畢業(yè)設(shè)計（論文）有軌自動伸縮門的原理與調(diào)試（有軌自動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計）

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1、 福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 論文題目：有軌自動伸縮門的原理與調(diào)試 系 別：　電子信息工程　　　　 　　　　　 專 業(yè)：　電子信息技術(shù)　　　　　 　　　　　 班 級：　電子信息　　　　 學(xué) 號：　　　　　 　 　　　　　 學(xué)生姓名：　　　　 　　　 指導(dǎo)教師：　 　　　 　　 目錄 摘要 1 1.伸縮門的認識 1 1.1伸縮門的定義 1 1.2伸縮門的作用和特點 1 1.3有軌自動伸縮門系統(tǒng)的基本構(gòu)成 1

2、 2.無軌伸縮門控制系統(tǒng)工作原理 2 2.1.整流電路工作原理 3 2.2.主芯片管腳說明 3 2.3.開關(guān)電路工作原理 4 2.4.軟啟動電路工作原理 4 2.5.繼電器的工作原理 5 2.6.限位電路工作原理 5 2.7.紅外防撞電路工作原理 6 2.8.PT2272譯碼器管腳說明 6 3.有軌伸縮門產(chǎn)品的調(diào)試 7 3.1外觀檢驗 8 3.2電流測試 8 3.3主板工作電壓 9 3.4電機輸出 9 3.5限位功能測試 9 3.6紅外功能測試 9 3.7遙控功能測試 10 3.8報警接口測試 10 3.9測接收距離與晶振振蕩 10 3.10記錄 11

3、 結(jié)束語 11 致辭 11 附錄 11 參考文獻 12 有軌自動伸縮門控制系統(tǒng)設(shè)計 摘要：門和人類文明是孿生的，21世紀的今天無軌伸縮更加突出了安全理念，強調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，它應(yīng)用在酒店、機場、購物中心、銀行、寫字樓等大中型公共場所，起到方便車輛進出，車輛管理，節(jié)省人力的作用，而它的核心是控制器，起到指揮作用。以下是介紹伸縮門控制器的基本知識，有軌伸自動縮門生產(chǎn)要求和控制系統(tǒng)各組成部分的工作原理。 關(guān)鍵詞: 伸縮門 系統(tǒng)工作原理 調(diào)試 1.伸縮門的認識 圖一：伸縮門實物圖 1.1伸縮門的定義 伸縮門是各類工礦企業(yè)、經(jīng)常進出的

4、公共場所、娛樂場所、賓館飯店等庭院圍墻門。采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼等材料制作，平行四邊形原理交接，伸縮靈活。驅(qū)動器采用特種電機驅(qū)動，蝸桿蝸輪減速，并設(shè)有手動離合器，停電時可手動啟閉。伸縮門為伸縮棚格型，具有啟閉平穩(wěn)、透視門體，開啟后占用空間小等特點[2]。 1.2伸縮門的作用和特點 1.2.1手動控制“開”，“?！保瓣P(guān)”。 1.2.2 遙控控制“開”，“?！?，“關(guān)”:通過遙控器上的“開”、“?！?、“關(guān)” 分別控制“開”，“?！?，“關(guān)”。 1.2.3時間保護：電機運行一段時間后（時間1-60秒可調(diào)），自動停止。 1.2.4紅外防碰撞反轉(zhuǎn)接口：門在前進中如

5、遇到障礙物能自動停止并后退（該 功能要求安裝紅外防碰撞探頭）。 1.2.5 地感限位：門在開到位時、或者關(guān)到位時，系統(tǒng)自動由開或停跳至停[1] 狀態(tài)。 1.3有軌自動伸縮門系統(tǒng)的基本構(gòu)成 圖二：伸縮門的系統(tǒng)構(gòu)成方框圖 自動伸縮門系統(tǒng)的硬件電路由接收電路、CF745單片機、直流電機等組成（作為發(fā)射介質(zhì)的遙控器是現(xiàn)成提供的）。該系統(tǒng)是由遙控器(PT2262)發(fā)出信號到接收模塊,再通過PT2272譯碼器進入到單片機CF745,該單片機進行一定的程序,從而促使電機運轉(zhuǎn)工作。整個電路原理方框如圖二。 圖三：遙控器

