电动移门防夹设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

电动移门防夹设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

2 1510kr210ufC3Cap2GNDT2/40T2EX/4142434412337363031323334351819202122232425RxD/5TxD/7INT0/8INT1/9T0/10T1/11WR/12RD/13VSS16VDD38RES4ALE27PSEN26EA29X014X1151728INT3/39INT2/6IC?STC89C51RCGNDS?SWPBS?SWPB30pfC?Cap30pfC?Cap12Y?XTALGNDS?SWPB发光二极管D?*发光二极管D?*发光二极管D?*1KR?Res21KR?Res21KR?Res2 图 单片机 控制板部分设计比较简单，主要就是利用单片机 的 IO 口做一些简单的连线，原理图中晶振上下方的为起振电容，起振电容的容值大小取决于晶振的频率。 电容的选择如下表： 图 晶振与匹配电容电阻列表 因为单片机的管脚初始状态时为高电平，所以按键接口接地。 同时也引出了一排插针用来处理单片机接受的开关信号而这些信号主要来自于三个传感器模块以及电动移门的开启与关闭状态的反馈开关量，以及电机控制端口。 这些端口设计与连接共同组成了防夹门系统。 其上有三个按钮分别为开门状态按钮关门状态按钮以及停止按钮。 分别控制 移门的开，关，停。 苏州大学本科毕业设计（论文） 11 对射红外检测部分 红外对射检测模块的功能主要是采集防夹门中的开关信号，比如当有人和物体在门中停留或行走时会挡住红外对射的路线从而检测到开关信号，总而言之其主要是起到一个检测防夹门内是否有人和物的一个功能，有人或物的话会输出一个开关量给单片机。 图 对射红外 识别模块实物图 首先选择了一对红外对射传感器，选择了一片 LM393 做电压比较器，和一个电位器做分压作用。 而 LM393 是一个双电压比较器。 LM393 优势：。 电。 LM393 特点： .电源电压范围宽 : .差模输入电压范围等于电源电压。 单电源 : to 36V .饱和电压低 50mv at 4mA 苏州大学本科毕业设计（论文） 12 双电源 :士 to 士 18 V .输出电平兼容性强 .电源电流消耗很低 ()。 .输入偏置电流低 :25nA .输入失调电流低 :士 5 nA .最大输入失调电压 :士 3mV .输入共模电压范围接近地电平。 图 内部结构及管脚图 图 红外对射管 原理图 VCCGND100R26Res2VCC22KR27Res2发D12*光D13*GNDVCCGNDR2810KLM393OPAMPGNDGND123P2Header 3VCCGNDVCC1KR?Res2D?D Zener苏州大学本科毕业设计（论文） 13 当对射管中间无任何物体时红外接收管接收到光信号产生反向的漏电流则经过电压比较器则正向电压端的电压大于反向端的电压则输出经过稳压管产生正 的高电平输入单片机，当中间有人或物挡住接收管得光照时则电压比较器的反向端的电压大于正向端的电压则稳压管反向导通则输出 约 为 0v 的低电平到单片机中。 而我采用的 LM393 驱动 方式是驱动 TTL 的方式这里还有多种驱动方式可以一起总结为以下几种关于 LM393 外部驱动电路的组成方式。 图 各种 LM393 外围驱动电路 而我采用的是基本比较式的电路。 以此来调节红外对射检测模块的检测距离同时信号的放大。 通过 2 脚插针用杜邦线与单片机的 IO 口相连，从而使端口输出高低电平，来实现数据的传输。 热释电红外人体检测模块 热释电红外检测模块 检测的主要功能是用来检测一段范围内是否有人体活动，若是有人体活动会产生一个开关量信号 ，并送给单片机 ，与对射红外、微波接近相辅相成，提高防夹功能的安全性。 苏州大学本科毕业设计（论文） 14 图 主要器件为传感器 PIR D203S 与菲涅尔透镜及 bis0001 芯片。 由这几个元器件而组织搭起来的电路。 PIR D203S 简介与主要特性 图 PIR 介绍 苏州大学本科毕业设计（论文） 15 特点： 部噪声的高抗扰度 灵敏度（ 500K,1HZ,1HZ） (标准值 ) 视域 45 度 光学滤波器 5 微米的波通 电极 （ *） *2 电源电压 2 到 15V 工作温度 40 到 70 摄氏度 储存温度 40 到 85 摄氏度 菲涅尔透镜的简介与主要特征： 视野广阔可靠性能强的特点。 图 透镜范围介绍 BIS0001 选型与简介： 特点： CMOS 数模混合专用电路，具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配进行信号预处理，双向鉴幅器可以有效的 抑制干扰，内设延时时间计时器和封锁时间计时器，结构新颖稳定可靠调节范围宽，内置参考电源，工作范围宽 +3v~+5v。 采用 DIP 16 脚封装。 封装图如下所示： 苏州大学本科毕业设计（论文） 16 图 原理图 其内部原理框图如下图所示： 图 内部原理图 上图 bis0001 红外信号处理的原理框图，外接元件可自由选择。 由上图可看出 BISS0001 是由运算放大器，电压比较器和状态控制器，延迟时间计时器，封锁时间计时器及参考电压源等构成的数模混合专用机体电路，可广泛应用于多种感测器和延时控制器。 其引脚功能如下所示： VDD 工作电源正端范围 3~5v。 苏州大学本科毕业设计（论文） 17 VSS 工作电源负端，一般接 0v。 IB运算放大器偏置电流设置端。 