基于单片机的自动门控制系统课程设计报告书

自动门控制系统是一种应用广泛的智能化设备，可以实现门的自动打开和关闭，提高出入口的便利性和安全性。

本文将介绍如何设计一个基于单片机的自动门控制系统，包括系统架构、硬件设计、软件编程和系统调试等方面。

一、系统架构设计自动门控制系统的架构设计是整个系统设计的基础，它包括系统功能模块的划分和各模块之间的关联关系。

1. 功能模块划分：将自动门控制系统划分为传感器模块、执行器模块、控制模块等，每个模块负责不同的功能。

2. 关联关系设计：设计各功能模块之间的信号传输和控制逻辑，确保系统各部分协调工作。

二、硬件设计硬件设计是自动门控制系统的物理实现，包括选择合适的传感器和执行器、搭建电路板、连接线路等。

1. 传感器选择：选择合适的传感器，如红外传感器、超声波传感器等，用于检测门口的人员或障碍物。

2. 执行器选择：选择合适的执行器，如电机、气缸等，用于驱动门的开启和关闭。

3. 电路设计：设计电路板，包括传感器接口、执行器接口、电源管理等，确保各部分正常工作。

4. 连接线路：连接传感器、执行器和单片机，建立稳定可靠的电气连接。

三、软件编程软件编程是实现自动门控制逻辑的核心，通过编程实现传感器信号的处理和执行器的控制。

1. 单片机选择：选择合适的单片机，如Arduino、STM32等，根据系统需求确定型号。

2. 程序设计：编写控制程序，包括传感器数据处理、门控制逻辑、异常处理等。

3. 通讯协议：设计单片机与传感器、执行器之间的通讯协议，实现数据交换和控制指令传输。

4. 调试优化：通过仿真和实际调试，优化程序性能，确保系统正常运行。

四、系统调试与优化系统调试与优化是确保自动门控制系统正常运行的关键步骤，需要对系统进行全面测试和性能优化。

1. 功能测试：测试传感器检测、执行器控制等功能，验证系统的基本功能是否正常。

2. 性能优化：调整程序逻辑和参数，优化系统响应速度和准确性。

3. 稳定性测试：长时间运行测试，验证系统在连续工作状态下的稳定性和可靠性。

基于单片机的自动门控制系统设计自动门控制系统是一种能够通过感应控制门的打开和关闭的智能系统。

它可以广泛应用于商业和工业领域，提供方便和安全性。

本文将介绍一个基于单片机的自动门控制系统设计。

首先，我们需要选择一个适合的单片机作为系统的主控制器。

通常，我们可以选择AVR或PIC单片机。

接下来，我们需要设计一个电路板以连接各种传感器和执行器。

在自动门控制系统中，我们需要使用多种传感器来收集数据，例如红外传感器和超声波传感器。

红外传感器可以用来检测门口是否有人或物体，超声波传感器则可以用来测量门与人或物体之间的距离。

一旦传感器探测到人或物体，单片机将根据预先设定的逻辑和算法来控制执行器完成门的打开和关闭。

执行器通常使用直流电机来驱动门的运动。

为了确保系统的可靠性和安全性，我们还可以添加一些其他功能。

例如，我们可以使用温度传感器来检测室内温度，并根据温度自动调节门的打开和关闭速度。

此外，我们还可以添加一个声音传感器来检测异常声音，以确保门的运行正常。

另外，为了方便用户，我们还可以添加一个液晶显示屏和按钮面板。

这样用户可以通过按钮面板来手动控制门的打开和关闭，并通过液晶显示屏来显示系统的状态。

最后，我们需要编写软件代码来实现系统的控制逻辑和算法。

在编程时，我们需要考虑到各种可能的情况，例如门与人或物体的距离、门的运动速度等。

我们还需要确保代码的可靠性和稳定性，通过适当的错误处理机制来防止系统崩溃。

总结起来，基于单片机的自动门控制系统设计涉及到硬件设计、传感器选择和连接、执行器控制、软件编程等多个方面。

通过合理的设计和实现，这种系统可以提供高效、安全和便利的门控制体验。

基于单片机的自动门控制系统设计智能化时代的便捷入口在智能化时代，自动门控制系统已经成为许多公共场所和住宅的标配。

它们不仅提供了便捷的入口控制，还增强了安全性和智能化管理水平。

基于单片机的自动门控制系统设计是实现这些功能的关键。

