1.緒 論1.1本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)第一臺(tái)在世界范圍內(nèi)銷(xiāo)售的自動(dòng)門(mén)控系統(tǒng)是由DOORMX開(kāi)發(fā)，相比國(guó)內(nèi)要早很多。1802年8月德標(biāo)公司成功設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出世界第一臺(tái)感應(yīng)自動(dòng)門(mén)，并且為自動(dòng)門(mén)能順暢，平靜，安全運(yùn)行，多樣化地設(shè)計(jì)的創(chuàng)新理念努力設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出了高品質(zhì)和值得依賴的產(chǎn)品，并且有完整的解決方案提供，但價(jià)格十分昂貴。
目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)門(mén)控系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模一般不大，自主研發(fā)能力也不夠高，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和質(zhì)量穩(wěn)定性方面還無(wú)法和進(jìn)口產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。而本身國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)很少，所以要明確一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)才能體現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)品的完整嚴(yán)密。近年來(lái)出現(xiàn)了很多生產(chǎn)相關(guān)零部件的廠家，使得自動(dòng)門(mén)生產(chǎn)門(mén)檻降低、競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。目前國(guó)內(nèi)廠家的產(chǎn)品基本上也都具備了較完善的功能，但生產(chǎn)工藝略顯粗糙，質(zhì)量參差不齊，整體檔次較低，主要集中在中低端市場(chǎng)。
日后的自動(dòng)門(mén)技術(shù)的發(fā)展方向?qū)?huì)是：
多功能，人性化：今后的自動(dòng)門(mén)控系統(tǒng)還將加入更多新功能，比如用手機(jī)遠(yuǎn)程控制；人臉（指紋）識(shí)別，增加安全性能等等
免維護(hù)：采取多種優(yōu)化措施，減少使用過(guò)程中的維護(hù)工作。
多樣化：將會(huì)有各種各樣不同外觀和功能的產(chǎn)品，滿足各類用戶的不同需要。
安全性：隨著用戶安全意識(shí)的提高，安全性將是用戶看重的首要指標(biāo)，也將是一項(xiàng)基本要求。
1.2本課題研究的意義與目的自動(dòng)門(mén)適合于賓館、酒店、銀行、寫(xiě)字樓、醫(yī)院、商場(chǎng)等，應(yīng)用非常廣泛。自動(dòng)門(mén)除了方便我們出入，還可以節(jié)約空調(diào)用電、防風(fēng)、防塵。隨著我國(guó)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，各類場(chǎng)所對(duì)自動(dòng)門(mén)的需求也越來(lái)越大，高端場(chǎng)所為了提升豪華程度也對(duì)自動(dòng)門(mén)功能有了更高的要求。現(xiàn)有的一些自動(dòng)門(mén)功能比較簡(jiǎn)單，使用不夠人性化，而且安全系數(shù)不高，所以設(shè)計(jì)出一套既安全效率又高的自動(dòng)門(mén)控系統(tǒng)迫在眉睫。
大部分自動(dòng)門(mén)都是在門(mén)的內(nèi)外兩側(cè)安裝探測(cè)器，有人經(jīng)過(guò)則探測(cè)器響應(yīng)給處理器信號(hào)，處理器控制電機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)，無(wú)人的情況下處理器控制關(guān)門(mén)。由于自動(dòng)化程度較高可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，于是在市場(chǎng)上得到了大范圍應(yīng)用。我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所選擇的就是單片機(jī)、紅外模塊與門(mén)結(jié)合的產(chǎn)物——自動(dòng)門(mén)控系統(tǒng)。
1.3本課題的設(shè)計(jì)與要求 任何一個(gè)控制系統(tǒng)的研發(fā)，首先要明確設(shè)計(jì)基本要求，即分析輸入信號(hào)、輸出信號(hào)及需要完成的控制。紅外線感應(yīng)自動(dòng)門(mén)，即用熱釋電紅外線傳感器來(lái)感應(yīng)門(mén)前有無(wú)人進(jìn)出，并將信號(hào)發(fā)送給控制器，由控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到自動(dòng)門(mén)開(kāi)閉門(mén)的目的。這是最基本的要求，還需要加入其它人性化的功能，例如自動(dòng)門(mén)自動(dòng)調(diào)速、防夾、指示燈信息等等
根據(jù)系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)中要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
一、智能化設(shè)計(jì)
自動(dòng)門(mén)選擇配置智能化控制系統(tǒng)，可手動(dòng)控制門(mén)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)方便。使自動(dòng)門(mén)始終保持在最佳運(yùn)行狀態(tài)。并具有提示警示功能，在開(kāi)關(guān)門(mén)之前有信號(hào)提示。
二、安全性設(shè)計(jì)
