基于單片機(jī)的光電檢測裝置設(shè)計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 Sn:380CM 外殼材料：塑料 檢測物體：透明或不透明體 AT89C52 部分 AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本 [3] 。 其主要 功能特性如下： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 其 AT89C52 單片機(jī)外觀如下： 基于單片機(jī)的光電檢測裝置設(shè)計 8 圖 43 AT89C52單片機(jī)外觀圖 A/D 轉(zhuǎn)換部分 在設(shè)計中， 為了實(shí)現(xiàn)光電傳感器與單片機(jī)的連接，本系統(tǒng)采用 A/D轉(zhuǎn)換部分對采集到的進(jìn)出自動門的人員感應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 利用單片機(jī)寫啟動 A/D轉(zhuǎn)換部分 ，轉(zhuǎn)換結(jié)束后再由 光電傳感器采集到的信號 向 AT89C52發(fā)出中斷請求信號， CPU響應(yīng)中斷請求。通過對譯碼器的讀操作，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并送到被測量的相應(yīng)存儲區(qū)。再重新選擇被測量，并再次啟動 A/D轉(zhuǎn)換后中斷返回 。 其組成框圖 44如下： 圖 44 A/D轉(zhuǎn)換部分框圖 5 自動門模型設(shè)計 首先 ，自動門模型由 以 下幾部分構(gòu)成： （ 1）主控制器： 這里指單片機(jī)， 它是自動門 的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令， 控制電機(jī) 或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。 （ 2）感應(yīng)探測器： 這里指光電傳感器， 負(fù)責(zé)采集外部信號， 如同 人們的眼睛，當(dāng)有光電傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換部分 AT89C52 單片機(jī) 基于單片機(jī)的光電檢測裝置設(shè)計 9 移動的物體進(jìn)入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號 。 （ 3） 同步交流電機(jī) ： 提供開門與關(guān)門的主動力，控制門扇 開關(guān)門 運(yùn) 行 。 （ 4）門扇行進(jìn)軌道：就 像 火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn) 。 （ 5）門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運(yùn)行。 （ 6）同步皮帶 ：用于傳輸 電機(jī) 所產(chǎn) 生的 動力，牽引門扇 的打開或關(guān)閉。 （ 7）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時出現(xiàn)前后門體擺動 。 同時，要了解自動門 完成一次開門與關(guān)門 的工作流程 ，其工作流程如下： 感應(yīng)探測器 (光電傳感器 )探測到有人進(jìn)入時，將脈沖信號傳給 單片機(jī) ， 單片機(jī) 判斷后通知 電機(jī) 運(yùn)行，同時監(jiān)控 電機(jī) 轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知 電機(jī) 在一定時候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。 電機(jī) 得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動力傳給同步帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使門扇開啟；門扇開啟后由 單片機(jī) 作出判斷，如需關(guān)門，通知 電機(jī) 作反向運(yùn)動，關(guān)閉門扇 。 最后，進(jìn)行自動門模型的制作。 6 程序設(shè)計 Keil 軟件的學(xué)習(xí) Keil 是德國 KEIL 公司開發(fā)的單片機(jī)語言編譯器，使得開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用程序變得方便快捷。 Keil 的編譯器和鏈接器包括 C5 A5 L51 和 BL51。 C51 是 C 語言編譯器，其功能是將 C 源代碼編譯生成可重新定位的目標(biāo)模塊。 