本文将探讨单片机在自动门控制系统中的应用、设计原则以及如何实现高效的门禁管理。

首先，我们需要了解单片机在自动门控制系统中的作用。

单片机是一种集成度高的微控制器，它能够执行编程指令，控制各种电子设备。

在自动门控制系统中，单片机负责接收传感器信号、执行开/关门指令、处理用户输入等任务。

它的灵活性和低成本使得自动门控制系统得以广泛应用。

在设计基于单片机的自动门控制系统时，我们需要遵循以下原则：1. 用户友好：系统应具备直观的操作界面，方便用户进行门禁管理。

2. 安全可靠：系统应具备完善的安全机制，防止未经授权的访问。

3. 灵活可扩展：系统应能够根据需求进行升级和扩展，适应不同的应用场景。

4. 节能环保：系统应采用节能设计，降低能耗，减少环境影响。

在自动门控制系统的设计中，单片机通常与多种传感器和执行器配合工作。

传感器负责检测门的开关状态、门前的人流量等信息，执行器则负责控制门的开启和关闭。

单片机通过接收传感器的信号，并根据预设的逻辑或用户指令，控制执行器执行相应的动作。

例如，使用红外传感器可以检测门前是否有行人接近，当传感器探测到有人接近时，单片机就会发送信号给执行器，触发门的开启。

此外，还可以使用触摸屏或密码输入设备，让用户通过身份验证来控制门的开关。

为了提高自动门控制系统的安全性和可靠性，还可以加入一些辅助功能。

例如，可以设置定时开关门功能，使门在夜间自动关闭，防止非法入侵。

还可以加入远程监控和报警系统，当门发生异常时，系统可以自动向管理员发送警报。

在实际应用中，基于单片机的自动门控制系统设计需要考虑多种因素，如门的类型、使用环境、用户需求等。

此外，还需要根据实际情况选择合适的单片机型号、传感器和执行器。

基于单片机的自动门控制系统设计自动门控制系统是一种能够自动感知人员或车辆接近门并相应地打开或关闭门的系统。

它不仅提供了方便和高效的进出门方式，还提供了一定的安全性和便利性。

本文将介绍一个基于单片机的自动门控制系统的设计。

1.系统概述本系统采用基于单片机的控制方式，主要包括传感器模块、单片机模块、电机驱动模块和门体模块。

当有人或车辆接近门时，传感器将感知到并发送信号给单片机，单片机通过判断信号来控制电机驱动门体的开、关。

2.硬件设计2.1传感器模块传感器模块主要包括红外传感器和超声波传感器。

红外传感器可用于检测人体或车辆的接近，而超声波传感器可用于测量距离。

2.2单片机模块单片机模块采用单片机芯片作为控制核心，负责处理传感器模块发送的信号，并控制电机驱动门体的开关。

常用的单片机有ATmega16或ATmega328等。

2.3电机驱动模块电机驱动模块用于控制门体的运动。

通常采用电机驱动芯片如L298N作为电机驱动模块。

2.4门体模块门体模块由电动机驱动门体的运动部分组成，可通过电机驱动模块的控制实现门的开关。

门体通常由门体机构和门体控制电路组成。

3.软件设计3.1程序设计程序设计主要包括信号处理程序和控制程序。

信号处理程序负责接收传感器模块发送的信号，并进行判断。

当信号满足开门条件时，控制程序将发送控制信号给电机驱动模块，控制门体的运动。

3.2控制算法控制算法可根据实际情况选择合适的控制方式，如PID控制、ON/OFF控制等。

具体的控制算法可根据门体运动的要求和系统的响应速度进行选择。

4.系统实现系统实现时需要将传感器模块、单片机模块、电机驱动模块和门体模块连接起来，并进行程序编写和调试。

同时还需要考虑系统的可靠性和安全性，并根据实际需求对系统进行调整和改进。

5.总结基于单片机的自动门控制系统设计可以实现自动感知人员或车辆接近门，并相应地打开或关闭门。

本文提供了一个基本的设计框架和实现过程，并介绍了关键的硬件和软件设计要点。

基于单片机的自动门控制系统设计
基于单片机的自动门控制系统设计主要包括以下几个方面：
1. 系统硬件设计：
- 选择合适的单片机，如常见的51系列单片机或者Arduino开发板。

