首页〈浩博娱乐平台本文基于自动感应门在日常生活中的广泛应用．提出设计一款基千单片机的自动门控制系统。该系统以AT89C51单片机为控制核心，选用热释电人体感应传感器检测是否有人员进入，选用红外传感器检测当前门的状态。并选用步进电机控制门的开和关。该系统能够自动检测是否有人靠近门，并判断当前门所处的状态，从而实现门的自动打开和关闭。本系统的特点在于选用新型的人体检测传感器，这可以保证系统能够更加稳定的工作。此外，本系统还选用了红外传感器来检测当前门的状态，从而实现门的智能控制。

　　目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 30825 摘 要 3 22880 第一章 绪论 5 8971 1.1 研究课题背景 5 19145 1.2 国内外发展概况 6 9726 1.3 课题研究的目的 6 15107 1.4 课题的研究内容及章节安排 7 28216 第二章 智能自动感应门系统控制系统的设计方案 7 2875 2.1 设计任务及要求 7 10235 2.2 方案选择 8 28494 2.3 方案的论证与分析 9 5580 2.4 对设计方案进行对比分析 9 28002 2.5 元器件选型 10 1055 （1）主控芯片 10 11096 （2）传感器 11 26510 （3）电机 12 183 （4）A/D转换芯片选择 14 24976 第三章 系统硬件部分设计 15 14588 3.1 总体设计 15 2051 3.2 主控制器设计 15 4476 3.2.1 芯片介绍 15 28180 3.2.2 时钟电路设计 18 5942 3.2.3 复位电路设计 18 8512 3.3数据转换模块 19 27716 3.3.1 A/D 转换器的选择 19 9091 3.3.2 ADC0808的介绍 19 31183 3.4 显示电路 20 29692 3.5 被动式热释电红外电路的设计 21 31413 四. 系统软件部分设计 23 381 1.主程序流程图 24 27709 2.主程序流程图 24 32489 3.显示程序设计 25 7565 五. 系统软件设计部分 26 3928 1.软件研发的背景 26 7109 2.软件程序设计 27 12357 3.基于Proteus电路图绘制 28 26595 第六章 结束语 29 14940 参考文献 29 3298 致 谢 30 摘 要 随蓿科技的进步和社会的发展，人们的生活水平得到了极大的提高。各种方便生活的自动控制系统进入了人们的生活，以单片机为核心的自动感应门控制系统就是其中之一，并在人们的日常生活中发挥蓿重要的作用。相比于传统的手推 门，自动感应门能够自动控制门的开关，还具有安全、稳定和美观等优点，自动感应门在银行、酒店、商场、写字楼等公共场所都得到了广泛的应用。 本文基于自动感应门在日常生活中的广泛应用．提出设计一款基千单片机的 自动门控制系统。该系统以AT89C51单片机为控制核心，选用热释电人体感应传感器检测是否有人员进入，选用红外传感器检测当前门的状态。并选用步进电机控制门的开和关。该系统能够自动检测是否有人靠近门，并判断当前门所处的状态，从而实现门的自动打开和关闭。 本系统的特点在于选用新型的人体检测传感器，这可以保证系统能够更加稳定的工作。此外，本系统还选用了红外传感器来检测当前门的状态，从而实现门的智能控制。 关键词：单片机；自动感应门；传感器；信号转换addition, the system also uses the infrared sensor to detect the current state of the door, so as to realize the intelligent control of the door. Key words: Single chip microcomputer;Automatic sensing door;Infrared sensor;Signal conversion 第一章 绪论 1.1 研究课题背景 现如今自动化、 信息化程度越来越高，单片机的应用领域也越来越广， 成为人们生活不可或缺的一部分。随省社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的 逐步提高，各种方便千生活的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。同时也标志着自动控制领域成为了数字化时代的一员。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。 本论文着重研究设计了以89C52单片机为主体， 热释电型红外线传感器， 直流步进电动机等为核心的自动门控制系统。它充分发挥了单片机的性能，其优点是硬件电路简单， 软件功能完善，控制系统可靠， 性价比较高， 具有一定的使 用和参考价值。 21世纪的今天， 门更加突出了安全理念， 强调了有效的防范通行、 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。 