電機(jī)能實(shí)現(xiàn)隨時(shí)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，意外情況可以反向開(kāi)門(mén)，避免夾人現(xiàn)象出現(xiàn)。使用優(yōu)良的原器件，保證安全性，延長(zhǎng)運(yùn)行壽命。
三、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
自動(dòng)門(mén)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，相對(duì)傳統(tǒng)交流伺服電機(jī)來(lái)說(shuō)具有省電、高扭矩、低噪音、不過(guò)熱等優(yōu)點(diǎn)。
四。具體場(chǎng)合使用設(shè)計(jì)
1、安全輔助裝置
如在私人場(chǎng)所加裝指紋（人臉)識(shí)別系統(tǒng)，在便捷的基礎(chǔ)上大大增強(qiáng)了安全性。
2、備用電源
在大型商場(chǎng)等地方必須做好安全疏散工作，用備用電源可以保證在停電情況下，自動(dòng)門(mén)能發(fā)揮作用。
3、超聲波距離傳感器
在需要的地方，可以通過(guò)確定目標(biāo)距離來(lái)有效防止門(mén)誤開(kāi)誤關(guān)。
本次課題的中心部分就是使用紅外傳感器產(chǎn)生信號(hào)，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的紅外感應(yīng)自動(dòng)門(mén)控系統(tǒng)，關(guān)鍵部分分別為紅外傳感器、步進(jìn)電機(jī)、單片機(jī)控制芯片、led燈、蜂鳴器等，完成的是一個(gè)安全可靠，并且效率兼?zhèn)涞淖詣?dòng)門(mén)控系統(tǒng)。
2.系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及論證2.1設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)思路- 有人來(lái)時(shí)（進(jìn)門(mén)或出門(mén)）開(kāi)門(mén)。熱釋電紅外傳感器檢測(cè)到人的信號(hào)之后，電機(jī)將啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)打開(kāi)門(mén)。
2、無(wú)人時(shí)延遲關(guān)門(mén),開(kāi)門(mén)之后當(dāng)熱釋電紅外模塊沒(méi)有檢測(cè)到人，將進(jìn)入等待狀態(tài)，若檢測(cè)到有人則延遲進(jìn)入等待狀態(tài)。
3、關(guān)門(mén)中途來(lái)人，立即反向開(kāi)門(mén)。準(zhǔn)備關(guān)門(mén)時(shí)檢測(cè)到有人則不關(guān)門(mén)等待。
4、開(kāi)關(guān)門(mén)之前伴隨提示信號(hào)，起警示作用
2.2系統(tǒng)控制核心的對(duì)比及選擇自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)是利用電機(jī)來(lái)帶動(dòng)自動(dòng)門(mén)機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)門(mén)。由于自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)工作環(huán)境和對(duì)象的特殊性，該系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)門(mén)必須快速、平穩(wěn)、沖擊力小并且可靠運(yùn)行，這樣就要求系統(tǒng)的數(shù)字控制。所以，可以使用的控制芯片有很多種，比如說(shuō)單片機(jī)、PLC、DSP等等。所以這里我對(duì)比了單片機(jī)和PLC的功能使用。
PLC剛引入國(guó)內(nèi)時(shí)，人們稱之為PC。后來(lái)，IBM-PC獲得廣泛應(yīng)用，PC成了個(gè)人電腦的代名詞，才改名為為PLC。
PLC是智能產(chǎn)品，板級(jí)的CPU肯定是不能考慮的，MPU也要好幾塊集成電路構(gòu)成，以Z80 MPU為例，需要Z80MPU、PIO、CTC、SIO、EPROM、SRAM等，把這些電路集成在一塊電路板上，這就是早期的單板計(jì)算機(jī)。這種方案體積大，不符合現(xiàn)代要求。由此可見(jiàn)，PLC的核心控制器采用單片機(jī)是最合適的。
由此可得出結(jié)論：微型、小型、中型到大型控制系統(tǒng)都可以由單片機(jī)構(gòu)成，PLC只是單片機(jī)應(yīng)用的一個(gè)特例。單片機(jī)系統(tǒng)有一定的互換性，有質(zhì)量保障,正是單片機(jī)相對(duì)于PLC能獲得廣泛應(yīng)用的原因。
最后，從工程的角度，談?wù)凱LC與單片機(jī)系統(tǒng)的選用：
（1）對(duì)單項(xiàng)工程或重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目，PLC方案是明智、快捷的選擇，成功率高，可靠性好，但成本較高。
（2）對(duì)于批量生產(chǎn)，單片機(jī)系統(tǒng)成本低、效益高。而且單片機(jī)的外圍設(shè)備擴(kuò)展更容易掌握和控制，并且有高度的兼容性和穩(wěn)定性。
故此，針對(duì)本次設(shè)計(jì)參考工業(yè)量產(chǎn)的自動(dòng)門(mén)標(biāo)準(zhǔn)，并且考慮到資金的緣故，我采用單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心控制器。
AT89C51單片機(jī)具備一個(gè)完整的計(jì)算器所需要的基本組成部分，并且指令系統(tǒng)功能強(qiáng)大，執(zhí)行快。
本設(shè)計(jì)采用升級(jí)的STC89C52單片機(jī)作為CPU，相對(duì)于AT89C51增加的了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器大小，多了一個(gè)計(jì)時(shí)器，在本設(shè)計(jì)中引腳、功能使用與51保持一致，而且與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板配套節(jié)約了成本。