- 连接门控制电路和传感器电路，如红外传感器、超声
波传感器或者光电开关等，用于检测门口的人员或物体。

- 连接电机驱动电路，用于控制门的开关动作。

2. 系统软件设计：
- 编写单片机的控制程序，根据传感器的信号判断门口
的人员或物体情况，控制门的开关动作。

- 设计门的开关逻辑，如通过红外传感器检测到有人靠
近门口时，自动打开门；当人离开门口一段时间后，自动
关闭门。

- 考虑到安全性，可以设置门的开关延时，避免频繁开
关导致的安全问题。

3. 系统测试和调试：
- 在硬件连接完成后，对系统进行测试和调试，确保传
感器和电机的正常工作。

- 通过调试程序，验证门的开关逻辑是否正确，检查是
否存在潜在的问题。

4. 系统扩展和优化：
- 根据实际需求，可以添加其他功能，如声音提示、显
示屏显示等，提升系统的用户体验。

- 对系统进行优化，如增加电池供电功能，以应对断电情况。

需要注意的是，具体的设计方案会根据实际情况而有所不同，上述仅为一个基本的设计框架，具体的细节需要根据实际需求和硬件条件进行调整和完善。

基于单片机控制的自动门系统设计一、系统概述本自动门系统主要由传感器模块、单片机控制模块、驱动模块和门体结构组成。

传感器模块用于检测人员的接近和离开，将信号传递给单片机控制模块。

单片机控制模块对接收的信号进行处理和判断，然后控制驱动模块来实现门的自动开启和关闭。

门体结构则包括门扇、门框和导轨等部分。

二、传感器模块传感器模块是自动门系统的“眼睛”，负责感知人员的活动。

常见的传感器有红外传感器和微波传感器。

红外传感器通过发射和接收红外线来检测人员。

当有人靠近时，红外线被反射回来，传感器接收到反射信号，从而判断有人接近。

红外传感器具有价格低廉、安装方便等优点，但容易受到环境温度和光线的影响。

微波传感器则通过发射微波并接收反射波来检测人员。

它不受环境温度和光线的影响，检测范围较大，但价格相对较高。

在本设计中，为了提高系统的可靠性和稳定性，采用了红外传感器和微波传感器相结合的方式。

当两个传感器同时检测到人员接近时，才触发门的开启动作。

三、单片机控制模块单片机是整个自动门系统的“大脑”，负责对传感器信号进行处理和控制驱动模块。

在本设计中，选用了常见的 51 系列单片机，如STC89C52。

单片机通过编程实现以下功能：1、对传感器信号进行实时监测和判断。

2、根据传感器信号控制驱动模块，实现门的开启和关闭动作。

3、设置门的开启和关闭时间，以及停留时间。

4、处理异常情况，如传感器故障、门体卡住等。

为了实现上述功能，需要在单片机中编写相应的控制程序。

程序采用 C 语言编写，具有良好的可读性和可维护性。

四、驱动模块驱动模块是自动门系统的“肌肉”，负责为门体的运动提供动力。

常见的驱动方式有直流电机驱动和步进电机驱动。

直流电机驱动结构简单、成本低，但控制精度相对较低。

步进电机驱动控制精度高，但成本较高。

在本设计中，考虑到成本和控制精度的要求，采用了直流电机驱动方式。

通过使用 H 桥驱动电路来控制电机的正反转，实现门的开启和关闭动作。