自动门广泛应用于大中型公共场所， 为这些建筑增添了亮丽、 时尚的姿态。 自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该 从人们对门功能的要求开始。 作为建筑物一部分的门， 从最基本的意义上讲， 要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。 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。 由于中国没有相关的自动门国家标准， 导致自动门档次、质噩良莞不齐， 因此最好选择一个由专业厂生产、 能提供较完善售后服务的自动门品牌 。 不要认为样本上全是外国语， 资料也是外国语的商品就是进口商品， 其实这样是违反国家规定的。真正的知名品牌， 合法的商品不会这 样做。 自动门平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加雷达， 当人走近自动 门时， 雷达感应到人的存在， 给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后， 再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理 ， 既方便又提高了建筑的档次， 于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。 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。 自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。二十年代后期， 美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响， 世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。1962年，电气式已开始出现，之后伴随省城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低， 然而伴随蓿电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟， 直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。例如：各种用可识别控制的自动专用门，如：感应自动门（红外感应，微波感应，触摸感应，脚踏感应）、刷卡自动门等。 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。门大规模专业化生产始千 150 年前，在不断发展和完善的过程中，涌现出大批独具规模的专业制造商。 1.2 国内外发展概况 20世纪20年代后期，随省美国的超级市场开放，自动门开始得到了广泛的应用。1945年，世界第一自动门品牌开发出了油压式和空气式自动门，并在办公楼正式的使用。从1960年开始，电气式的自动感应门开始出现，之后随着城市的建设，自动门技术得到了迅速的发展。 由千技术的限制，最初的自动门采用油压式和空气式来进行控制，能源利用率较低。随蓿技术的发展，使用电机控制技术得到了迅速的发展。目前自动感应门大多都采用直接控制电机的方式。 自动门是在上世纪90年代后进入中国， 并在国内发达的沿海地区得到了较 广泛的应用。最初，中国市场上的自动门主要来自欧美和日本等国家，随省自动 门的广泛应用，国内的自动感应门也得到了迅速的发展。并且在市场上占据了一定的份额。截至2012年底，中国自动门市场上已经有80余个品牌的自动门成套设备，2012年国内自动门销售市场规模达到了7. 2亿元。 目前中国已经成为全球自动门、电动门和出入口控制设备的最大市场及生产 制造中心，自动门的发展前景十分可观。此外，全球的自动门厂商都试图在中国谋求发展，这也使得自动门市场日趋激烈。自动门产品主要应用于经济相对发达的东部及东南沿海地区。其中北京、上海、广州和深圳是自动门产品的最大消费市场。随着外商投资向内地转移，自动门的使用地域也开始不断的向内陆发达城市延伸 。 1.3 课题研究的目的 目前，国内的自动感应门价格相对比较昂贵，使得自动感应门的应用受到了一定的限制。本系统基千单片机，提出设计一款使用新型的人体感应传感器和红外传感器的自动门控制系统。采用本系统可以极大的降低自动感应门的成本，从而推动自动感应门在国内的广泛应用。 1.4 课题的研究内容及章节安排 此次课题研究是针对当前自动感应门系统行业电子技术的发展和状况进行一个初步的了解而确立的，它的总体设计思路符合目前的社会需求，将微控制器技术和智能自动感应门系统控制系统紧密的结合在一起，做成了一系列成本低、性价比高、实用性高的智能自动感应门系统控制系统。本文一共分为五个章节： 第1章是绪论部分，就是简明的表述了这次设计的研究背景、研究条件以及研究它的目的。 