自动门设计    在需要的地方，成都自动门安装可(kě)以安装辅助光線(xiàn)传感器（红外对射保护装置），当门打开时，人站着不动，用(yòng)手遮挡辅助光線(xiàn)传感器，门应该保持打开状态。当手离开后几秒(miǎo)后，门应该重新(xīn)关闭。综上所述，自动门在很(hěn)多(duō)领域具有(yǒu)不可(kě)比拟的优越性，随着國(guó)民(mín)经济的快速发展，自动门在我國(guó)已经迎来了快速发展的黄金时期。  

      自动门构造的技术参数    

   一 主要的技术指标：       技术指标 单门 双开门        门重量 130kg×1扇 100kg×2扇       导轨長(cháng)度 2000~5000mm       开门速度 200~450mm/秒(miǎo)(可(kě)调)       闭门速度 200~450mm/秒(miǎo)(可(kě)调)       慢行速度 30~50mm/秒(miǎo)(可(kě)调)        开门时间 开门静止后1~10秒(miǎo)的范围内(可(kě)调)       控制器 高速智能(néng)電(diàn)脑处理(lǐ)器控制       马达 DC24V 40W无刷步进電(diàn)机       電(diàn)源電(diàn)压 AC220V 50Hz       消耗功率 100W        手动开启力 3.5公斤以下        安全功能(néng) 开闭时遇到障碍物(wù)能(néng)立即开启,晚间转换到报警功能(néng)       使用(yòng)环境 -20℃～+50℃       二、主要构造部件       部件 特性        智能(néng)控制器 自动检测门的重量、宽度，使门保持在最佳运行状态       步进電(diàn)机 高效率、省電(diàn)、低噪音、高转速、高扭力、连续使用(yòng)不发热       皮带 高效同步齿型带，防止打滑，保证平稳运行       吊架 用(yòng)于运动门扇的悬挂，安全可(kě)靠       铝槽 高强度设计，承重不变型       第2章 系统硬件设计       2.1 系统硬件总體(tǐ)逻辑设计        感应自动门的种类很(hěn)多(duō)，在此，仅以平移型感应自动门机作為(wèi)设计的重点。首先，平移式自动门机组由以下部件组成：          （1） 主控制器：它是自动门的指挥中心，通过内部编有(yǒu)指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或電(diàn)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(yǒu)移动的物(wù)體(tǐ)进入它的工作范围时，它就给主控制器一个電(diàn)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：就象火車(chē)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(yòng)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（有(yǒu)的厂家使用(yòng)三角皮带）：用(yòng)于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统。         （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體(tǐ)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(yǒu)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。马达得到一定运行電(diàn)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。 

2.1.1 8051单片机        一、AT89C51引脚说明         图2-1 是AT89C51的引脚图，引脚说明如下        VCC`  AT89C51電(diàn)源正极输入，接+5V電(diàn)压。GND  電(diàn)源接地端。           XTAL1 接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了       片内振荡器。它采用(yòng)外部振荡器时，些引脚应接地。     XTAL2 接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用(yòng)外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。这里面的设置晶振频率是16Hz则一个机器周期為(wèi)2uS。       RST  AT89C51 的复位信号输入引脚，高電(diàn)位工作，当要对芯片又(yòu)时，只要将此引脚電(diàn)位提升到高電(diàn)位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51便能(néng)完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能(néng)寄存器的内容均被设成已知状态。         ALE/PROG  ALE 是英文(wén)“ADDRESS LATCH ENABLE”的缩写，表示允许地址锁存允许信号。当访问外部存储器时，ALE 信号负跳变来触发外部的8位锁存器 (如 74LS373)，将端口P0的地址总線(xiàn)(A0-A7)锁存进入锁存器中。在非访问外部存储器期间，ALE 引脚的输出频率是系统工作频率的 1/16，因此可(kě)以用(yòng)来驱动其他(tā)外围芯片的时钟输入。当问外部存储器期间，将以1/12振荡频率输出。