6、 圖三：臺式發(fā)射器 圖五；紅外防撞探頭 圖六：磁棒 圖七：電機 2.有軌伸縮門控制系統(tǒng)工作原理 2.1.整流電路工作原理 輸入220V市電,通過變壓輸出約14V的交流電,再通過橋式整流、電容濾波輸出約18V電壓VCC1，然后通過L7812三端穩(wěn)壓管輸出穩(wěn)定的5V電壓VCC。 二極管D7，D8輸出約11.5V電

7、壓irq。作為軟啟動的采樣電壓。其中電解電容C1與C2的作用是為電源濾波降低紋波系數(shù)，瓷介電容為主芯片CF745濾除噪聲干擾，保護芯片。 2.2.主芯片管腳說明 2.2.1 RA0-RA3 I/O輸入輸出口A,對應(yīng)內(nèi)部的f5,是一個4位I/O端口,可位控。 2.2.2 RB0-RB7 I/O輸入輸出口B,對應(yīng)內(nèi)部的f6,是一個8位I/O端口,可位控。分別為關(guān)輸入7腳、停輸入9、開輸入10、開限位輸入11、關(guān)限位輸入12和紅外輸入13。 2.2.3 LOCK1實時時鐘/計數(shù)器輸入端,在此端口輸入信號的上升沿或下降沿計數(shù),邊沿可通過軟件選擇。 2.2.4 MCLR 主復(fù)位端,當

8、MCLR為低電平時對單片機復(fù)位。 2.5.5 OSC1 振蕩信號輸入端。這個端口用于外部振蕩信號的輸入,用RC振蕩時,它接RC電路,用石英振蕩電路時,接石英晶體一端。 2.2.6 OSC2 振蕩信號輸出端。在用石英晶體振蕩器或陶瓷振蕩器時通過一個串聯(lián)電阻R接振蕩晶體一端,在RC振蕩時常作CLKOUT輸出（CLKOUT=1/4fosc）。 2.2.7 VDD 電源電壓。一般為5V,其范圍在2.5-6.25V之間。 2.2.8 Vss 地端。 2.3.開關(guān)電路工作原理 以按鍵S1為例：當按下開關(guān)S1時，5V直流電輸入，通過R4后的電壓變到4.5V，然后輸入到主芯片CF745的ic

9、lose腳，芯片再給oclose腳輸出輸出5V電壓給LED1，LED1亮起。其中R4、R5、R6、R11、R12、R13，為分壓作用。C11、C12、C9保護芯片，防止尖峰脈沖。 2.4.軟啟動電路工作原理 MOC302是一個光電耦耦合器，當按下開關(guān)按鈕時，芯片orq叫輸出一個越來越密集的脈沖（脈沖電壓為3.5V），一秒后輸出一個5V的高電平。 Q4是一個雙向可控硅， G端為可控端，當G端由脈沖來時，Q4導(dǎo)通。T1接電源的一根線，T2接電機。 當有脈沖來時，U5為Q4提供一個脈沖，Q4導(dǎo)通，電機運轉(zhuǎn)。當來第二個脈沖時Q4又導(dǎo)通，電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動。脈沖越

10、來越密集，電機速度越來越快，直到輸出的為一個穩(wěn)定的高電平時，可控硅完全導(dǎo)通，電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。RTC1是一個壓敏電阻，防止電壓過大，保護脆弱的可控硅。 2.5.繼電器的工作原理 在oclose腳沒有電壓時，三極管Q2（9013）處于截止狀態(tài)VCC1電流不能流過繼電器，開關(guān)無法吸合。當芯片oclose腳給出信號時（5V直流電），三極管由截止狀態(tài)進入導(dǎo)通狀態(tài)，VCC1提供的電流流過繼電器，繼電器吸合。電機開始運轉(zhuǎn)。當按下停鍵時，oclose沒有電壓，三極管截止，開關(guān)斷開，電機停止。其中二極管是保護三極管的。因為當斷電瞬間，繼電器里的電圈開始產(chǎn)生一個很大的反向電流，可達到原電壓

