51单片机的大楼自动门控制系统设计+源程序+电路图(5)
图6 稳压模块电路图
2.6 设计电路的框图和原理
自动门控制系统的硬件组成如图7所示。
本系统主要由七部分组成，分别为AT89C51单片机以及其外围电路、红外检测电路、步进电机控制电路、门行程检测电路、控制方式切换电路、故障检测电路、故障显示电路。单片机不停地进行检测，检测红外检测电路和门行程检测电路的输出信号，将其转换为步进电机的控制信号，电动机运转，通过传送带带动门一起运行[14]。当改变控制方式时可以使系统进入相应的控制方式。如果门在关门过程中遇到人或其他障碍物时门将无条件朝相反方向打开。当系统出现故障，则会自动进入故障处理程序。
感应自动门的种类很多，在此，仅以平移型感应自动门机作为设计的重点。首先，平移式自动门机组由以下部件组成：
(1)主控制器：它是自动门的指挥中心，通过内部编程的大规模集成块，发出相应指令，命令电机进行各种工作。
(2)感应探测器：主要负责采集外部信号，就像人们的眼睛一样，当它检测到有移动的物体进入它的工作范围时，它会发送一个脉冲信号给主控制器。
(3)电机：是门的动力源泉，正转可以开门，反转则会关门，用于控制门扇加速与减速运行。
自动门开一次与关一次门的工作流程为：感应探测器探测到有人进出时，将脉冲信号传给主控器，主控器经过判断后通知马达运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，步带转动一段时间后，马达反转，自动门关闭。
3. 系统软件设计
3.1 系统软件问题
它的软件设计主要包括主程序和中断处理两大部分：主程序要完成I／O口，定时器的初始化及对中断输入的设定，然后延时使传感器进入稳定工作状态，等待定时器的中断；中断处理程序根据具体情况需要有相应的子程序。要对程序进行多次调试，分块编程。对各个子程序块所解决的问题要相当明确。最后在制作完成硬件电路板后要调试出设计要求的功能。
3.2 系统软件结构
整个系统的软件主要由主程序、开门子程序、关门子程序、T0中断服务程序、T1中断服务程序、外部中断服务子程序组成。主程序用于完成系统的初始化、中断设置等功能，然后进入各子程序中。程序中还有外部中断1，它保证红外自动门能够在无人操控情况下自动运行，主要功能是当检测到有人出入门时，启动电机，从而实现自动开关门的目的[15]。
3.3 程序流程设计
在开门的过程中，首先是进行门状态的检测，根据所检测到的信号判断自动门上次停机所处的位置。根据检测的结果确定门此刻应运行的方式，如果检测出门的状态是半开状态，那么门直接转入加速开门的过程。如果检测出门的状态是全开状态，那么门转入延时开门的过程。如果检测出门的状态是全关状态，那么在检测到有人出人时，门会缓慢打开，之后进入加速运行阶段，接着进入减速运行阶段，最后电机停止运转，门由于惯性缓慢关闭。自动门开门后会保持开门状态，过一段时间后才关门。而关门是和开门相反的一个过程，它主要经过以下几个过程：先慢速运行，然后加速运行，之后减速运行，最后惯性运动直至停止。在自动门关闭的过程中，当有人进出时，红外传感器会将检测到的信号传输给单片机，门将会重新打开[16]。而与开门情况不同的是，当在关门过程中如果检测到故障信号时门会朝反方向运动，将门打开，这样可以避免由于自动门把遇到的障碍物或人身体看做故障信号而使整个系统停止工作的发生。
为了运行过程可靠，在以不同速度运行过程中，对运行时间做了安全设置，当在开门状态下检测到运行时间超过安全时问或系统出现故障时，程序转入故障处理程序。