2.3無(wú)刷電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的對(duì)比以及選擇這次設(shè)計(jì)中最重要的執(zhí)行單元就是電機(jī)部分，需要控制好電機(jī)來(lái)帶動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)。而平開(kāi)門(mén)只是直線運(yùn)動(dòng)，更要求電機(jī)完成直線運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定。這樣，我們選擇電機(jī)的時(shí)候就必須在多個(gè)方面考慮，比如說(shuō)穩(wěn)定性，高效率，安全性來(lái)選擇電機(jī)。這里我們分析步進(jìn)電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)的對(duì)比。
步進(jìn)電機(jī)是一種可以轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)接收到一個(gè)信號(hào)時(shí)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。控制器可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)角度精確定位；同時(shí)可以通過(guò)控制信號(hào)頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到控制速度的目的。步進(jìn)電機(jī)利用其角度控制功能以及沒(méi)有積累誤差的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)源控制。
直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)秀的線形機(jī)械特性、寬的調(diào)速范圍、大的啟動(dòng)扭矩、簡(jiǎn)單的控制電路等優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)廣泛地應(yīng)用在各種驅(qū)動(dòng)裝置和伺服系統(tǒng)中。但是，直流電機(jī)的電刷以及換向器卻成為阻礙它發(fā)展的障礙。而現(xiàn)在無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是電磁鐵做成的永磁體，這樣結(jié)構(gòu)上正好與普通的直流電機(jī)相反，不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)出現(xiàn)磁性減弱的現(xiàn)象。去掉了電刷這部分換成電子換向器，也是為了讓電機(jī)更加穩(wěn)定有效的運(yùn)行。
本次設(shè)計(jì)中，考慮到為了更方便的控制門(mén)行程，防止開(kāi)關(guān)門(mén)過(guò)盈，在這方面步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的，更具優(yōu)勢(shì)，能輕松控制門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度。而且控制電機(jī)能瞬間反轉(zhuǎn)需要提供較大的力矩，步進(jìn)電機(jī)更能滿足要求。所以選擇步進(jìn)電機(jī)。
2.4傳感器的選擇 目前自動(dòng)門(mén)行業(yè)運(yùn)用的傳感器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。微波傳感器反應(yīng)速度快，可以對(duì)物體的移動(dòng)進(jìn)行反饋，適用于人員通過(guò)的場(chǎng)所，微波感應(yīng)器是基于多普勒原理的傳感器，整機(jī)關(guān)鍵元件均為進(jìn)口器件，確保了產(chǎn)品可靠性。
微波感應(yīng)器是以10.525GHz頻率發(fā)射、接收。其探測(cè)方式具體如下優(yōu)點(diǎn)：
1.非接觸探測(cè)。
2.不受溫度、濕度、噪音。
紅外傳感器反應(yīng)很靈敏，只要處于它的探測(cè)范圍內(nèi)，都會(huì)有反應(yīng)。根據(jù)不同的功能和性能應(yīng)用在各類不同場(chǎng)合的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是自動(dòng)門(mén)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能直接影響自動(dòng)門(mén)控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，如在高檔酒店、寫(xiě)字樓，可以選擇高靈敏度的感應(yīng)器，在人行道邊上的銀行、商場(chǎng)等經(jīng)常有人路過(guò)的地方可以選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。
熱釋電紅外傳感器是基于熱釋電效應(yīng)工作的。由探測(cè)元件將接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，放大后向外部輸出。一般在探測(cè)器的前方裝一個(gè)菲涅爾透鏡提高探測(cè)器的靈敏度以增大探測(cè)距離，它和放大電路相結(jié)合，可將信號(hào)放大70分貝以上，可以探測(cè)出10-20米范圍內(nèi)人的活動(dòng)。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，因人體與環(huán)境輻射溫度有差別，產(chǎn)生溫度差ΔT，則有信號(hào)輸出；若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒(méi)有變化，傳感器沒(méi)有輸出，所以這種傳感器能方便檢測(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)。
熱釋紅外線傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路如下圖1所示。
圖1.熱釋紅外線傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路