11、的3倍。用二極管把電圈的電流回流回來。 2.6.限位電路工作原理 限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，可以安裝在相對靜止的物體(如固定架、門框等，簡稱靜物)上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上。當動物接近靜物時，開關(guān)的連桿驅(qū)動開關(guān)的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關(guān)接點開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C。 在伸縮門的兩側(cè)埋有磁鐵（磁鐵的極性必須相同），在伸縮門的門頭上裝有磁棒，當磁棒感應(yīng)到地上的磁鐵時磁棒自動吸合。 以開限位為例：在限位接線柱上，VCC（5V）接磁棒一端，ocl為開限位接線柱，接磁棒另一端，ocl然后連接到主芯片CF745的11腳上。當磁棒感應(yīng)到地上的開

12、限位磁鐵時，磁棒導(dǎo)通，芯片的ocl腳得到一個電壓，由芯片工作讓電機停止運轉(zhuǎn)，并且開指示燈熄滅，并且再按開鍵無效。 2.7.紅外防撞電路工作原理 在門頭上安裝有紅外發(fā)射器。 hw端接紅外一端，VCC接紅外的另一端。當門處于關(guān)狀態(tài)時，如果紅外感感應(yīng)到有物體遮擋時，紅外里面開關(guān)導(dǎo)通，使hw有電壓，當把這種號傳遞給主芯片，門會由關(guān)狀態(tài)跳到停狀態(tài)，然后再跳到開狀態(tài)。紅外電路電路也限位電路相同，在此不依依贅述。 2.8 PT2272譯碼器管腳說明 表一：PT2272譯碼器的管腳說明 名稱 管腳 說 明 A0-A11 1-8、10-13

13、地址管腳,用于進行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必須與2262一致,否則不解碼 D0-D5 7-8、10-13 地址或數(shù)據(jù)管腳,當做為數(shù)據(jù)管腳時,只有在地址碼與2262一致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平,否則輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負端（－） DIN 14 數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端 OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； VT 17 解碼有效確認 輸出端（常低）解碼有

14、效變成高電平（瞬態(tài)） 從遙控器和臺式發(fā)射器發(fā)出信號，由接收模塊接收到信號，然后傳遞給U3。經(jīng)過U3的解碼，輸出相應(yīng)的信號給主芯片，使主板作出相應(yīng)的動。[1] 3.有軌伸縮門的生產(chǎn)調(diào)試 圖八：主板正面圖九：主板背面 3.1外觀檢驗： 1、元器件是否焊接到位，要求無浮件，板面應(yīng)整潔干凈。 2、在主板U4(CF745)主芯片上貼一張生產(chǎn)跟蹤單號。 圖十：U4(CF745) 3.2電流測試： 1、用萬用表打到交流20mA檔，萬用表其中一個表筆接到～220V電源一端，表筆另一端接主板上的電源接線柱，把萬用表串聯(lián)到主板上。在不按動主板上的任何開關(guān)鍵時，變壓器輸入電流應(yīng)

15、為6mA到12mA之間。 圖十一：電源接線柱 3.3主板工作電壓： 1、將主板接通～220V電源，用萬用表直流20V檔測GND與CF745第14腳電壓應(yīng)在4.85V～5.15V之間穩(wěn)定電壓，且分別按主板“開、關(guān)”鍵電壓變化不超過0.01V。（芯片有點的那一頭朝上，從左往右以U字型來數(shù)芯片的管腳） 2、主板在不按動任何開關(guān)時，用萬用表直流20V檔測“限位正極”（限位正極在主板最下面的一排接線柱上）與GND 端的電壓應(yīng)在13V-19V之間電壓；分別按主板“開、關(guān)”鍵，電壓應(yīng)不小于10V。 3.4測電機輸出(在電機輸出上并接一個15W燈泡)： 電機測試：把電機輸入引線“L1、COM、

16、L2”（L1、COM、L2分別在主板最下方的接線柱上）分別接主板電機輸出端的“開門、公共、關(guān)門”，按“開”鍵，開指示燈亮，電機運轉(zhuǎn)同時燈泡亮；按“停”鍵再按“關(guān)”鍵，關(guān)指示燈亮，電機反向運轉(zhuǎn)同時燈泡亮。 電機測試：把電機輸入引線“L1、COM、L2”分別接主板電機輸出端的“開門、公共、關(guān)門”，按“開”鍵，開指示燈亮，電機運轉(zhuǎn)同時燈泡逐步均勻從暗到亮大約一秒鐘；按“?！辨I再按“關(guān)”鍵，關(guān)指示燈亮，電機反向運轉(zhuǎn)同時燈泡逐步均勻從暗到亮大約一秒鐘。 3.5限位功能測試: 1、 將主板按置“開”狀態(tài)，用鑷子先短接“關(guān)到位”與“限位正極”，此時主板應(yīng)無動作，再短接“開限位”與“限位正極”；此時工作

17、狀態(tài)由“開”狀態(tài)自動跳至“?！睜顟B(tài)，再按“開”鍵無效；短接“關(guān)到位”與“限位正極”解除，再按“開”鍵主板跳至“開”狀態(tài)。 圖十二：限位接口 2、將主板按置“關(guān)”狀態(tài)，用鑷子先短接“開到位”與“限位正極”，此時主 板應(yīng)無動作，再短接“關(guān)到位”與“限位正極”；此時工作狀態(tài)由“關(guān)”狀態(tài)自動跳至“?！睜顟B(tài)，再按“關(guān)”鍵無效；短接“開到位”與“限位正極”解除，再按“關(guān)”鍵主板跳至“關(guān)”狀態(tài)。 3.6測紅外功能： 圖十三：紅外接口 1、將紅外防撞探頭接在主板P2接口上，探頭的正前方(紅色鏡片這端)不能有障礙物，當主板處于“開、?！睜顟B(tài)時，用手擋在探頭的正前方，此時探頭指示燈亮主

18、板無動作；當主板處于“關(guān)”狀態(tài)時，用手擋在探頭的正前方，此時探頭指示燈會亮且工作狀態(tài)由“關(guān)”狀態(tài)跳至“停”狀態(tài)再到“開”狀態(tài)，4秒后自動跳至“?！睜顟B(tài)。 2、 關(guān)紅外功能：將主板按置“關(guān)”狀態(tài)，用鑷子短接“關(guān)紅外”與“限位正極”端口，此時紅外防撞功能關(guān)閉,用手擋在探頭的正前方，此時探頭指示燈亮主板無動作。 圖十四：紅外接線柱 3、開紅外功能：將主板按置“開”狀態(tài)，用鑷子短接“關(guān)紅外”與“限位正極”端口，此時再將主板按置“關(guān)”狀態(tài)，用手擋在探頭的正前方，此時探頭指示燈會亮且工作狀態(tài)由“關(guān)”狀態(tài)跳至“?！睜顟B(tài)再到“開”狀態(tài)，4秒后自動跳至“停”狀態(tài)。 3.7遙控功能測試： 1

19、、按發(fā)射器上“開、停、關(guān)”鍵，主板會有相應(yīng)的輸出。 3.8報警接口測試：（將報警小板接主板P5報警接口） 圖十五：報警接口 1、同時按下發(fā)射器“開、?！眱涉I，報警聲響起（其中報警聲為中斷報警）手放開時報警聲停止。 2、將主板按置“關(guān)”狀態(tài)，用鑷子短接“關(guān)到位”與“限位正極”；此時主板工作狀態(tài)由“關(guān)”狀態(tài)自動跳至“停”狀態(tài)，2秒后拿開鑷子此時報警喇叭響，按“停”鍵報警聲停。再次用鑷子短接“關(guān)到位”與“限位正極”，報警喇叭響按停鍵報警聲停。 3.9測接收距離與晶振振蕩： 1、 測接收模塊距離：把示波器調(diào)到交流檔VOLTS/DIV旋鈕調(diào)到1V檔，調(diào)節(jié)SCALE旋鈕使顯示屏右下方顯示Tim

20、e:500us。測GND與接收模塊輸出端（輸出端為四個管腳的中間的任意兩個）應(yīng)為3.2V以上清晰的矩形波。 圖十六：接收模塊晶振矩形波 圖十七：接收模塊 2、 測晶振頻率：把示波器調(diào)到交流檔VOLTS/DIV旋鈕調(diào)到1V檔，測GND與X1的兩個腳，晶振其中一腳電壓幅度應(yīng)在1V以上,另一腳電壓幅度應(yīng)在2.5V以上，頻率為4MHz，頻率允許偏差0.002MHz (頻率在3.998MHz—4.002MHz之間)。 圖十八：晶振圖十九：晶振頻率 3.10記錄： 1、初調(diào)合格后要對主板進行老化試驗，不合格的主板要進行維修，維修好后再進行老化，在老化過程中必須填寫老化

