摘  要: 通過以SD02型熱釋電傳感器等器件組成的紅外感應(yīng)模塊,將檢測到的人體信號(hào)傳送給以STC89C52單片機(jī)為核心的單片機(jī)模塊;單片機(jī)模塊根據(jù)設(shè)定程序檢測前級(jí)送入信號(hào),并作出判斷輸出電信號(hào)控制后級(jí)驅(qū)動(dòng)模塊,；驅(qū)動(dòng)模塊采用SH-215B高性能細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，其輸出控制電機(jī)運(yùn)行,。
關(guān)鍵詞: 單片機(jī); 門控系統(tǒng); 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)

    門控,又稱為出入管理控制系統(tǒng),。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高,，各種方便于生活的自動(dòng)門控系統(tǒng)開始進(jìn)入了人們的生活,。以單片機(jī)為核心的自動(dòng)門系統(tǒng)就是其中之一。采用單片機(jī)作為門控系統(tǒng)的核心,，其優(yōu)點(diǎn)是通過單片機(jī)程序編寫可以替代部分外部硬件電路,減少成本投入,；還可實(shí)現(xiàn)門控系統(tǒng)功能升級(jí),為以后門控系統(tǒng)的發(fā)展提供更好的兼容。本文對(duì)以單片機(jī)為核心的門控系統(tǒng)作了具體設(shè)計(jì)和分析,。
1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    該門控系統(tǒng)主要由紅外感應(yīng)模塊,、鍵盤模塊、STC89C52模塊,、驅(qū)動(dòng)模塊和電機(jī)模塊5大模塊構(gòu)成,，如圖1所示。其中,，紅外感應(yīng)模塊電路圖如圖2所示,，STC89C52模塊電路如圖3所示,，驅(qū)動(dòng)模塊電路采用四宏公司的SH-215B高性能細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,電機(jī)采用四宏公司的四線步進(jìn)電機(jī)。

2 各模塊設(shè)計(jì)
2.1 紅外感應(yīng)模塊
    圖2電路中,三端穩(wěn)壓器型號(hào)為78L05,；T1為熱釋電傳感器,型號(hào)為SD02,；為了增加熱釋電傳感器的探測距離,可在傳感器前方加裝菲涅爾透鏡[1];運(yùn)算采用LM324；在傳感器電路后級(jí)加裝帶通放大器,，放大器的中心頻率約取1 Hz,。放大器帶寬對(duì)靈敏度和可靠性的影響大,帶寬窄，則噪聲小,，誤測率低,；帶寬寬，則噪聲大,，誤測率高,，但對(duì)快、慢速移動(dòng)響應(yīng)好,。第一級(jí)LM324運(yùn)放及其外圍器件構(gòu)成同相比例運(yùn)放,，其放大倍數(shù)由R4與R3的比值確定；第二級(jí)LM324及其外圍電路構(gòu)成反相比例運(yùn)放電路,，在第二級(jí)LM324組成的運(yùn)放電路中,，其+端接入后級(jí)電路的反饋信號(hào)；第三級(jí)LM324及其外圍電路構(gòu)成比較器電路,同時(shí)該級(jí)輸出信號(hào)經(jīng)1N4148及相應(yīng)阻容元件反饋到前級(jí)放大器的同相輸入端,；最后一級(jí)LM324輸出信號(hào)作為下級(jí)單片機(jī)模塊電路的觸發(fā)信號(hào),。

2.2 單片機(jī)模塊
    圖3電路為單片機(jī)模塊，其中J3為上拉電阻,，Power為電源接口,，CON6為外接驅(qū)動(dòng)接口。單片機(jī)采用STC89C52型號(hào),。該模塊電路識(shí)別紅外感應(yīng)模塊電路所產(chǎn)生的信號(hào),經(jīng)過內(nèi)部程序處理；輸出信號(hào)控制后級(jí)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路工作,從而使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),。單片機(jī)模塊電路同時(shí)外接鍵盤模塊電路,。按鍵盤電路中相應(yīng)功能按鈕可以給門控系統(tǒng)設(shè)密，也可采取直接進(jìn)入模式[2],。
2.3 驅(qū)動(dòng)模塊
    SH-215B高性能細(xì)分驅(qū)動(dòng)器采用美國高性能專用微步距電腦控制芯片,，細(xì)分?jǐn)?shù)可根據(jù)用戶需求專門設(shè)計(jì)，開放式微電腦可根據(jù)用戶要求把控制功能設(shè)計(jì)到驅(qū)動(dòng)器中,，組成最小控制系統(tǒng),。該控制器適合驅(qū)動(dòng)中小型的任何兩相或四相混合式步進(jìn)電機(jī)。由于其采用了新型的雙極性恒流斬波技術(shù),，使電機(jī)運(yùn)行精度高,、振動(dòng)小,、噪聲低、運(yùn)行平穩(wěn),。
    單片機(jī)輸出4個(gè)信號(hào)供給驅(qū)動(dòng)器,分別是+5 V,、CP脈沖、方向控制信號(hào)DIR,、使能信號(hào)ENA,。CP脈沖、DIR,、ENA這3路信號(hào)在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部經(jīng)光電耦合到后級(jí)電路,；同時(shí)，SH-215B驅(qū)動(dòng)器要24 V供電,，如圖4所示,。輸出4根信號(hào)線接入兩相步進(jìn)電機(jī)的兩相繞組4根引出線上。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具體使用方法如表1所示[3-4],。

2.4 電機(jī)
    步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件,。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速,、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角,。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn),，使得在速度,、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變得非常的簡單，而方向由導(dǎo)電順序決定[5],。本設(shè)計(jì)中采用二相電機(jī),步距角為1.8°,。
    本文設(shè)計(jì)的門控管理系統(tǒng)使用方便、可靠性高,、系統(tǒng)維護(hù)方便,、適用范圍廣，并且價(jià)格低廉,。系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì),，可移植性高，加入指紋與視頻模塊即可以成為可視對(duì)講指紋門控系統(tǒng),。該系統(tǒng)在圖書館,、商業(yè)活動(dòng)中心等領(lǐng)域有很好的推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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