毕业设计报告题目：院系：信息与控制学院专业：班级学号：学生姓名：指导教师：成绩：2014 年月日目录1 方案设计 (1)1.1 设计任务要求 (1)1.2 硬件方案设计 (1)1.3 软件方案的设计 (2)1.4 主要设计的实现原理 (3)2 硬件设计 (4)2.1 单片机的简介 (4)2.2 硬件器件选择 (4)2.2.1 单片机选型 (4)2.2.2 按键部分 (5)2.2.3 人体检测传感器 (5)2.2.4 光电检测传感器 (6)2.3 单片机最小系统 (6)2.4 按键部分电路图 (7)2.5 光电检测部分 (8)2.6 人体热释电传感器 (9)2.7 电机驱动电路 (10)3 软件部分设计 (11)3.1 总程序设计 (11)3.2 按键程序流程图 (12)3.3 定时器0中断 (13)3.4 门控判断程序 (14)参考文献 (16)附录A 系统原理图 (17)附录B 程序代码 (18)附录C 实物图片 (28)1 方案设计1.1 设计任务要求对于自动门控制系统，需要实现的功能如下所示：（1）自动检测功能：能够自动检测门的附近是否有人，如果有人则开启该门，在没有人体信号时，延时数秒后自动关闭。

（2）安全保护功能：关门时，检测门导轨上是否有人，如果有则停止关门，并迅速打开门，防止人被挤住。

（3）电机调速功能：能够通过单片机控制电机的速度，开门关门时需要有个加速与减速的过程。

（4）按键输入功能：能够通过按键来控制门自动还是手动运行，在特殊情况下需要手动来操作该门。

（5）门开关限位功能：在开门与关门的时候能够检测到门的限位开关，来检测是否到门的关门与开门的限位。

1.2 硬件方案设计本设计选用STC89C52单片机作为本设计的微控制芯片。

按键部分采用独立式按键, 人体检测部分，使用红外热释电传感器对外部人体信号进行检测。

光电检测传感器使用TCRT5000光电传感器进行检测。

硬件部分框图如图1.1所示。

基于单片机的自动门控制系统设计随着科技的进步和自动化的发展，越来越多的设备开始采用单片机进行控制。

在这个领域中，自动门控制系统设计是一个具有实际应用价值的例子。

本文将介绍如何使用单片机来设计一个自动门控制系统。

一、系统总体设计自动门控制系统主要由门、电机、传感器和单片机控制系统组成。

单片机的选择将取决于特定的应用需求和预算。

常用的单片机包括STM32、PIC、AVR等。

二、传感器部分传感器部分主要负责检测门的当前状态，例如门的开启或关闭状态，以及是否有物体挡在门中间。

常见的传感器包括红外线传感器、超声波传感器等。

传感器输出的信号通过单片机进行处理。

三、电机驱动部分电机驱动部分负责控制门的运动。

根据单片机发出的指令，电机驱动电路将控制电机正转或反转，从而实现门的开启或关闭。

常用的电机驱动芯片包括L298N、TB6612等。

四、单片机控制部分单片机控制部分是整个系统的核心，负责接收和处理传感器信号，根据预设的算法控制电机的运动，保证门的正常开启和关闭。

同时，单片机还可以通过串口或者蓝牙等通讯方式与其他设备进行数据交换，例如远程控制门的开启和关闭等。

五、系统软件设计系统的软件设计包括传感器的数据采集，电机的控制，以及与人机的交互等部分。

对于数据采集部分，需要根据具体的传感器类型编写对应的程序；对于电机的控制部分，根据电机型号的不同，编写对应的驱动程序；对于人机交互部分，需要设计友好的用户界面，方便用户操作。