    EA/VPP 该引脚為(wèi)低電(diàn)平时，则读取外部的程序代码 (存于外部 EPROM 中)来执行程序。  PSEN 此為(wèi)“Program Store Enable”的缩写。访问外部程序存储器选通信号，低電(diàn)平有(yǒu)效。在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器周期产生二次PSEN 信号。在执行片内程序存储器指令时，不产生PSEN信号，在访问外部数据时，亦不产生PSEN 信号。     P0  P0 口(P0.0~P0.7)是一个 8 位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总線(xiàn)（低 8位）和数据总線(xiàn)复用(yòng)。外部不扩展而单片应用(yòng)时，则作一般双向 I／O 口用(yòng)。P0 口每一个引脚可(kě)以推动 8个LSTTL负载。     P2  P2 口(P2.0~P2.7)口是具有(yǒu)内部提升電(diàn)路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，当访问外部程序存储器时，它是高8 位地址。外部不扩展而单片应用(yòng)时，则作一般双向 I／O 口用(yòng)。每一个引脚可(kě)以推动 4个LSTL负载。     P1  P1 口(P1.0~P1.7)口是具有(yǒu)内部提升電(diàn)路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，其输出可(kě)以推动4个LSTTL负载。仅供用(yòng)户作為(wèi)输入输出用(yòng)的端口。     P3  P3 口(P3.0~P3.7)口是具有(yǒu)内部提升電(diàn)路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，它还提供特殊功能(néng)，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能(néng)。其特殊功能(néng)引脚分(fēn)配如下：        P3.0  RXD串行通信输入        P3.1  TXD串行通信输出         P3.2  INT0 外部中断 0输入，低電(diàn)平有(yǒu)效        P3.3  INT1 外部中断 1输入，低電(diàn)平有(yǒu)效        P3.4  T0计数器 0外部事件计数输入端        P3.5  T1计数器 1外部事件计数输入端         P3.6  WR外部随机存储器的写选通，低電(diàn)平有(yǒu)效        P3.7  RD 外部随机存储器的读选通，低電(diàn)平有(yǒu)效        2.1.2 步进電(diàn)机模块与驱动        步进電(diàn)机是将電(diàn)脉冲信号转变為(wèi)角位移或線(xiàn)位移的开环控制元件。在非超载的情况下，電(diàn)机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给電(diàn)机加一个脉冲信号，電(diàn)机则转过一个步距角。这一線(xiàn)性关系的存在，加上步进電(diàn)机只有(yǒu)周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用(yòng)步进電(diàn)机来控制变的非常的简单。 

      2.1.2.1 步进電(diàn)机        步进電(diàn)动机是纯粹的数字控制電(diàn)动机：它将電(diàn)脉冲信号转变成角位移．即结一个脉冲信号，步进電(diàn)动机就转动一个角度．因此作常适合于单片机控制。近30年来．数字技术、计算机技术和水磁材料的迅速发展．推动厂步进電(diàn)动机的发展，為(wèi)步进電(diàn)动机的应用(yòng)开辟了广闹的前景。       步进電(diàn)动机有(yǒu)如下特点。        1、步进電(diàn)动机的角位移与输入脉冲数严格成正比具有(yǒu)良好的跟随型。以由步进電(diàn)动机与驱动電(diàn)路组成的开环数控系统，既非常简单、廉价，又(yòu)非常可(kě)靠。同时．它也可(kě)以与角度反馈环节组成高性能(néng)的闭外数控系统。        2、步进電(diàn)动机的动态响应快。易于起停、正反转及变速。   