第2章是智能自动感应门系统控制系统的设计方案，对设计任务与目标的详细表述和系统控制模块设计思路的论证与分析。 第3章是系统硬件设计部分，简明的陈述了AT89C51嵌入式开发系统控制电子秤的硬件电路模块设计方案，其中就包括单片机控制的各类控制器也有相关的介绍。 第4章是系统软件设计部分，编写主程序流程图、数模转换子程序流程图、报警子程序流程图等，使用C语言编程的方法将各种数据和系统控制模块以程序的形式编写出来，从而能够做到控制监控防盗报警系统的目的，同时根据硬件要求去调试，在相对准确的前提下，达到对自动感应门系统控制系统的完美控制。 第5章是系统仿真调试部分，对主程序进行编译，对原理图进行仿线章是总结部分，这次设计本人认真的总结了在做这个课题研究时碰到的各种困难以及自己去克服它的方法。 第二章 智能自动感应门系统控制系统的设计方案 2.1 设计任务及要求 本汽围绕系统的总体设计，介绍系统组成框图、主控芯片单片机的内部硬件资源及其接口技术、整个自动门系统所用到的其它IC的介绍。 2.2 方案选择 在设计开发该控制系统时，有两种方案可达到自动感应门系统的设计要求： 方案一：此控制系统主要由数据采集电路、时钟控制电路、数据显示电路、功能复位电路、嵌入式开发系统等五部分构成，是在该控制系统工作原理的基础上对单片机数据进行了扩展，同时引入外界设备对嵌入式开发系统的内部数据进行标定，能够让监控防盗报警系统达到智能控制的功能。这种方案，硬件设计电路比较简易，同时接口设计电路比较容易实现，并且在代码量上很大程度减少了代码。具体设计框图如图2-1所示： 时钟电路 时钟电路 复位电路数码管显示电路AT89C51单片机 复位电路 数码管显示电路 AT89C51单片机 数据采集电路 数据采集电路 图2.1:方案一框图 方案二：本系统主要由单片机及其外围电路、红外检测电路、直流步进电机控制电路等组成 正常工作时，单片机循环检测红外检测电路输出信号，据此产生直流电，机控制信号，电动机带动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应式 如门在控制关门过程中遇到人时门无条件朝相反方向打开。其原理方框图如2.1所示。 图2.2:方案二框图 2.3 方案的论证与分析 方案一： 该方案设计的自动感应门系统，可以达到智能测量的目标，但由于电子数码管有一定的局限性，在数据显示方面不能达到足够的精度。在称重过程中，若数码管的位数较低，不能达到要求，则测量的电压在精度方面不够准确，从而需要很多的数码管集成到电路中去。这样也要求系统的输入输出端口时增加更多的I/O接口，才能满足数码管的需求，相对较繁琐。 方案二： 我们所使用的MCU实际上是一种集成电路的微型计算机芯片，它将处理器、I/O口、RAM和ROM以及多种存储器集成在一块硅片上并且单片机的作用比较全，原理简易、操作便捷、控制电路速率快、可靠性高、芯片处理机制快、效率高、成本相对较低、使用比较灵活等优势。可以现实的位比较多，足够使用，同时测量精度也达到需求，符合本次设计。 2.4 对设计方案进行对比分析 针对这次毕业设计，我想设计出一个自动感应门系统控制系统的相关实物。方案二可靠性强，容易编程，运行较快，成本相对较低，结构简单，可靠性高，处理性能强，并且单片机的功能不断升级，在使用时只要考虑周到，也能很好的满足要求。另一方面，方案一在前端信号处理不足，而方案二在前端信号处理时，增加了数模转换方案，能够有效地处理信号，常符合设计要求。 经过我和老师的考虑，最后我们选择了用方案二作为该系统的控制器。在制作中，本人使用的是一款AT89C51系列芯片，后面会讲解详细的的芯片种类和相关介绍。 2.5 元器件选型 （1）主控芯片 单片机处理模块部分选用的芯片为89C52RC，屈于89C51RC系列。选用STC单片机的理由：降低成本，提升性能，原有程序直接使用，硬件无需改动。使产品更小，更轻，功耗更低。用STC提供的专用工具可很容易的将2进制代码、16进制代码下载进STC相关的单片机。 。 图2.2 STC89C52 引脚图 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能控制器，具有8K字节系统可编程存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 （2）传感器 热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如钻钦酸铅系陶瓷、钜酸锥、硫酸三甘钦等制成尺寸为2*1Ulll1的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由千自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10-20米范围内人的行动。 菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的＂盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时出的红外线就不断地交替从“百区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入从而强其能量幅度。 热释红外线传感器内部结构与电路如下图2-3所示。热释电传感器利用的正 是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有6T的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷6Q, 即在两电极之间产生微弱电压6V。由于它的输出阻抗极高，所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生 的电荷6Q会跟空气中的离子所结合而消失， 当环境温度稳定不变时，6T=O, 传感器无输出。当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生6T, 则有信号输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。热释电红外传感器的结构及内部电路见下图所示。传感器主要有外壳、 滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET 等组成。其中，滤光片设置在窗口处， 组成红外线通过的窗口。 滤光片为6rrun多层膜干涉滤光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约51run以下）可很好滤除。热释电元件PZT将波长在8rrun-12rrun之间的红外信号的微弱变化转变为电信号为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。 热释电红外探头的优缺点： 优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。 缺点：容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降 有时造成短时失灵。 图2.3 BISSOOOl 芯片 BISSOOOl 是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路， 它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置， 特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域， 或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。它不仅能和热释电红外传感器的输出良好地匹配， 而且也能和其他多种传感器进行匹配。它的内部是由运算放大器、电压比较器、与门电路、状态控制器、定时控制器、锁定时间控制器和禁止电路等组成。BISSOOOl 采用16 脚标准型塑料封装结构。 （3）电机 步进电动机是纯粹的数字控制电动机：它将电脉冲信号转变成角位移。即结一个脉冲信号，步进电动机就转动一个角度。因此非常适合千单片机控制。 近30 年来，数字技术、计算机技术和水磁材料的迅速发展。推动厂步进电动机的发展，为步进电动机的应用开辟了广阔的前景。 图2-7 步进电动机 步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比具有良好的跟随型。以由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统，既非常简单、廉价，又非常可靠。同时．它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭外数控系统。 步进电动机的动态响应快。易于起停、正反转及变速。 速度可在相当宽的范围内平滑调节。低速下仍能保证获很大转矩，因此，一般可以不用减速器而直接驱动负载。 步进电动机只能通过脉冲电源供电才能远行。它不能直接使用交流电源和直流电源。 步进电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施。 步进电动机自身的噪音和振动较大，带惯性负载的能力较差。 使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框图如图2-6 所示： 图2-8驱动控制系统方框图 步进电动机的驱动电路根据控制信号工作。 在步进电动机的单片机控制中，控制信号由单片机产生。 其基本控制作用如下反应式步进电动机控制换相顺序 步进电动机的通电换相顺序严格按照步进电动机的工作方式进行。通常我们把通电换相这一过程称为脉冲分配。三相六拍步 进电机工作方式通电换相的正序是 A-AB-B-BC-C-CA ; 反序为A-CA-C-BC-B-AB; 共有八个通电状态Pl口输出控制信号， 0表示绕子通电，表示绕子断电，则可以用六个字来表示 六个通电状态。 （4）A/D转换芯片选择 方案一：并行输出A/D转换器，如ADC0809。此类A/D接线复杂，占用单片机I/O口资源较大。 方案二：串行输出A/D转换器，如PCF8591。PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行IIC总线用于硬件地址设置，最多允许在IIC总线器件，而无需额外的硬件。 结合本次设计的任务要求，以及上诉两种方案的参照对比，决定采用方案二。PCF8591是具有I2C总线位A/D及D/A转换器。这就是说，它既可以作A/D转换也可以作D/A转换，电源电压典型值为5V。引脚图如图2.8所示。结构图如图2.9所示。 图2.8 PCF8591管脚图 图2.9 PCF8591结构图 AINO-AIN3:模拟信号输入端。 A0-A2:引脚地址端。 VDD、VSS:电源端。 SDA、SCL: 12C总线的数据、时钟线。 OSC:外部时钟输入端，内部时钟输出端。 VREF:其准电源端。 AGND:模拟信号地。 AOUT: D/A转换输出端。 EXT:内外部时钟选择线，使用内部时钟时EXT接地。 第三章 系统硬件部分设计 3.1 总体设计 本系统主要由单片机及其外围电路、红外检测电路、直流步进电机控制电路等组成。正常工作时， 单片机循环检测红外检测电路输出信号， 据此产生直流电机控制信号， 电动机带动门运行， 当系统检测到控制方式发生改变时， 系统进入相应式。如门在控制关门过程中遇到人时门无条件朝相反方向打开。 图3.1 原理方框图 3.2 主控制器设计 3.2.1 芯片介绍 这次毕业设计中所用到的AT89C51嵌入式开发系统是一种性能高、成本低、电压低、利用价值高的开发系统，而且功能方面也很丰富。这种嵌入式开发系统起始于51系列单片机，随后单片机技术的发展，最后形成了较为先进的AT89C51系列单片机。AT89C51具有很多优势的地方：性能较高；运行速度较快；集成效率高，不许用使用多块芯片；芯片能量消耗低，可以工作较长时间；相比其他同种系列单片机成本较低、外部设备足够使用，不用在电路中安装其他的外部设备；由于其自身的具有数据库，它方便用户实际开发。而且我们做的很多产品都是在51的基础上完成，对51系列的单片机相对来说较为熟悉。上述所说的AT89C51嵌入式开发系统各种优点足能够实现对智能电子秤的控制。 在本次设计中用到的嵌入式开发系统主要由七大部分组成，分别是中央控制单元、定时器、计数器、程序代码存储单元、信号存储单元、串并行端口和断点控制单元等；总线主要包含三种，信号数据总线、控制信号总线、地址存储总线等，总线、接口和控制单元能够实现设计需求。 此次控制系统设计中用到的中央处理器是嵌入式开发系统的核心控制大脑，实现对控制策略及算法的计算和控制功能。中央控制单元主要由两大部分组成，一个是运算器，另一个是控制电路，而且完全达到8位信号长度的中央控制单元，同时可以进行8位二进制信号的计算和程序运算，中央控制单元完全控制、协调和调度整个控制系统得完美运行，最终通过计算和控制系统的输入输出功能等操作。 嵌入式最小开发系统的接口定义和引脚介绍： 89C51系列嵌入式开发系统的引脚主要使用40Pin封装结构的双列直接DIP，该单片机的引脚介绍见下图，一共拥有40个引脚，电源正和接地两路，外部配有石英振荡器的时钟接口两路，一共拥有32个I/O引脚，都是8位数据宽度的，中断接口和P3接口主要以复用为主。该单片机的引脚介绍如图3-1 所示： 图3.1:方案二框图 控制引脚介绍： （1）ALE：整个系统在需要扩展时，P0接口是一个8位信号接口和低8位地址第一复用引脚。ALE主要将P0接口的低8位地址输出到锁中，将低8位地址与数据信号隔离。 （2）PSEN：主要对单片机内的ROM模块进行读取，前提是输入信号为低电平时，才会读取信号。 （3）EA：主要用于当输入信号为低电平时，限制对ROM模块的读取外设的代码存储器；当输入信号为高电平时，限制对ROM模块的读取单片机内部的代码存储器，而且能够延伸到外设的代码存储器。 （4）RST：当系统输入的复位信号延续两个周期以上都是高电平时，则认为复位信号有效，主要用来实现嵌入式开发系统的达到某种初始化。 （5）XTAL1和XTAL2：该接口用途主要用于将晶振电路连接到控制系统中。 并行I/O接口是控制系统的重要组成部分，P0接口的[P0 - p0.7]是一个八位双向I/O接口。P1端口[p1.0-p1.7]P1是一个8位双向I/0端口，具有内部上拉电阻。输出可驱动4 TTL。P2接口[p2.0-p2.7]是一个8位双向I/O接口，具有上拉电阻，输出时可驱动4 TTL。P3端口[p3.0-p3.7]是一个8位双向I/0端口，内部有上拉电阻，输出时可驱动4 TTL。此外，一些特殊功能也使用了P3端口。 