六、系统调试与优化完成系统硬件和软件设计后，需要进行系统调试和优化。

需要检查硬件电路的正确性，确保不会出现短路或断路等问题；然后，检查软件的正确性，确保程序能够正常运行；需要对系统的性能进行优化，例如优化门的开启和关闭速度等。

七、系统可靠性设计为了保证系统的可靠性，需要对硬件和软件进行可靠性设计。

对于硬件可靠性设计，可以采用多种措施，例如采用低功耗元件，避免元件过热等问题；对于软件可靠性设计，可以采用多种算法进行数据的校验，保证数据的准确性。

第一章绪论1。

1课题研究的背景社会的进步、科技的前进将人们的生活投入了一个急剧发展的数字化的21世纪.人们生活水平也随之逐渐升高，让人们对美好生活环境追求的欲望也愈来愈强烈，因而各类方便于生活的单片机自动控制系统开始进入了人们的生活。

以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。

因自动门之中使用的芯片和传感器技术的日渐先进，使它的实用性变的更好，功能也愈来愈多，从而让它的应用范围也越来越广泛。

使用自动门会给人们带来人员出入方便、节约能源、减少噪音等好处,也令人们的建筑更加的现代化。

1。

2国内外研究现状和发展趋势自动门是上个世纪中期在建筑物上得到利用。

在上个世纪二十年代之后，自动门开始造美国的超级市场上初次使用。

当时使用的是油压式自动门,这是世界上第一跨自动门，根据它的使用原理，气动式自动门也开始得到发明。

到1962年电气化的进步，电气式自动门得以发展，因它较于油压式和气动式维护更加方便，电气式自动门随着城市化的推进，使用它的用户也随之增加。

但在上世纪六十年代电气设备的发展还处于低级阶段，电机转速难以控制，故此当时的电气式自动门的性能还是差强人意,能源利用率低下，维护的成本还是相对较高.在进入计算机时代之后，计算机技术的不断发展，电子控制技术开始成熟,直接控制电动机的电气式自动门得到急剧的发展，使其逐步成为自动门的主流。

在中国自动门现在随着城市化推进的浪潮在社会中得到广泛的应用，现在在每个城市都可以见到自动门的身影。

但在国内因其研发起步较晚,自主研发的程度比较低,大部分的专利都在外国人的手中。

在进入新世纪之后，国内的计算机发展进入快车道，追赶上国际上的先进水平.利用计算机技术的自动门技术在国内也在飞速发展.自动平移门是现在最常见的自动门。

工作的方式是将两个人体红外感应器安装在门内外两侧.当人走近自动门时，任意一个人体红外感应器感应到人体红外的存在，就控制步进电机打开门。

当人通过门之后，再将门关闭。

因为自动平移门可以在进入自动模式后能够完成自动控制，可以让建筑物层次得以提升又方便美观.因此迅速在国内外建筑市场得到广泛的普及。

1绪论1.1自动门的简介自动门控制系统，在现当代社会是一个应用非常广泛的设备，自动门已经广泛应用于酒店、银行、超市、停车场或公共建筑等入口，其主要核心部分——自动门控制系统正是我们这篇论文的主要研究讨论的课题。

自动门是指:可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启，在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。

自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。

1.2本设计研究的内容1.2.1自动平移门机组的部件组成在本设计中主要研究自动平移门，设计的自动平移门具有手动和自动开门功能以及分时段控制功能，同时配备防夹人光栅、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多场所的高效率、高安全性的要求。

(1)主要部件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；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。