傳感器的組成部分有外殼、濾光片、PZT、FET等。其中，濾光片對(duì)太陽(yáng)光和熒光燈光的短波長(zhǎng)（約5mm以下）可以濾除。熱釋電元件PZT將波長(zhǎng)在8mm-12mm之間的紅外信號(hào)的微弱變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅耳濾光片，只對(duì)人體的紅外輻射敏感，明顯減少環(huán)境的干擾
熱釋電紅外探頭具有以下優(yōu)點(diǎn)：
價(jià)格低廉（選擇的首要原因），自身不發(fā)生輻射、功耗小（單片機(jī)電路可以輕松驅(qū)動(dòng)）、隱蔽性好。
本次設(shè)計(jì)在功能允許的情況下考慮了成本問(wèn)題故采用熱釋電紅外傳感器。
2.5總體方案論證本采用單片機(jī)為主控制器，使用熱釋電型紅外線傳感器來(lái)檢測(cè)人體輻射，其特點(diǎn)是只對(duì)人體輻射有感應(yīng)，這樣會(huì)明顯減少誤報(bào)操作。并且可以通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度，更高效率的完成每一次開(kāi)關(guān)門(mén)，而且設(shè)計(jì)中更體現(xiàn)了防夾系統(tǒng)，即遇阻檢測(cè)系統(tǒng)，更加安全，最后的外圍設(shè)備電子時(shí)鐘、蜂鳴器、led燈也是由單片機(jī)來(lái)控制，更加人性化。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是有目共睹的。
3.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)介紹
3.1.1 STC89C52主要特性3.2紅外熱釋電模塊HC-SR501 3.2.1 HC-SR501特性 技術(shù)參數(shù)：
1.工作電壓：DC5V至20V
2.靜態(tài)功耗：65微安
3.電平輸出：高3.3V，低0V
4.延時(shí)時(shí)間：可調(diào)(0.3秒~18秒)
5.封鎖時(shí)間：默認(rèn)0.2秒
6.觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)，默認(rèn)值為H
7.感應(yīng)范圍：小于120度錐角，7米以內(nèi)
8.工作溫度：-15~+70度
功能特點(diǎn)：
- 全自動(dòng)感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其探測(cè)范圍則輸入高電平，人離開(kāi)后延時(shí)輸出低電平。
- 光敏控制(可選）：光敏控制為可選功能,出廠時(shí)未安裝光敏電阻。
- 兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)。可跳線選擇，默認(rèn)為H。 A.不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)到紅外信號(hào)輸出高電平后，延時(shí)然后輸出低電平，期間不探測(cè)紅外信號(hào) B.可重復(fù)觸發(fā)方式： 即感應(yīng)到紅外信號(hào)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，繼續(xù)探測(cè)紅外信號(hào)，如果有人體在其探測(cè)范圍內(nèi)活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?/font>。
- 具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置：0.2秒)：在封鎖時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何紅外信號(hào)。可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品。也可以有效抑制外界頻繁的干擾。
- 工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC5V至20V
6.微功耗：靜態(tài)電流65微安，特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。
7.輸出高電平信號(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。
應(yīng)用范圍：作為傳感器它能配合單片機(jī)、繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)各類家用、商用電器的開(kāi)關(guān)控制，是一種高技術(shù)產(chǎn)品。在 安防產(chǎn)品、人體感應(yīng)玩具、人體感應(yīng)燈具、工業(yè)自動(dòng)化控制等方面都有應(yīng)用。
3.2.2紅外模塊調(diào)整方案
1.購(gòu)買(mǎi)的是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊HC-SR501，經(jīng)測(cè)試靈敏度太高，故調(diào)整感應(yīng)距離至最低3m，
- 買(mǎi)來(lái)的元件采用不可觸發(fā)方式，更改為效果更優(yōu)的可重復(fù)觸發(fā)方式：即探測(cè)到人信號(hào)后輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其探測(cè)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖健?/font>
3.將延遲時(shí)間設(shè)為2s，確保單片機(jī)每次間歇接收紅外模塊信號(hào)都正確，使系統(tǒng)更加安全可靠。
3.3步進(jìn)電機(jī) 3.3.1步進(jìn)電機(jī)特點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移．即一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度．因此作常適合單片機(jī)控制。近30年來(lái)．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展得益于數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和水磁材料的迅速發(fā)展，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)階段具有廣闊的前景。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn):
