基于單片機的自動車庫門設計資料（未完成）求幫助

ID:347170 · 發表于 2018-6-7 21:32

單片機綜合實驗

基于單片機自動車庫門的設計

專業    機械電子工程
班級
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指導教師
提交日期____年___月___日

摘要
本設計主要利用單片機控制車庫門的自動開啟與關閉。系統采用80C51單片機和L298N驅動芯片。自動門的控制按鈕信號通過單片機并行接口P3輸入到單片機內進行數據處理，在通過并行口P1輸出，控制自動門的動作，當執行車庫門前進指令5S后自動門開始前進，直到接觸到前進限位開關時，車庫門停止前進。當執行車庫門后退指令5S后，車庫門向后運動到接觸后限位開關是停止其控制電路簡單、實用、可靠性好。具體設計如下所述。

目錄
一實驗目的和內容2
二系統總體設計2
1 總電路圖2
2單片機3
21單片機的概述以及應用3
22 MCS51單片機的內部結構4
23 單片機的引腳分配5
3 L298N驅動芯片10
4單片機并行口分配13
5功能流圖13
三實驗結果和分析14
四總結與體會19
參考文獻22
附錄23

一實驗目的和內容

本設計主要利用單片機控制車庫門的自動開啟與關閉。系統采用80C51單片機和L298N驅動芯片。自動門的控制按鈕信號通過單片機并行接口P3輸入到單片機內進行數據處理，在通過并行口P1輸出，控制自動門的動作，當執行車庫門前進指令5S后自動門開始前進，直到接觸到前進限位開關時，車庫門停止前進。當執行車庫門后退指令5S后，車庫門向后運動到接觸后限位開關是停止其控制電路簡單、實用、可靠性好。具體設計如下所述。

二系統總體設計

1 總電路圖

2單片機

2.1單片機的概述以及應用

單片機全稱單片微型計算機（Single Chip Microcomputer），簡寫MCU微型控制器。它專為工業控制、測量而設計，具有集成度高、可靠性高、性價比高的三高優勢，體積小、功能全的特點，主要應用于計算機外設、智能儀器儀表、家用電器、工業檢測與控制、通信設備等，嵌入式工程師能夠根據應用對象的需求，選擇合適的單片機，進行各種系統設計以及程序設計，系統按照程序指令完成規定工作。

2.2 MCS51單片機的內部結構

單片機是在芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時/計數器、多功能接口等基本功能部件的大規模集成電路。

MCS51單片機包由以下九部份構成：

一個8位CPU
4KB ROM程序存儲器；
一個片內振蕩及時鐘電路；
128字節RAM數據存儲器；
可尋址64KB外部數據存儲器和64KB內部程序存儲空間的控制電路；
兩個十六位的定時/計數器；
一個可編程全雙工串行口；
5個中斷源、兩個優先級嵌套中斷結構；
32條可編程的I/O線。

2.2.1單片機的結構特點

2.2.1.1單片機的CPU

單片機的核心部件是CPU，主要由運算器和控制器等部件組成。CPU內部有一定數量的通用和專用寄存器，單片機在RAM數據存儲器區開辟了一個工作寄存區，該區分為四組，每組八個寄存器，共計32個工作寄存區，起通用寄存器的作用。另外單片機還有21個特殊功能寄存器SFR（Special Function Register），起專用寄存器作用，用來設置片內電路的運行方式和電路運行狀態的記錄。特殊功能寄存器的存在使得定時/計數器、串行口、中斷邏輯等能夠集成在同一塊芯片上。

2.2.1.2單片機的存儲器

單片機的存儲器用于存放數據和程序，數據存儲器和程序存儲器分成兩個不同的地址空間，利用不同的尋址方式和不同的地址指針進行尋址。

2.2.1.3單片機的輸入輸出接口

單片機的輸入輸出接口由P0-P3四個8位雙向I/O口組成。外設能夠直接通過這幾個口線接入，無需外加接口芯片。P0-P3的各個端口能按字節和位輸入輸出，總共32個接口，位控制極其方便。P0口為三態雙向口，能夠帶8個TTL電路，P1-P3口為準雙向口，能帶4個TTL電路，因此在外設驅動電流大的情況下可加接驅動器。

2.2.1.4單片機的通信方式

51系列單片機自身有全雙工的異步通信接口，兩機之間發送與接收能夠同時進行。用戶可根據不同的需求選擇合理的工作方式實現雙機或多機通信。

2.3單片機的引腳配置

單片機的引腳可分為可總線擴展和不可總線擴展兩種。MCS-51系列單片機AT89S52的引腳圖如下圖：

圖2.3-1 AT89S52的引腳圖

可總線擴展的單片機有44個引腳，常見的40個引腳配置及功能說明如下：

Vss：接地端。
Vcc：電源端，接+5V電源。
XTAL1：接外部晶體的一個引腳，當單片機CHMOS采用外部時鐘信號時，由此引腳引入時鐘信號。
XTAL2：接外部晶體的一個引腳，當單片機HMOS采用外部時鐘信號時，由此引腳接入外部時鐘信號。
RSTVpD：復位、備用電源輸入端。Vcc掉電后，由此引腳接入備用電源，低功耗時保持內部RAM數據的完整。
ALE/PORG：地址鎖存允許；在8751單片機內當EPROM編程時，由該腳引入編程脈沖。
PSEN:程序存儲器允許。
EA/Vpp:EA=0時，單片機只訪問外部程序存儲器；在8751單片機片內EPROM編程期間，由此引腳引入21V編程電壓。
P0.0—P0.7：P0數據/低8位地址復用總線端口。結構圖如圖（2.3-2）
P1.0—P1.7：P1靜態通用端口。結構圖如圖（2.3-3）
P2.0—P2.7：P2高8位地址總線動態端口。結構圖如圖（2.3-4）
P3.0—P3.7：P3雙功能靜態端口。結構圖如圖（2.3-5）

圖2.3-2 P0口位結構

圖2.3-3 P1口位結構

圖2.3-4 P2口位結構

圖2.3-5 P3口位結構

L298N驅動芯片

4 單片機并行口分配

輸入			輸出
單片機并行口	自動車庫門控制按鈕	按鈕功能	單片機并行接口	自動車庫門控制按鈕	按鈕功能
P2.3	SB1	關門開關	P1.0	Y1	關門
P2.2	SB2	開門開關	P1.1	Y2	開門
P2.1	SB3	停止開關
P3.4	SQ1	限位開關
P3.5	SQ2	限位開關