     3、速度可(kě)在相当宽的范围内平滑调节。低速下仍能(néng)保证获很(hěn)大转矩，因此，一般可(kě)以不用(yòng)减速器而直接驱动负载。        4、步进電(diàn)动机只能(néng)通过脉冲電(diàn)源供電(diàn)才能(néng)遠(yuǎn)行。它不能(néng)直接使用(yòng)交流電(diàn)源和直流電(diàn)源，       5、步进電(diàn)动机存在振荡和失步现象．必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。       7、步进電(diàn)动机自身的噪音和振动较大．带惯性负载的能(néng)力较差。 步进電(diàn)机工作原理(lǐ)  将A相断電(diàn)。同时将Kb合上，使处于1/3个齿距角的B相通電(diàn)，并建立磁场。转子在電(diàn)磁力的作用(yòng)下，向与B相成对齿的位置转动。其结果是：转子转动了1/3个齿距角，B相与转子形成对齿：C相与转子错1/3个齿距角；A相与转子错2/3个齿距角；        相似地．在B相断電(diàn)的同时，合开开关Kc给C相通電(diàn)建立磁场。转子又(yòu)转动了1/3个齿距角。与C相形成对齿，并且A相与转子错1/3个齿距角；B相与转于错2/3个齿距角。        当C相断電(diàn)。再给A相通電(diàn)时，转子又(yòu)转动1/3个齿距角。与A相形成对齿，与B、C两相形成错齿。至此，所有(yǒu)的状态与最初时一样．只不过转子累计转过了一个齿距。  

      可(kě)见，如于按A-B-C-A顺序轮流给各相绕组通電(diàn)，磁场按A-B-C方向转过了360度。转子则沿相同方向转过一个齿距角。        同样。如果改变通電(diàn)顺序，即按与上面相反的方向(A-C-B-A的顺序)通電(diàn)，则转子的转向也改变。       如果对绕组通電(diàn)一次的操作称為(wèi)一拍，那么前面所述的三相反应式步进電(diàn)动机的流通電(diàn)就需要三拍。转于每拍走一步．转一个齿距角需要3步。        转子走一步所转过的角度称為(wèi)步距角，θN可(kě)用(yòng)下式计算 式中 N--步进電(diàn)机工作拍数。        自动门设计选用(yòng)的是三相六拍的工作方式，即：步进電(diàn)动机的正转通電(diàn)顺序為(wèi)：A-AB-B-BC-C-CA；反转通電(diàn)顺序為(wèi)：A-AC-C-CB-B-BA。磁场旋转一周。通電(diàn)需要换相6次(即六拍)，转子才转动一个齿距角。       如于转子转动一个齿距角要六伯。根据上式，六拍工作时的步进精度要高。六拍工作时，各相通電(diàn)的電(diàn)压和電(diàn)流波形如下图所示。可(kě)以看出．在使用(yòng)六拍工作方式时，有(yǒu)三拍是单相通電(diàn)，有(yǒu)三拍是双相通電(diàn)；对任一相来说，它的電(diàn)压波形是一个方波，周期為(wèi)六拍。其中毛三拍连续通電(diàn)，有(yǒu)三拍连续断電(diàn)。 六拍工作方式相電(diàn)压電(diàn)流波形         2.1.2.2 驱动控制系统组成        使用(yòng)、控制步进電(diàn)机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框图如下：   1、脉冲信号的产生与分(fēn)配。    

    步进電(diàn)动机的驱动電(diàn)路根据控制信号工作。在步进電(diàn)动机的单片机控制中，控制信号由单片机产生。其基本控制作用(yòng)如下。       控制换相顺序        步进電(diàn)动机的通電(diàn)换相顺序严格安照步进電(diàn)动机的工作方式进行。通常我们把通電(diàn)换相这—过程称為(wèi)

脉冲分(fēn)配。三相六拍步进電(diàn)机工作方式通電(diàn)换相的正序是A-AB-B-BC-C-CA；反序為(wèi)A-CA-C-BC-B-AB；共有(yǒu)八个通電(diàn)状态P1口输出控制信号，0表示绕子通電(diàn)，1表示绕子断電(diàn)，则可(kě)以用(yòng)六个字来表示六个通電(diàn)状态。这六个字表示如下表：        通電(diàn)状态 P1.2(C) P1.1(B) P1.0(A) 控制字       A 1 1 0 06H       AB 1 0 0 08H       B 1 0 1 09H       BC 0 0 1 01H       C 0 1 1 03H       CA 0 1 0 02H