布紫叶

河北科技学院 河北保定  071000

摘要：门的文化发展至今也有了越来越多的用处，尤其是现代都市中各个小区、学校甚至是各个公共单位公司等为了安全与隐私都安装了大门。这些地方采用的都是有轨自动伸缩门，其控制方便、开关简单、美观节能等优点更是被频频采用的主要原因。本设计的研究内容主要包括：系统分析、制定控制方案、功能设计、线路设计与线路板制作、元件焊接、系统总装与调试等。

关键词：伸缩门；单片机；控制装置

 

1  引言

现代都市中各个小区、学校甚至是各个公共单位公司等为了安全与隐私都安装了大门。现如今市面上主要是单轨和无轨两种主流的轨道模式。有轨自动伸缩门的控制系统早期是采用继电器逻辑控制的，被逐渐淘汰。因可编程序控制系统运行可靠、易学易用、抗干扰性强等特点使得PLC控制系统在工业控制中得到了广泛的应用。

 2 有轨自动伸缩门控制装置的硬件设计

 2.1电源信号的设计

  两个电源电压+ 12V和+ 5V的使用是设计中考虑不需要电机工作电压调节器时，单片机控制电路和显示电路需要调节。 + 5V直流电压由三端集成稳压器从7805来实现，如图1所示。 220V的交流电压可通过降压变压器而获得9V的交流电压，通过单相桥式整流电路的四个二极管对电压进行全波整流，该电压被连接在输入端和地面之间，为了减小输出电压脉动成分需要改善输出电压的直流成分，要对Vin的输出直流

 

图1系统硬件连接原理图

电压= 1.2 * 9V = 10.8V，7805第三脚将输出+ 5V稳定电压，在后端连接到所述电解电容器和陶瓷电容器用以改良负载的瞬态响应。

  2.2发送接收模块的设计

对于发送接收模块的设计主要是对编码器的原理与结构、译码器的原理与结构、译码器的电路实现进行详细的设计与说明。编码器编码的发射信号由：地址代码、数据代码、同步代码以形成一个完整的码字，从解码地址码接收信号后比较核对两次，VT脚高输出电平，并且同时相应的数据脚输出高电平。

2.2控制模块的设计

89C51通用I / O端口P1低三位P1.0-P1.2作为键选择控制，用三种不同的方式来实现字符点阵显示：一个字一个字的移动、向左移动、向上移动； P1.3- P1.5作为用于实现对应于该遥控发射器3的功能的接收信号的选择控制信号。 P3.4和P3.5作为DC电机控制信号输入端，用来实现电机正转，反转，停止。 P0口作为列数据的输出，P0.0-P0.7分别将每一个传球到数据列驱动器的行列。 P2口作为列驱动器的一部分，你可以得到信号线8行的行值信号。

2.3直流电机的设计

直流电机的正反转由继电器来驱动，常见的继电器工作电压为+12V、+24V等。4007为继电器线圈断电的吸收瞬间产生感应电动势，以避免产生火花干扰； 500mA为9013 CE最大电流，如果9013工作在关断状态，则需要调整基极电阻，从而时CE极电压为0.2-0.3伏，9013为饱和的CE的电压。否则9013工作在放大态，发热会较大。

I/O1，I/O2口为01和10分别是电机正转，反转，当I/O1，I/O2口为00和11时不转。

继电器约需电流20-30mA，1毫安大小的基极电流通过9013放大后就能够有充足的电力继电器，驱动继电器工作，R=5V/1mA=5KΩ，所以电阻选择5.1KΩ；LED正向导通时压降是1.7V，电流为10mA，9013的CE极的电压为0.3V，所以电阻的大小=（12-1.7-0.3）V/10mA=1KΩ。

    2.4显示电路的设计

8×8LED点阵屏幕共需64个的发光二极管，是单独地负责显示中国字“出入平安”，每个发光二极管被放置在行和列线的交叉点，阳极接横线路，负极接柱线，当相应的某一列置1，列集和行设置为0时，相应的指示灯会亮起。

扫描模式显示时，每排排驱动器具有相同名称共享一个列驱动器，由单片机P2口给定的行选通脉冲信号，从第一行按顺序扫描。另一方面，根据锁存每一列中的数据，以确定相应的列驱动器和列到电源的另一端是否被接通。

    3  硬件调试

接通电源后，连接好硬件电路板中的器件，用万用表测试电路中的虚焊短路状况，测试没有问题之后，接通电板，调试静态。取出两根短一点的导线，一根导线的其中一端接地，另一端接P2.3～P2.0口中的一个口，如果数码管光，用另一根导线试验，异端接地面，另一个端口在与P0.0〜P0.7依次接触中看到每个段数码管的闪烁的情况，确定每个段数码管的质量和电路的正确与否。检查89C51单片机可编程控制器是否可以正常工作，接头是否良好，伸缩门是否能够正常拉开与伸缩，显示器是否能够正常显示字幕。

通过在实验室的情况调试，有轨自动伸缩门单片机控制系统，其设计符合要求，性能稳定。

参考文献

[1]  李群芳、肖看.单片机原理、接口及应用—嵌入式系统技术基础[M].清华大学出版社，2005

[2]  黄志伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M].电子工业出版社，2005.1

[3]  周润景、袁伟亭、景晓松.Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例[M].电子工业出版社，2006.10

[4]  郑开陆.基于单片机和PT2272编码解码的方法[J].现代电子技术，2006（12）：60-63

作者简介：布紫叶（1986.6-），女，汉，河北保定，本科， 研究方向：机械设计及其自动化，助教。