AT89C51单片机的地铁自动门系统设计+源码(4)
本文第一章为绪论，介绍了本次课题的背景与研究意义，讲述了这次设计的作用和能在实际生活中的价值，将国内目前的自动门研究现状进行了分析，对自动门和电机自动控制也做了介绍，此外，还对本文的主要工作及内容安排进行了说明。第二章为系统硬件的设计，首先对基于单片机的自动门控制系统进行功能概述，把这个系统要实现哪些功能进行设计，然后规划出完整的设计思想和整体框图，再根据设计的需求选用的元器件进行学习和研究，要了解单片机、热释电红外传感器、BISS0001芯片、步进电机、ULN2003A等器件的工作原理，才能在之后的设计中合理的运用这些器件。第三章为系统软件的设计，对整个控制系统需要哪些程序进行一定的整理，除了主程序外，开门子程序，关门子程序都要进行详细的设计和分析，充分考虑到在运行过程中可能出现的各种情况，对程序进行修改和优化。第四章为仿真与分析，首先介绍了Proteus和Keil这两款软件，说明了这两个软件的具体功能，然后对这两款软件在本文中应用的详细仿真过程进行说明。第五章总结了本文所做的工作，并对未来的研究方向做出了展望。本文的最后还列出了参考文献、致谢，并附录了所设计程序的源程序。
2 系统硬件设计
2.1 系统的功能概述
本系统通过热释电红外传感器来检测信号，并将检测到的信号传送给BISS0001模块进行处理，再由单片机转换成步进电机的控制信号，经驱动电路放大后控制步进电机正转或者反转，从而带动门运行。在运行的过程中，通过两个LED显示灯来提示乘客现在自动门的运行状态。
2.2 设计思想和整体框图
系统的硬件框图如图2.1所示：
图2.1 基于单片机的地铁自动门控制系统的硬件框图
其中红外传感器模块用来检测门的状态，当探测到有人进入时，将脉冲信号传给BISS0001模块进行处理，然后发送给单片机一个高低电平信号。由于单片机采用CMOS电平（±5v），其不足以驱动步进电机转动，所以单片机的输出信号需经ULN2003A驱动电路放大后控制步进电机。在门运行的过程中，用LED显示灯提示乘客现在门所处的状态，例如左灯亮表示开门，右灯亮表示关门，两灯都不亮表示发生故障，以此来让乘客更好地了解门的运行状态。
2.3元器件的选型及电路设计
2.3.1单片机
单片机是把微型计算机主要部分都集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，即将运算器，控制器，输入输出接口，部分存储器以及其他一些逻辑部件集成在一个芯片上，故可以把单片机看成是一个不带外部设备的微型计算机，相当于一个没有显示器，没有键盘，不带监控程序的单板机[6]。
由于单片计算机具有体积小，重量轻，耗电少，功能强和价格低等特点，又由于数据大多是在芯片内传送处理，所以运行速度快，抗干扰能力强。单片机从七十年代问世以来，在二十多年的时间里，发展异常迅速，并已广泛应用于各种领域。单片机具有通讯接口，用单片机进行接口的控制与管理，单片机与主机可并行工作，大大地提高了系统的运行速度，所以在网络通讯领域也得到了越来越多的应用。[7]
现在市面上有很多种单片机供我们选用，如51单片机、PIC单片机、AVR单片机以及ARM等。其中，AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域[8]。经过比较和分析，本课题的控制单元就选用AT89C51，它的主要特性如表2.1所示。
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