- 步進(jìn)電機(jī)的角位移與輸入信號(hào)數(shù)嚴(yán)格成正比，具有良好的跟隨型。由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)源系統(tǒng)，非常簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非常可靠。
- 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。易于急停、正反轉(zhuǎn)及變速。
- 速度可在很寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。低速下仍能保證獲很大扭矩，因此，一般可以不用減速器可以直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
- 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行。它不能直接使用交流電源和直流電源。
- 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對(duì)控制系統(tǒng)和負(fù)載采取相應(yīng)的防干擾措施。
6、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的噪音和振動(dòng)較大，帶慣性負(fù)載的能力較差。
3.3.2驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成 步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖、功率放大器等組成的系統(tǒng)進(jìn)行控制，其方框圖如圖3所示：
圖3.電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)流程圖
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)工作，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制中，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生。其基本控制作用如下:
（1) 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制換相順序
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電換相順序嚴(yán)格安照步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作方式進(jìn)行。通常我們把通電換相這—過(guò)程稱為脈沖分配。三相六拍步進(jìn)電機(jī)工作方式通電換相的正序是A-AB-B-BC-C-CA；反序?yàn)锳-CA-C-BC-B-AB；共有八個(gè)通電狀態(tài)P1口輸出控制信號(hào)，0表示繞子通電，表示繞子斷電，則可以用六個(gè)字來(lái)表示六個(gè)通電狀態(tài)。這六個(gè)字表示如表1所示：
表1.通電狀態(tài)
（2）通電狀態(tài) P1.2(C) P1.1(B) P1.0(A) 控制
（3) 控制電路如圖4所示：
圖4.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖
3.3.3步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行方案步進(jìn)電機(jī)開(kāi)關(guān)門(mén)過(guò)程分為8步，每步正向或者反向轉(zhuǎn)360度，每步完成之后都由單片機(jī)檢測(cè)紅外模塊信號(hào)，然后繼續(xù)控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)一步，達(dá)到安全開(kāi)關(guān)門(mén)的目的。
3.4電路設(shè)計(jì)框圖及原理 平移式自動(dòng)門(mén)機(jī)組由以下部件組成：
1.STC89C52：它是自動(dòng)門(mén)的中心處理器，檢測(cè)紅外模塊信號(hào)發(fā)出相應(yīng)指令，指揮步進(jìn)電機(jī)、led指示燈，蜂鳴器等工作。
2.熱釋電紅外模塊：負(fù)責(zé)探測(cè)外部紅外輻射，當(dāng)人進(jìn)入他的輻射范圍時(shí)，它就輸出高電平，由單片機(jī)接收。
3.步進(jìn)電機(jī)：提供開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的主動(dòng)力，控制門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度。
4.led指示燈：多種閃爍方式提示自動(dòng)門(mén)的工作狀態(tài)。
5.蜂鳴器：開(kāi)關(guān)門(mén)之前伴隨響聲，起警示作用
6.兩個(gè)外部按鈕：控制門(mén)手動(dòng)開(kāi)和和關(guān)。
一次自動(dòng)化工作流程如下：
感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，熱釋電紅外模塊輸出高電平給單片機(jī)，單片機(jī)判斷后控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行開(kāi)門(mén)，開(kāi)完門(mén)之后單片機(jī)檢測(cè)紅外模塊信號(hào)，高電平則延時(shí)進(jìn)入等待狀態(tài)，低電平則進(jìn)入3s的等待狀態(tài)，等待狀態(tài)之后是即將關(guān)門(mén)的警告狀態(tài)，然后再檢測(cè)紅外模塊，高電平則繼續(xù)等待不關(guān)門(mén)，低電平則進(jìn)入關(guān)門(mén)狀態(tài)伴蜂鳴器響一聲，關(guān)門(mén)中途檢測(cè)紅外模塊若為高電平則立即反向開(kāi)門(mén)，進(jìn)入開(kāi)門(mén)之后的步驟循環(huán)運(yùn)行。
硬件電路如圖5所示：