经 RB接 VSS 端， RB 取 1MΩ左右。 1in 第一级运算放大器反向输入端。 1in+ 第一级运算放大器的同向输入端。 1out 第一级运算放大器的输出端。 2in 第二级运算放大器的反向输入端。 2out 第二级运算放大器的输出端。 Vc 触发禁止端。 当 Vc小于 Vr时禁止触发：当 vc大于 vr时允许触发。 Vr大概约等于。 Vrf 参考电压及重定输入端。 一般接 vdd，接“ 0”时可以使计时器复位。 A可重复触发和不可重复触发端。 当 A=“ 1”时允许重复触发，当 A=“ 0”时不允许重复触发。 V0控制信号输出端，由 V5 的上跳 变沿触发使 V0 从低电平跳到高电平时为有效触发，在输出延时 TX 之处和 V5 无上跳变时 V0 为低电平状态。 RR1RC1 输出延时时间 TX 调节端。 TX 约等于 19152R1C1。 RR2RC2 触发封锁时间 TI 的调节端。 TI 约等于 24R2C2。 我们来用下图来简单明了的说明在不可触发方式下的 BISS 0001 的工作过程及各点波形。 图 不可触发方式下的各点工作波形图 首先我们根据需要，利用 OP1 组成传感信号的预处理电路，将信号放大。 然后综合给运算放大器 OP2，再进行第二级放大，同时将直 流电位抬高为 VM（ VM 约等于 ）后 ，送到由比较器 COP1 和 COP2 组成的双向鉴幅器后，检出有效触发信号 VS。 由于 VH 约苏州大学本科毕业设计（论文） 18 等于 ,VL约等于 ，所以当 VDD=5v时可以有效的解决正负 1v的外部信号干扰，提高系统的可靠性。 COP1 是一个条件比较器，当输入电压 VC 小于 VR 时 COP1 输出为低电平封住了 U2，此时若要有触发信号的上跳变沿的到来，可启动延时时间计时器，同时 VS端输出为高电平进入延时周期。 当 ” A” 接 0 电平时，在 TX 时间内任何 V2 的变化都可被忽略，直至 TX时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。 当 TX 时间结束时， V2下跳回低电平，从而启动封锁时间计时器而进入封锁周期 TI。 在 TI 周期范围内任何 V2 变化都不能使 V0 为有效状态。 这一功能设置可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。 如下图所示为可触发方式下各点的变化波形。 来形象的体现了 BISS 0001 在可触发工作方式下的工作过程。 图 可触发方式下各点变化波形图 在 VC=0 或 A=0 期间， V5 不能触发 V0为有效状态。 在 VC= A=1 时， V5可重复触发 V0为有效状态，并在 TX 周期范围内 一直保持有效状态。 在 TX 时间内，只要有 V5 的上跳变，则 V0 将从 V5 上跳变时刻算起继续延长一个 TX 周期 1，若 VS 保持“ 1”的状态，则 V0一直保持“ 0”的状态，则在 TX周期结束后 V0 恢复为无效状态，并且在封锁周期 TI 时间内任何 VS 变化都不能触发 V0 为有效状态。 这是关于 biss0001 的工作方式与内部工作状态的介绍。 下面是 BISS0001 的极限参数（ VSS=0v） 苏州大学本科毕业设计（论文） 19 电源电压 到 +6v；输入电压范围 到 +6v（ VDD=6V）；各引 出端最大电流正负 10mA（ VDD=5V） ；工作温度范围 10度到正 70 度；存放温度负 65度到正 150 度； 以下图来表示其电气参数： 图 电气常数 综上所述为红外 ic 处理芯片的具体介绍。 热释电红外人体检测模块主要是由红外处理 IC 芯片及热释电 PIR 及菲涅尔透镜组成。 三个部件在电路组成中起到极高的作用下面如图所示是其原理图模块。 苏州大学本科毕业设计（论文） 20 A1V02RR13RC14RC25RR26VSS7vref/reset8VC9IB10VDD112out122in131in+141in151OUT16BIS0001BD0S1G2D203S10KR?18KR?Res2103C?Cap47KR?47uFC?Cap Pol11MR?2KR?104C?Cap22uFC?Cap Pol1R?470KR?1MR?103C?Cap18KR?1MR?103C?Cap18KR?47uFC?Cap Pol1503C?Cap103C?Cap1MR?1MR?10KR?1MR?1KR?103C?Cap104C?Cap22uFC?Cap Pol1D?123P?Header 3VOUT1VIN2GND37133171331 图 热释电红外人体识别模块 原理图 PIR 的检测红外波长约为 到 20 微米，而人体红外波长约为 7 到 10微米，所以我们还需要 在 PIR 前加一菲涅尔透镜来解决这一问题，而 原理图采用可触发方式实现，运用第一级运算放大器采取传感器带来的模拟量进行前置放大然后经过 OP2 的第二级放大经过送到由比较器 COP1 和 COP2 组成的双向鉴幅器后，检出有效触发信号 VS。 同时通过延时器组成了热电释人体识别的的电路。 微波接近式检测部分 微波接近式检测主要是用来实现检测移动的人体物体的功能，我们将其放置门内与红外对射功能相辅相成应，由于其抗干扰能力强从而保障了电动移门防夹的安全性。 由于金属对其有屏蔽作用这一弱点，为解除这种隐患与另外 两种检测模块相结合从而保障提高了电动移门的安全性。 苏州大学本科毕业设计（论文） 21 器件选型与简介 产品简介： 接近传感器 TRIS972，基于多普勒技术原理，采用微波专用微处理器、平面型感应天线、进口元器件 ,不但检测灵敏度度高，探测范围宽，而且工作非常可靠。