机电一体化课程设计——自动门 .pdf

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1、目录1、概述 . 2 1.1 研究的目的、意义. 2 1.2 项目背景 . 2 1.3 整体的项目方案. 2 2、机械系统 . 3 3、电子系统 . 错误！未定义书签。3、电子系统 . 3 3.1 单片机（ PLC） 、传感器、驱动的选择. 4 3.3 工作原理 . 4 3.3.1 主控制器 . 4 3.3.2 感应探测器 . 5 3.3.3 动力马达 . 5 3.3.4 门扇行进轨道 . 5 3.3.5 门扇吊具走轮系统. 5 3.3.6 同步皮带 . 5 3.3.7 下部导向系统 . 5 4、控制系统 . 5 4.1 控制方法 . 5 4.2 流程图 . 5 4.3 程序流程图 . 5 4

2、.4 程序清单 . 6 5、结语 . 12 5. 1 建议 .12 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 1、概述1.1 研究的目的、意义门和人类文明是孪生的， 它伴随着人类文明的发展而跃动。数千年来，门一直作为人类社会活动的守护神，拒侵入者于门外， 而作为人类社会活动的航道， 门又承载着文明，追寻着人们向往的光辉彼岸。自动门起源于 20世纪 3040年代,当时主要用于军事仓库、重要工厂,为的是防火、防弹及开门方便。

3、21 世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防范、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念， 强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。 自动门的普及和应用， 改变了人们的防护意识， 提升了人们的安全观念。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、 自动旋转门、 自动圆弧门、自动折叠门等。由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外的建筑市场上得到大范围的普及。同时也几乎成为了银行， 写字楼，酒店等办公娱乐场所装修必不可少的一项配置。1.2 项目背景国内自动门现状：1）厂家多，规模

4、小56 年来，自动门在国内得到快速发展。据不完全统计，目前国内生产自动门厂家普遍生产规模小，自主研发能力差。 从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。2）专业化分工趋势显现早期的生产厂家，一般是自主研发和生产。近两年，出现了专门生产主要部件的厂家，如电机、主控板、遥控器传动件、塑料件等。这一趋势使生产的门槛降低，进入的厂家进一步增多，导致竞争更加激烈。3）高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场，目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能，但生产工艺略嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。4）产品同质化和市场特点导致利润微

5、薄产品同质化严重，加之自动门产品往往是开发商而非最终用户在选择产品，所以价格因素占的比重较大， 加剧了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。同时，由于价格过低，也使产品的持续改进和发展受到限制。1.3 整体的项目方案本项目通过红外对管对单片机传送信号，单片机发出指令带动直流减速电机驱动，实现门的开关。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 2、机械系统名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

6、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 3、电子系统3.1 单片机（ PLC） 、传感器、驱动的选择AT89C51 简介AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压、高性能CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000 次。

7、该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造， 与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器， AT89C2051 是它的一种精简版本。 AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。红外对管红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管， 或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。3.2 电路图3.3 工作原理3.3.1 主控制器它是自动门的指挥中心， 通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作； 同时人

8、们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - 3.3.2 感应探测器负责采集外部信号， 如同人们的眼睛， 当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号3.3.3 动力马达提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。3.3.4 门扇行进轨道就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。3.3.5 门扇吊具走轮系统用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带

9、动门扇运行。3.3.6 同步皮带用于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统。3.3.7下部导向系统是门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。当门扇要完成一次开门与关门，其工作流程如下：感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器， 主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数， 以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带， 再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启；门扇开启后由控制器作出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。4、控制系统4.1 控制方法系统上电后，电机处于正转(关门状态 )。当触动到关门限位的时候，电

10、机停止。此时，如果有人经过自动门，会被光电传感器感应到。此时电机启动反转（开门状态）。当门开到极限位置的时候，会触动到开门限位开关。系统会自动延时一段时间，然后自动关门。4.2 流程图4.3 程序流程图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - N Y N Y N 4.4 程序清单/* 项目名称：基于单片机的自动门设计开始门状态检测加速？电机加速减速？电机减速停止？电机停止返回名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

11、- - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 开发工具： STC89c52 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 作者：*/ #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int int flag = 0; sbit M1

12、 = P00 ; sbit M2 = P01 ; sbit key1 = P10; sbit key2 = P11; sbit D1 = P12; sbit D2 = P13; void int0() interrupt 0 /中断服务程序 int us; /关电感应到有人，电机正转，门开M1 = 0; M2 = 1; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - for(us=500;us0;us-); /* 函数名称：延

13、时函数函数作用：*/ void delay(uint ms) uint us; while(ms-) for(us=500;us0;us-); /* 函数名称：电机停止函数函数作用：*/ void stop() M1 = 0; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - M2 = 0; /* 函数名称：开门函数函数作用：*/ void open() M1 = 0; M2 = 1; /* 函数名称：关门函数函数作用：*/ v

14、oid close() M1 = 1; M2 = 0; /* 函数名称：主函数函数作用：*/ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - void main(void) close(); delay(200); while(1) EA = 1; /开启中断EX0 = 1; /设置外部中断 0 的模式if(key2=0) /关门限位，电机停止 stop(); if(key1=0) /开门限位处，电机停止，然后反转，自动关门

15、 EA = 0; /关闭中断EX0 = 0; stop(); delay(1000); close(); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - delay(50); 5、结语5.1 意见、建议、体会通过这次设计使我们学会如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。更重要的是，我们在这一设计过程中， 学会了坚持不懈， 不轻易言弃。设计过程， 也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意， 也许这就是在对我们提出了挑战，在不断遇到问题和解决问题中得到成长，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -