基于单片机的自动车库门的设计.doc

四川师范大学成都学院现代通信原理课程设计 PAGE PAGE 18 基于单片机的自动车库门的设计 前言 随着科学技术的发展，全国拥有汽车的人数越来越多，人们把对汽车的维护和管理看得越来越重，当然对于车库门的要求也逐步提高了，国外先进的车库门不断进驻中国市场，国内车库门行业滞后。自动车库门主要分为卷帘车库门和翻板车库门。本文主要针对卷帘车库门的自动化和控制系统作了具体说明，运用单片机和红外传感控制的方法，实现自动车库门的具体功能。考虑到车库的光线度，在车库内部安装了自动照明灯设置，当车库门启动以后灯自动亮自动熄灭，且具有自动识别的功能，为用户提供了安全方便的服务。也有利于国产自动车库门的发展。 本设计运用编解码芯片PT2262/PT2272以及315MHZ的无线收发模块来实现对车辆的识别，并控制单片机自动关和车库门的自动开启以及控制车库内部灯的照明系统，单片机对键盘上面输入的数据进行动态扫描，只有密码输入正确方能使单片机控制电机将车库门打开，反之蜂鸣报警器发出报警。单片机本身是一个嵌入式系统，并且是其他嵌入式系统的核心，在各个领域运用广泛发展迅速，为了更好的掌握单片机的工作原理，在此设计中，我采用51系列单片机来完成对自动车库门的一些控制。达到学以致用的目的。并且单片机存在以下优点：体积小、性能高；结构简单，方便使用；处理速度快；低功耗且适应能力强；性价比较高。 自动车库门 自动车库门功能分析 自动车库门是一种以遥控方式为系统控制的车库门，主要控制方式有手动控制、红外感应、无线遥控等。大体上分为卷帘式和滑板式车库门。卷帘式车库门安全装置附加有红外线对射和无线遥控系统，安全且防盗。滑板式车库门内置扭簧，扭力与门重力相当，门可以说是处于一个“零重量”状态，靠滑轮在内置轨道上面滑动，阻力小，耗能少，安全耐用。 自动车库门的应用 车库门在大型停车场的运用较广，且是停车场管理系统的核心部分，能够高效的管理车库以及疏导交通流量，使用价值高。自动车库门，大多数用在小型的私人别墅和豪华住宅，自动关闭效率高，采用专业的防盗安全技术，保障用户财产等安全。 设计任务 自动车库门的无线自动门电路（结构框图如图2.1-1所示） 4*4矩阵键盘数码管显示电机和照明 4*4矩阵键盘 数码管显示 电机和照明 AT89S51 单片机 编码芯片PT2262 315M无线发射模块 315M无线接收模块 解码芯片PT2272 SHAPE \* MERGEFORMAT 图2.1-1 车库门自动开闭系统电路结构框图 基本模块 单片机的最小系统电路部分。 编码芯片PT2262和315M的无线发射模块装置。 编码芯片PT2272和315M的无线接收模块装置。 4*4行列式扫描键盘电路部分。 红外数码管显示电路部分。 蜂鸣器、继电器、照明部分。 系统总体设计 单片机 单片机的概述以及应用 单片机全称单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），简写MCU微型控制器。它专为工业控制、测量而设计，具有集成度高、可靠性高、性价比高的三高优势，体积小、功能全的特点，主要应用于计算机外设、智能仪器仪表、家用电器、工业检测与控制、通信设备等，嵌入式工程师能够根据应用对象的需求，选择合适的单片机，进行各种系统设计以及程序设计，系统按照程序指令完成规定工作。 MCS51单片机的内部结构 单片机是在芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器、多功能接口等基本功能部件的大规模集成电路。 MCS51单片机包由以下九部份构成： 一个8位CPU 4KB ROM程序存储器； 一个片内振荡及时钟电路； 128字节RAM数据存储器； 可寻址64KB外部数据存储器和64KB内部程序存储空间的控制电路； 两个十六位的定时/计数器； 一个可编程全双工串行口； 5个中断源、两个优先级嵌套中断结构； 32条可编程的I/O线。 单片机的结构特点 单片机的CPU 单片机的核心部件是CPU，主要由运算器和控制器等部件组成。CPU内部有一定数量的通用和专用寄存器，单片机在RAM数据存储器区开辟了一个工作寄存区，该区分为四组，每组八个寄存器，共计32个工作寄存区，起通用寄存器的作用。另外单片机还有21个特殊功能寄存器SFR（Special Function Register），起专用寄存器作用，用来设置片内电路的运行方式和电路运行状态的记录。特殊功能寄存器的存在使得定时/计数器、串行口、中断逻辑等能够集成在同一块芯片上。 单片机的存储器 单片机的存储器用于存放数据和程序，数据存储器和程序存储器分成两个不同的地址空间，利用不同的寻址方式和不同的地址指针进行寻址。 单片机的输入输出接口 单片机的输入输出接口由P0-P3四个8位双向I/O口组成 。外设能够直接通过这几个口