图如图(3.1.3-2)✧P1.0—P1.7:P1静态通用端口。

构造图如图(3.1.3-3)✧P2.0—P2.7:P2高8位地址总线动态端口。

构造图如图(3.1.3-4)✧P3.0—P3.7:P3双功能静态端口。

构造图如图(3.1.3-5)图3.1.3-2 P0口位构造图3.1.3-3 P1口位构造图3.1.3-4 P2口位构造图3.1.3-5 P3口位构造3.24*4行列式扫描键盘3.2.1键盘工作原理键盘是计算机系统中必备输入设备,其连接方式分为线性键盘和矩阵式键盘,按键少时用线性键盘,按键较多时用矩阵键盘。

矩阵键盘电路原理图如图3.2.1-1所示,按键设立在行列式交点上,行列式连接到按键开关两端。

行线通过单片机输出高电平,第一次扫描时置第一条列线于低电平位置,判断有无键按下,若有则获取键值,进行相应键值解决,若无则继续进行扫描,使第二列列线于低电平位置,其他均保持高电平不变,这样重复判断键盘中有无按键按下。

键盘中哪一种键按下可由列线逐列置低电平后,检查行输入状态来判断。

图3.2.1-1行列式键盘电路原理图3.2.2键盘工作方式键盘工作方式分为编程扫描方式、中断扫描方式、定期扫描方式三种。

本设计采用编程扫描方式。

键盘扫描子程序中完毕如下几种功能:✧判断键盘上与否有键按下;✧防止键机械抖动对系统影响;✧获取所按键键号;✧按键闭合一次就进行一次键功能操作。

程序框图如图3.2.2-1所示:图3.2.2-1 键盘编程扫描方式程序框图3.3PT2262/PT2272编码解码芯片3.3.1PT2262/PT2272编码解码芯片工作原理及特点PT2262/PT2272是由台湾普城公司生产一种CMOS工艺制造低功耗低价位通用编解码电路。

PT2272最多可有12位三态地址端管脚,PT2262最多可有6位数码端管脚,可以用于无线遥控发射电路。

有CMOS工艺制造,低功耗、外部元件少、工作电压范畴宽:2.6-15V等特点。

编码芯片PT2262发出编码信号由:地址码、数据码、同步码构成一种完整码字,解码芯片PT2272收到信号后,其地址码通过两次重复比较核对后,VT脚才输出高电平,此时相应数据脚就输出高电平,如果发送端始终持续按住按键不放,编码芯片便会持续发射。

如果发射机按键没有按下时,PT2262芯片就不会接通电源,其17脚处在低电平状态,因而315MHz高频发射电路不工作,当检测到有按键按下时,PT2262芯片便通电开始工作,其第17脚输出经调制串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间315MHz高频发射电路停止振荡,因此高频发射电路完全受控于PT226217脚输出数字信号,从而对高频电路完毕幅度键控(ASK调制)相称于调制度为100%调幅。

PT2262引脚图如图3.3.1-1所示,管脚阐明如表3.3.3-1所示,PT2272引脚图如图3.3.1-2所示:图3.3.1-1 PT2262外形图及测试应用图表3.3.1-1 管脚阐明图3.3.1-2 PT2272外形图及测试应用PT2272有不同后缀,不同后缀表达不同功能,有M4/L4/M6/L6之分,M表达非锁存输出,即数据脚输出电平具备瞬时性且与发射端发射状态相相应。

表达锁存输出,一旦数据接受成功就始终保持相应电平状态,直至下次数发生变化从而变化。

后缀数字表达并行控制通道个数。

采用4路并行数据时,(TP2272-M4)表达相应地址编码为8位,(PT2272-M6)表达相应地址编码为6位。

4项目参照程序:项目参数程序如下;输入输出引脚定义;输出Y1 BIT P1.0 ;关门主接触器Y2 BIT P1.0 ;开门主接触器Y3 BIT P1.0 ;信号灯光;输入CPL Y3SB1 BIT P3.0 ;关门开关SB2 BIT P3.1 ;开门开关SQ1 BIT P3.4 ;关门限位SQ2 BIT P3.5 ;开门限位;中断标志进位定义STOP BIT 00H ;外部中断0、P3.2引脚接停止开关SAVE BIT 01H ;外部中断0、P3.3引脚接安全压力挡板ORG 0000HAJKP MAINORG 0003HCLR EXOSETB STOP ;外部中断0、置位停止开关RET1ORG 0013HCLR EX1STEB SAVE ;外部中断1、置位安全压力挡板RET1MAIN: MOV P1,#001HMOV P3,#00HCLR STOPCLR SAVESETB EASETB EX0 ;容许外部中断0、P3.2引脚接停止开关中断SETB EX1 ;容许外部中断0、P3.2引脚接停止开关中断MAIN1: JB STOP,STOP1JB SAVE,SAVE1JB SB1,CLOSEJB SB2 OPENAJMP MAIN1STOP1: SETB EX0CLR STOPCLR Y1CLR Y2CLR Y3AJKP MAIN1SAVE: SETB EX1CLR SAVECLR Y1CLR Y3AJMP MAIN1CLOSE: SETB Y3MOV R2,#10CLOSE: ACALL DEL500JB STOP,STOP1JB SAVE,SVE1 CPL Y3DJNZ R2,CLOSESETB Y1CLR Y2CLOSE2: JB STOP,STOP1 JB SAVE,SAVE1JB SQ2,STOP1ACALL DEL500CPL Y3AJMP OPEN2ORG 0030HDEL500:MOV R3,#5 LOOP3: MOV R5,#100 LOOP1: MOV R6,#250 LOOP2: DJNZ R2,LOOP2 DJNZ R1,LOOP1 DJNZ R3,LOOP3 RETEND5系统软硬件设计5.1重要电路图5.1.1单片机最小电路自动车库门关闭系统设计是在单片机最小系统基本上实现,在本设计中单片机重要起控制输出、数据采集数据解决作用,在单片机最小系统上面构建系统可以使电路控制变得简便,单片机最小系统电路图如4.1.1-1所示:图4.1.1-1 单片机最小系统电路5.1.2键盘电路键盘电路是一种和谐操作界面,是一种将人与机器之间建立通信连接平台,本设计采用是4*4矩阵键盘,以编程扫描为重要工作方式,以单片机P1口低四位为输出端,定期输出行扫描高电平脉冲。

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