基于单片机在卷帘门中的应用与设计_开题报告

（1）本选题国内外研究状况综述

 进入21世纪，门的安全设计理念尤为重要，表现在实施的有效性，与环境的和谐性。门被大规模专业化生产可追溯到150年前，随着生产技术的不断发展和完善，一些规模大、专业性强的制造商脱颖而出，目前已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。

自动门的控制方法很多，从控制器的不同来说，有继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运行现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。

从卷帘门在智能控制器的选择上，自动门的主控器有单片机和PLC两种。单片机控制具有体积小，成本低等特点受到许多生产厂家和用户的青睐，过去由于国内自动卷帘门制造技术起步较晚，缺乏相关国家标准，导致国产卷帘门档次质量良莠不齐，近年来随着专业分工，呈现了专业生产主要部件的厂家，这一趋势使得生产门槛降低。目前，在自动门应用方面，我国已逐步后来居上，但还可以做的更好。

目前单片机也渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机，以及程控玩具等等，这些都离不开单片机。

　单片机控制系统对电机的控制与运动精度要求较高，所以综合了多种因素考虑选择了步进电机为动力执行元件。而容错设计是最重要的设计，接地、滤波等都是可靠性与容错性的设计，但是这类硬件极其复杂。并且过度引入硬件，会出现电路板老化、引出新噪音以及增加成本等缺点。整个系统的可靠性和稳定性全由节点智能模块决定，而各节点智能模块具有独立工作能力并受控于前置计算机，控制中心可以完整整个控制工作，以便提准确及时的数据信息。

单片机控制系统存在干扰问题，干扰的来源分为一下几种①空间感应干扰。空间感应的干扰主要来源于电磁场在空间的传播。②过程通道抗干扰。过程通道是单片机控制系统的输入、输出以及单片机与其他智能装置之间进行信息传输的路径③地电位波动干扰。由于整个单片机控制系统接地线不同，它们之间存在着一定的电位差。④电源系统干扰。计算机控制系统一般由交流电网供电，电网的各种冲击、射频的波动都将会导致系统的电源电压的波动，从而对单片机控制系统造成干扰。⑤长线传输干扰。单片机控制系统的被控对象与单片机之间一般存在或长或短的距离，当信号在信号传输时传输线的终端阻抗不匹配，或者信号传输中的延时，都会对系统产生干扰。

  本次选题主要是单片机控制步进电动机，步进电动机在工作的过程中,不断地接受单片机产生的脉冲信号,信号的频率控制了步进电动机的运动规律。由于信号是方波,同时电动机各相绕组需按指定顺序轮流导通,对单片机控制回路会产生较大的电磁干扰,引起步进电动机工作状态不稳及电器元件的损坏,直接影响到系统的可靠性和产品的质量。在任何系统中,形成电磁干扰需要具备三个条件:干扰源的存在;对干扰源产生的干扰能量敏感的接受单元;耦合通道。抑制电磁干扰的措施：1.采用光电隔离电路。2.在驱动回路中,适当减缓MOSFET开关的开通速度。3.合理选择主变压器的铁芯结构,降低漏磁强度。4.合理布线。5.合理的接地设。

（2）本选题研究的主要内容

本次设计也是从单片机控制步进电机为出发点，主要学习和研究物流卷帘门的结构和自控原理，本方案拟以AT89S5控制芯片作为整个系统的控制中心，步进电机ULN2003A驱动芯片为驱动器，结合正转、反转和制动三个按钮控制步进电机实现卷帘门的上升、下降及停止功能以及相应状态显示;利用Protel99 SE软件搭建硬件模拟电路;利用Keil C51软件实现系统功能仿真。

^范文提纲

绪 论

（1）设计背景

（2）设计内容

（3）设计意义

第二章 方案设计与技术基础

（1）元器件介绍

（2） 系统整体设计方案

第三章  硬件电路设计

（1）电源设计

（2）电机驱动电路

（3）按键控制电路

（4）状态显示电路

第四章  单片机系统软件设计

（1）系统程序框图

（2）电机控制程序

（3）显示程序设计

第五章  系统安装与仿真调试

（1）系统安装

（2）系统仿真调试

（3）软件仿真调试

（4）硬件调试

第六章 结束语

参考文献

致谢

三、参考文献

（1）《4SQL Server实用教程》郑阿奇，刘启芬，顾韵华著,电子工业出版社.2002 

（2）《单片机应用系统开发实例导航》 勒达,人民邮电出版社，2003.10.1-33.

（3）《一读就通51单片机开发》王守中,北京电子工业出版社，2011.2. 

（4）《单片机接口模块应用与开发实例详解》薛小玲，刘志群，贾俊荣,北京,北京航空航天大学出版社，2010.1.

（5）《单片机原理与应用》刘华东,电子工业出版社

（6）《16/32位微机原理汇编语言及接口技术机械工业出版社》钱晓捷，陈涛2006.7

（7）《电机控制技术》李铁生，杜坤梅,哈尔滨工业大学出版社

（8）《基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例北京机械工业出版社》蒋辉平，周国雄,2009.4

（9）《发展文学-门建设中的学科》刘彦武,中央编译出版社

（10）《单片微型计算机原理应用及接口技术》张迎新,北京，国防工业出版社，1996

（11）《基于单片机的测试原理与应用》陈步月,机械工业出版社，2007年

（12）《Digital PID controller design for multivariable analogue systems with computational》[J]．Zhang et al．IMA J Math Control Info，2004