毕业设计论文--基于单片机的银行自动门系统的设计

毕业设计论文--基于单片机的银行自动门系统的设计内容摘要：

流，当 P2 口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。 在给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器 进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL门电流。 当 P3 口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 在实际应用中，大多数情况下都使用 P3 口的第二功能。 ― RXD：串行输入口 ― TXD：串行输出口 ― /INT0：外部中断 0 ― /INT1：外部中断 1 ― T0：记时器 0 外部输入 ― T1：记时器 1 外部输入 ― /WR：外部数据存储器写选通 ― /RD：外部数据存储器读选通 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出 的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE只有在执行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次有效的 /PSEN 信号。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 EA/VPP：当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1 时， /EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（ VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 振荡器特性 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。 该反向放大器可以配置为片内振荡器。 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟 源驱动器件， XTAL2应不接。 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 芯片擦除 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。 在芯片擦操作中，代码阵列全被写“ 1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外， AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。 在闲置模式下， CPU 停止工作。 但 RAM，定时 器，计数器，串口和中断系统仍在工作。 在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 热释电红外传感器介绍 热释电红外线传感器是 80 年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。 是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。 它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。 将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作、防盗防火报警等。 优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。 价格低廉。 缺点：容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。 BISS0001 芯片介绍和典型电路 BISS0001 是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。 它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照 明和报警系统。 它不仅能和热释电红外传感器的输出良好地匹配，而且也能和其他多种传感器进行匹配。 它的内部是由运算放大器、电压比较器、与门电路、状态控制器、定时控制器、锁定时间控制器和禁止电路等组成。 BISS0001 采用 16 脚标准型塑料封装结构。 ①脚（ A）为触发方式控制端，当 A＝ 1 时，电路可重复触发；当 A＝ 0 时，电路不可重复触发。 ②脚（ V0）为控制信号输出端，当有传感信号输人时， V0 输出高电平。 ③脚（ RX）和④脚（ CX）为输出定时控制器 T，的外接元件端，定时时间为： TX＝ 50 103RXCX。 ⑤脚（ Ri）和⑥脚 Ci）为锁定时间控制器Υ i 的外接元件，锁定时间 Ti＝ 24RiCi。 ⑧脚（ VRF）为参考电压及复位端，使用时一般接 VDD，若按Ⅴ SS，可使定时器复位。 ⑨脚（ Vc）为触发禁止端，当 VC＜ VR 时禁止触发；当 VC＞ VR时，允许触发， VR＝ .⑩脚（ IB）为偏置电流设置端，由外接电阻 RB 接Ⅴ SS 端， RB 一般取 1MΩ的电阻。 12 脚（ OUT2）和 13 脚（ IN2）分别为第二级运放的输出端和反相输人端。 14 脚（ IN1+）和 15 净（ IN1）分别为第一运放的同相和反相输入端。 16 脚（ OUT1）为第一运放的输出端。 11 脚（ VDD）和 7 脚（ VSS）分别为电源正、负端。 BISS0001 芯片的内部 下图 24中，运算放大器 OPl将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由 C3 耦合给运算放大器 01： 39。 2 进行第二级放大，再经由电压比较器 COPl和 ODP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号 vs去启动延迟时间定时器，输出信号 VO 经晶体管 T1 放大驱动继电器去接通负载。 