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。

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。

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动门扇运行。

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。

(2)辅助配置①行程开关：在自动门行进过程中，通过行程开关判断自动门所在位置，驱动信号输出达到控制自动门行进速度。

②安全辅助装置：在高档酒店等地方需要杜绝自动门的夹人事件，可以选择安装防夹人光栅。

③配备后备电源：为保证停电时自动门也能工作正常，可以配备后备电源。

1.2.2自动门控制系统要求(1)物体靠近门时传感器获得信号给控制器，控制器根据门当前所在位置决定门的动作，有三种情况：①门处于关闭状态，控制器应驱动执行电机以最佳速度曲线打开门。

单片机自动大门课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基础知识，掌握其内部结构和原理；2. 学习并掌握单片机编程的基本语法和技巧；3. 了解自动大门的工作原理，掌握相关传感器和执行器的应用；4. 学会设计简单的单片机自动大门控制系统。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建单片机自动大门的硬件电路；2. 掌握使用编程软件编写、调试单片机程序；3. 能够分析并解决自动大门控制系统中的常见问题；4. 培养学生的动手实践能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及电子技术的兴趣，激发其创新意识；2. 增强学生的自信心和自主学习能力，使其勇于面对挑战；3. 培养学生关注社会发展，了解自动化技术在实际生活中的应用；4. 培养学生具有良好的团队合作精神，遵守纪律，尊重他人。

本课程针对初中年级学生，结合单片机自动大门的设计，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。

课程目标既包括知识技能的掌握，又注重培养学生的情感态度价值观，使其在学习过程中形成良好的学习习惯和价值观。

通过本课程的学习，为学生今后的学习和生活打下坚实基础。

二、教学内容1. 单片机基础知识：介绍单片机的内部结构、工作原理及性能特点，关联教材第二章。

- 单片机的发展历程- 单片机的内部结构及其功能- 单片机的工作原理2. 单片机编程基础：学习单片机编程语言及编程技巧，关联教材第三章。

- 单片机编程语言（如C语言）- 编程软件的使用- 基本编程语法和技巧3. 自动大门原理与设计：了解自动大门的工作原理及相关组件，关联教材第四章。

- 自动大门的组成与工作原理- 常用传感器及其应用- 执行器的选择与应用4. 硬件电路设计与搭建：学习如何设计并搭建单片机自动大门的硬件电路，关联教材第五章。

- 电源电路设计- 传感器与执行器的接口电路设计- 硬件电路的搭建与调试5. 软件编程与调试：学习编写、调试单片机自动大门的程序，关联教材第六章。

摘要随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，自动门开始进入人们的日常生活，成为宾馆、超市、银行等现代建筑所必备之物，是建筑智能化水平的重要指标之一。

它具有美观大方、防风、防尘、降低噪音等优点，同时方便了人们出入，也方便了管理，增强了安全。

它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。

它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。

控制系统是自动门的心脏，也是衡量其设计制造水平的重要指标，同时自动门控制系统逐渐向大型化、复杂化和智能化的方向发展。

本设计主要应用单片机8051作为控制核心，直流电机、热释电型红外传感器等相结合的系统。

它充分发挥了单片机的性能，其优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。

关键词：自动门；单片机；控制；热释电红外传感器目录1绪论 (3)1.1 自动门发展历史 (3)1.2 单片机的发展及89C51系列的运用 (3)1.3 红外探测技术的发展 (4)2系统总体方案 (4)2.1 系统总体规划 (5)2.2器件介绍 (5)2.2.1 单片机 (5)2.2.2热释电红外传感器 (10)3 硬件设计 (12)3.1 基本单片机系统 (12)3.2 红外检测电路 (12)3.2.1 放大信号电路 (13)3.3 电动机电路 (14)4控制系统软件设计 (15)4.1 主程序设计 (16)4.1.1 主程序流程图 (16)4.1.2 主程序 (16)4.2调试 (18)4.2.1 硬件调试 (18)4.2.2 软件调试 (19)4.2.3 调试中出现的问题 (19)5总结与展望 (19)致谢 (20)参考文献 (20)附录I 总电路图 (20)附录II 程序 (21)附录III 实物图.......................................................................................... 错误！未定义书签。