21、觀察檢驗單。 2、總調(diào)合格后在主板上蓋上合格章，將合格主板按順序放入周轉(zhuǎn)框中，不 合格的主板要進行維修，維修好后再調(diào)試 結(jié)束語 自動伸縮門控制系統(tǒng)主要有發(fā)射接收模塊和控制模塊兩大體系 組成的。本文詳細分析了各個模塊的電路原理,介紹了整機的調(diào)試內(nèi)容.本系統(tǒng)具有智能紅外線探頭防碰撞裝置：門體在關(guān)閉過程中遇人或異物30-50cm可自動返回運行，從而保障車輛及行人的安全；過熱保護裝置：伸縮門電機在頻繁使用時電機溫度會隨時升高，機內(nèi)溫度可達到200度左右，這時電機會自動斷電，停止運行，機內(nèi)溫度降至90度左右時電機恢復(fù)運行，確保電機不易燒壞延長電機使用壽命等功能。因此,伸縮門已廣泛應(yīng)用于生活小區(qū)，

22、機關(guān)學(xué)校，企業(yè)事業(yè)單位等。它既美化環(huán)境、改善企業(yè)面貌、提升企業(yè)形象又有助于營造文明企業(yè)、文明工廠、文明 城市氣氛。但是其發(fā)射接收距離較短，有待進一步改進。 致辭 在這三個月的實習(xí)時間里，把在學(xué)校里學(xué)到的理論知識用到實踐上，從而深刻的了解了我們在學(xué)校里學(xué)到的是什么。在公司里和大家相處的都很好，教會了我很多的東西。在這里真的很感謝他們。同時也感謝捷恩西公司能夠給我的這次機會，讓我去了解它，慢慢的被它吸引。最后謝謝我的指導(dǎo)老師朱萍，是她讓我的論文更加完善。 附錄1. L7812三端穩(wěn)壓器 L7812是三端正電源穩(wěn)壓電路，它有一個固定的電壓輸出。內(nèi)部有一定的電流限制，以及過 熱保護和安全工作

23、區(qū)的保護，使它基本上不會損壞。雖然是按照固定的電壓來設(shè)計的，但是當接入適當?shù)钠骷?，就能獲得各種不同的電壓和電流[5]。 附錄2.MOC3032光電耦合器 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。 在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流，再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號，其輸出電流將隨輸入的信號電壓作線性變化。

24、光電耦合器也可工作于開關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號[3]。 附錄3.BTA16雙向可控硅 雙向可控硅屬于NPNPN五層器件，三個電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向?qū)?，故除門極G以外的兩個電極統(tǒng)稱為主端子，用T1、T2。表示，不再劃分成陽極或陰極。其特點是，當G極和T2極相對于T1，的電壓均為正時，T2是陽極，T1是陰極。反之，當G極和T2極相對于T1的電壓均為負時，T1變成陽極，T2為陰極。雙向可控硅由于正、反向特性曲線具有對稱性，所以它可在任何一個方向?qū)ā? 　雙向可控硅第一陽極A1與第二陽極A2間，無論所加電壓極性是正向還是反向，只要控制極G和第一陽極A1間加有正負極性不同的

25、觸發(fā)電壓，就可觸發(fā)導(dǎo)通呈低阻狀態(tài)。此時A1、A2間壓降也約1V。雙向可控硅一旦導(dǎo)通，即使失去觸發(fā)電壓，也能繼續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當?shù)谝魂枠OA1、第二陽極A2電流減小，小于維持電流或A1、A2間當電壓極性改變且沒有觸發(fā)電壓時，雙向可控硅才截斷，此時只有重新加觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通[4]。 參考文獻 [1] 福州中美捷恩西科技有限公司內(nèi)部培訓(xùn)資料 [ 2 ] 伸縮門概念資料 [3] 光電耦合器資料 [4] 雙向可控硅資料 [5] http://www.ic- 三端穩(wěn)壓管資料 [6] 胡斌.圖表細說電子技術(shù)識圖.北京：電子工業(yè)出版社，2008（6）. [7] 鄭應(yīng)光.模擬電子線路（一）.南京：東南大學(xué)出版社，2000（4）.