图 24 热释红外传感器处理芯片 BISS0001 芯片的特点 *CMOS 数模混合专用集成电路 *具有独立的高输入阻抗运算放大器 *可 与多种传感器匹配，进行信号与处理 *双向鉴幅器，可有效抑制干扰 *内设延迟时间定时器和封锁时间定时器 *结构新颖，稳定可靠，调解范围宽 *内置参考电压 *工作电压范围 2V~6V *采用 16 脚 DIP 和 SOP 封装 *用于多种传感器和延时控制器 BISS0001 芯片的管脚图 图 25 BISS001 管脚图 BISS0001 芯片的工作原理 BISS0001 是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。 当热释电红外传感器接收到人体红外辐射 后输出检测信号，然后由 14 脚输入 BISS0001,经地内部电路处理，由 2 脚输出探测信号（正向脉冲信号）。 输出脉冲信号的宽度由外接电阻 R9 和电容 C6 来决定。 当 2 脚输出控制脉冲后，电子开关被接通，数字编码电路和无线电发射电路由于得到电源而开始工作。 电源变压器为 5W/15V， E 为 12V 免维护蓄电池，供停电使用。 S1 为锁控电源开关，可根据需要安装在适当处所，用来接通工作电源，无必要时可取消设置。 SCR 采用 1A 的单向可控硅。 HFC9301 为软封装发声电路，发声为“嘀、嘀”声。 电路的调试主要是主机与各分机之间的统调。 将发射电路和接收电路组装好后，先将发射机中 C10 的调至适当位置后固定不动，接着调整接收机中的 C1，使接收机能收到发射机发出的信号。 若为“一对多”或“多对一”报警系统，应先将主机“一”（可以是发射机，也可以是接收机 ）调好固定，然后调整各分机，使其与主机统调。 BISS0001 应用线路如下图26 所示。 图 26 BISS0001 的热释电红外开关应用电路图 上图 26 中， R3 为光敏电阻，用来检测环境照度。 当作为照明控制时，若环境较明亮 R3 的电阻值会降低，使 9 脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号 Vs。 SW1 是 工作方式选择开关，当 SW1 与 1 端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当 SW1 与 2 端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。 图中 R6 可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选 10K，实际使用时可以用 3K，可以提高电路增益改善电路性能。 输出延迟时间 Tx 由外部的 R9 和 C7 的大小调整，触发封锁时间 Ti 由外部的 R10 和 C6 的大小调整， R9/R10 可以用 470 欧姆， C6/C7 可以选。 BISS0001 芯片的两种工作方式 我们先以图 27 所示的不可重复触发工作方式下的各点波形，来说明BISS0001 的工作过 程。 图 27 不可重复触发工作方式下各点的波形 图 28 可重复触发工作方式下各点的波形 首先，由使用者根据实际需要，利用运算放大器 OP1 组成传感信号预处理电路，将信号放 大。 然后耦合给运算放大器 OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为 VM（≈ VDD） 后，送到有比较器 COP1 和 COP2 组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号 Vs。 由于 VH≈ VDD、 VL≈ VDD，所以，当 VDD 5V 时，可有效地抑制177。 1V 的噪声干扰，提高系统的可靠性。 COP3 是一个条件比较器。 输入 电压 Vc＜ VR（≈ VDD）时， COP3 输出为低电平封住了与门 U2，禁 止触发信号 Vs 向下级传递；而当 VC＞ VR 时， COP3 输出为高电平，打开与门U2，此时若有触发 信号 Vs 的上跳边沿来到，则可启动延时时间定时器，同时Vo 端输出为高电平，进入延时周期。 当 A 端接“ 0”电平时，在 Tx 时间内任何V2 的变化都被忽略， 直至 Tx 时间结束，即所谓不可重复 出发工作方式。 当 Tx时间结束时， Vo 下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期 Ti。 在 Ti 周期内，任何 V2 的变化都不能使 Vo 为有效状态。 这一功能的设置，可有效抑制负载切 换过程中产生的各种干扰。 下面再以图 28 所示可重复触发工作方式下各点的波形，来说明 BISS0001在此状态下的工作 过程。 在 Vc “ 0”、 A “ 0”期间， Vs 不能触发 Vo 为有效状态。 在 Vc “ 1”、 A “ 1”时， Vs 可重复触发 Vo 为有效状态，并在 Tx 周期内一直保持有效状态。 在 Tx 时间内，只要有 Vs 得上跳变， 则 Vo将从 Vs 上跳变时刻算起继续延长一个 Tx 周期；若 Vs 保持为“ 1”状态，则 Vo 一直保持有效 状态；若 Vs 保持为“ 0”状态，则在 Tx 周期结束后 Vo 恢复为无效状态，并且在封锁时间 Ti 时间 内，任何 Vs 的变化都不能触发 Vo 为有效状态。 通过以上分析，我们已对 BISS0001 的电路结构和工作过程有了全面的了解，可以看出该 器件的结构设计新颖，功能强，可在广阔的领域得到应用。 极限参数如表 1（ Vss 0V） 电源电压： ― 6V 输入电压范围： ― +6V VDD 6V 各引出端最大电 流：177。 10mA（ VDD 5V） 工作温度： 10℃ ~+70℃ 存放温度： 65℃ ~+150℃ 电参数（ TA 25℃ Vss 0V） 表 21 BISS0001 芯片工作参数 符号 参数 测试条件 参数值 单位 最小 最大 VDD 工作电压范围 3 3 V IDD 工作电流 输出 VDD 3V 50 μ A 空载 VDD 5V 100 Vos 输入失调电压 VDD 5V 50 mV Ios 输入失调电流 VDD 5V 50 nA Avo 开环电压增益 VDD 5V 60 dB CMRR 共模抑制比 VDD 5V 60 dB VYH 运放输出高电平 VDD 5V V VYL 运放输出低电平 V VRH Vc 端输入高电平 VDD 5V V VRL Vc 端输入低电平 V VOH Vo 端输出高电平 VDD 5V 4 V VOL Vo 端输出低电平 VDD 5V V VAH A 端 输 入高 电 平 VDD 5V V VAL A 端输入低电平 VDD 5V V ADC0809 转换器 8 位逐次逼近式 A/D 模数转换器。 其内部有一个 8 通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通。