A51 是匯編語言編譯器， 其功能是將匯編源代碼編譯生成可重新定位的目標(biāo)模塊。 L51 鏈接／定位器，其功能是將匯編源代碼編譯生成可重新定位的目標(biāo)模塊文件（ .OBJ） , C 源代碼編譯生成可重新定位 的目標(biāo)模塊文件（ .OBJ） ,與庫文件鏈接、定位生產(chǎn)絕對目標(biāo)文件（ .ABS）。 BL51 也是鏈接／定位器，它比 L51 鏈接／定位器多了可以鏈接定位大于 64KB 的程序，具有代碼域切換功能和可用于 RTX51 實(shí)時多任務(wù)造作系統(tǒng)等功能 [13] 。 本次程序設(shè)計采用 C51 C 語言編譯器進(jìn)行 C 語言 編程 。其編 程 過程如下：（ 1） 項目的建立：項目命名和選擇 CPU；（ 2）給項目加入程序文件：此程序采用 C 語言編程即 C 文件；（ 3） 項目的編譯鏈接； (9)編譯鏈接后，會產(chǎn)生一“ .hex” 文 件，該文件可以燒錄到的單片機(jī)中運(yùn)行。 程序設(shè)計流程 系統(tǒng)的軟件程序主要可分為主程序和中斷服務(wù)程序組成。其系統(tǒng)功能分析如下： （ 1） 系統(tǒng)工作流程分為兩種情況：有人員進(jìn) 出和 無人員進(jìn)出。當(dāng)有人要進(jìn)出時，門接收到信號而 自動 打開；無人進(jìn)出時，門是閉合的。即在初始狀態(tài)下，自動門是閉合的。 基于單片機(jī)的光電檢測裝置設(shè)計 10 （ 2）自動門的開合由控制信號和門限反饋信 號 兩者共同決定。接收到控制信號后， 若此時的門狀 態(tài) 是開的，則不必驅(qū)動電機(jī)，只要繼續(xù)保持開狀態(tài)即可；如若門的狀態(tài)是 閉合的，則要驅(qū)動電機(jī)使門打開。 （ 3）若沒有連續(xù)的人員進(jìn)出，則門的開合有 一個 最低限度的延時， 即 人員通過后 ，在延時過后 門自 動 閉合。 （ 4） 在系統(tǒng)中完成顯示與報警功能。當(dāng)門打開時， 顯 示燈為綠色，表示人員可以進(jìn) 出； 若是系統(tǒng)發(fā)生故障，自動門無法正常開合時，顯示燈變?yōu)榧t色。 其 基于 AT89C52 單片機(jī) 的開關(guān)門 C 語言程序設(shè)計流程圖如下 圖 61 所示： 圖 61 程序設(shè)計流程圖 程序的編寫完成 基于單片機(jī)的光電檢測裝置設(shè)計 11 本 次自動門 設(shè)計的程序采用 C 語言進(jìn)行編譯，其主要包括控制電機(jī)正傳子程序，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)子程序，報警子程序和串行口程序等幾部分。 本課題研 究的是光電檢測裝置的系統(tǒng)設(shè)計，因此程序編譯初期 僅 圍繞本課題編譯了自動門的開關(guān)門程序，其編譯過程如下所示： 定義門狀態(tài)數(shù)組： uchar zhuangtai[5]。//狀態(tài)數(shù)組 ,依次為門開 0，門關(guān) 1，電機(jī)正轉(zhuǎn) 2，電機(jī)反轉(zhuǎn) 3， A 代表是， B 代表否 光電開關(guān) 1 輸入： sbit guangdian1=P0^0。 光電開關(guān) 2 輸入 ： sbit guangdian2=P0^1。 電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出 ： sbit dianjizhengzhuan=P1^0。 電機(jī)反轉(zhuǎn)輸出 ： sbit dianjifanzhuan=P1^1。 開門函數(shù) ： void Kaimen(void) { if(!kaimen) {dianjifanzhuan=0。 Dianjizhengzhuan =1。 menzhuangtai[3]=39。B39。 menzhuangtai[2]=39。A39。 } else {dianjifanzhuan=0。 dianjizhengzhuan=0。 menzhuangtai[3]=39。B39。 menzhuangtai[2]=39。B39。 } } 關(guān)門函數(shù)： void Guanmen(void) { if(!guanmen) {dianjizhengzhuan=0。 dianjifanzhuan=1。 menzhuangtai[3]=39。A39。 menzhuangtai[2]=39。B39。 } else {dianjifanzhuan=0。 dianjizhengzhuan=0。 menzhuangtai[3]=39。B39。 基于單片機(jī)的光電檢測裝置設(shè)計 12 menzhuangtai[2]=39。B39。 } } 正常狀態(tài)的開、關(guān)門控制： if(guangdian1||guangdian2)