表 3-1 P3 引脚的第二功能说明 P3引脚 功能 P3.0 串行通讯输入（RXD） P3.1 串行通讯输出（TXD） P3.2 外部中断 0申请（INT0） P3.3 外部中断 1申请（INT1） P3.4 定时器/计数器 0的外部输入（T0） P3.5 定时器/计数器 1的外部输入（T1） P3.6 外部数据存储器写选项 WR P3.7 外部数据存储器读选项 RD 3.2.2 时钟电路设计 嵌入式开发系统是相对繁琐的同时序控制电路，同时满足电路的同步工作，控制系统必须在同一个时钟电路信号下进行有序的控制下按时序进行执行。时钟电路主要在嵌入式开发系统工作时生成需要的时钟信号。同时时钟能够由内部或者外部任意一方产生。89C51系列嵌入式开发系统内部形式的时钟电路，是在XTAL1和XTAL2两个引脚接口接一个定时器件，这也构成了自激振荡控制电路。定时装置通常使用由石英晶体和电容器组成的并联谐振电路。本设计使用的内部时钟电路为石英晶体，具体如图3-2所示。 图3.2:方案二框图 3.2.3 复位电路设计 复位是使单片机或系统中的其他部件处于一定的初始状态。单片机的工作是从复位开始的，当第一个引脚在单片机中引入高电平并维持2个机器循环时，单片机内部就进行了复位操作。因为本设计采用的是电源复位，这里只介绍上电复位，如图3-3 所示。 图3.3:方案二框图 上电复位上电瞬间，电容充电电流最大，电容相当于短路，RST端为高电平，自动复位；电容俩端的电压达到电源电压时，电容充电电流为零，电容相当于开路，RST 端为低电平，程序正常运行。RST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。 3.3数据转换模块 信号采集转换电路在整个系统中的作用是至关重要的，主要把输入端的模拟电压信号转换成单片机能够识别处理的数字信号，然后传输给单片机系统进行相关操作。 3.3.1 A/D 转换器的选择 由于控制系统对精度需求较高，综合分析了系统的优缺点，设计中采用了12位A/D转换器ADC0808。ADC0808是一个8位A/D转换器芯片，最大分辨率为256级。有一个8通道多路开关，可以根据地址码锁定解码后的信号，在8通道模拟输入信号中只选择一个进行A/D转换。内部电源输入和参考电压的复用使得芯片的模拟电压输入在0到5V之间，而不需要进行零点和全刻度校准。芯片的转换时间只有100秒，并且有开关控制终端。工作温度范围为-40℃至85℃。低功耗，约15mw;双数据输出可作为数据校准，减少数据误差。 3.3.2 ADC0808的介绍 ADC0808是一种8位分辨率的A/D转换器芯片，最大分辨率为256级，可以适应模拟量转换的一般要求。芯片的转换时间只有100US，双数据输出可以作为数据验证，减少数据错误。转换速度快，性能稳定。 IN0 ~ IN7是一个8通道模拟输入终端，只连接一个电压信号。输入信号由直流电源和可调电阻提供。 OUT1~OUT8是8位二进制数字量的输出端，另一端连接AT89C51单片机进行数字转换。ADDA、ADDB和ADDC是3位芯片地址输入行，用于选择8个模拟输入中的一个。ALE是地址锁存器允许的信号。 其独立的芯片使输入和处理器控制更加方便。具有DI数据输入终端，可以方便地选择通道功能。pin函数如表3-3所示: 表 3-3 P3 ADC0808引脚功能 引脚 符号 功能说明 1-5,26-28 IN0-IN7 8路模拟量输入端 8，14-21 D1-D8 8路数字量输入端 23 ADDA 3位地址输入线 ALE 地址锁存允许信号，高电平有效 6 START AD转换启动脉冲输入端 7 EOC AD转换结束信号 9 OE 数据输入允许信号，高有效 10 CLK 时钟脉冲输入端 12 REF(+-) 基准电压 11 VCC 电源：+5V 13 GND 地 3.4 显示电路 显示电路的作用是显示被称重物体的重量。通过第一章，得出本设计采用LM016L液晶显示，具有数字多、精度高的优点。其接口电路如图3-7所示： 图3.7: LM016L液晶接口电路 LM016L模块，用HD44780控制器HD44780的功能简单而强大的指令集，可以实现字符，闪烁等功能，与单片LM016L单片机通信可以使用八个或四个并行传输两种方式，HD44780控制器包括两个8位寄存器，指令寄存器(IR)和数据寄存器(DR)忙标志(BF)，据几位RAM (DDRAM)，字符发生器(CGOROM)字符发生器的RAM (CGRAM)，RAM地址计数器(AC)。其引脚功能表如所示表3-5所示： 表 3-4 P3 ADC0832引脚功能 引脚 符号 功能说明 1 VSS 通常情况下接地 2 VDD 接电源（+5V） 3 VEE 液晶显示器对比 4 RS 寄存器选择 5 RW 读写信号端 6 E 使能端，下降沿使能 7 D0-D3 低4位三态、双向数据总线位三态、双向数据总线 被动式热释电红外电路的设计 此电路由热释电传感器（带菲涅尔透镜），带通放大器，比较电路，光控电路和输出电路组成组成。 菲涅尔透镜的作用是将人体辐射的红外线聚焦、集中，以提高探测灵敏度。 热释电传感器的功能是将人体辐射出为的特定波长的红

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