南京理工大学
科研训练结题报告
——自动风门用热释电探测控制器研制
姓 名 谢志翔 王迪奇 卢玲 学 院 电子工程与光电技术学院 专 业 电子信息工程 指导教师 王宏波
2015年9月
项目名称 自动风门用热释电探测器研制 立项经费 起止时间 2014年 4 月至 2015年 10月 姓名 学号 项目分工 负责人 谢志翔 912104210330 负责原器件采集和资料查询与编写 参卢玲 加成员 王迪奇 912104210212 负责论文及相关程序遍写，总体设计 912104210319 负责查阅相关资料参与软件编写 王宏波 导师
摘 要
步进电机是机电数字控制系统中常用的执行元件，由于其精度高，体积小，控制方便灵活，因此在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用。
本系统的主要工作是应用低功耗MSP430单片机控制步进电机的旋转方向和启停，以实现自动风门的打开和关闭。通过分析步进电机的工作原理:电脉冲数决定电机的转动圈数；电脉冲的频率决定电机转动的速度。利用MSP430单片机的四个普通I/O口对步进电机的通电顺序及通电时间进行编程控制，以实现电机的转速和转向调整。本系统由硬件电路设计和软件编程两部分组成。
此项设计看似简单，但有机的将步进电机和430单片机的相关知识结合了起来，同时将微机原理和电机学等课程从理论学习上升为实践，因此具有很强的现实意义。此项设计研究将应用于风门运动的调整来探矿等活动，合理地调整将方便于人们的生活，满足人们的各种需求。
关键词：msp430单片机；步进电机；自动风门
Abstract
Stepping motor is a common used component in mechanical and electrical control system. Because of its high accuracy, small size and flexible control, it has been widely used in intelligent instruments and position control.
The main work of this system is the application of low-power MSP430 MCU control stepper motor rotation direction and start and stop, in order to realize the automatic door opening and closing. Through the analysis of the working principle of stepping
motor, the number of the motor is determined by the number of electrical pulses, the frequency of the electric pulse determines the speed of the motor rotation. Using MSP430 microcontroller four ordinary I/O port on the stepper motor of the power sequence and power time to program control, in order to achieve motor speed and steering adjustment. The system is composed of two parts, hardware circuit design and software programming.
This design may seem simple, but the organic combination of the stepper motor and the relevant knowledge of the 430 single chip, while the computer principle and the motor theory and other courses from the theoretical study of the practice, so it has a very strong practical significance. The design and research will be applied in prospecting and other activities in the movement of the throttle to adjust, reasonable adjustment will facilitate people's life, to meet the various needs of people. Key words: MSP430MicroChip ；Stepper motor；Automatic door
目 录
一、 课题研究内容及环节????????????????6
1、 课题概述????????????????????????6 2、 实施环节????????????????????????6 二、 热释电红外探测器原理????????????????????6
1、 热释电效应原理?????????????????????6 2、 热释电传感器的工作原理?????????????????7 3、 热释电红外探测器原理??????????????????8
三、 DC24V转5V模块选型????????????????11 四、风门原理??????????????????????12
1、 原理概述?????????????????????????12 2、 具体的风门系统的工作过程?????????????????13
五、步进电机及其工作原理的介绍?????????????13
1、 步进电机的基本介绍???????????????????14
2、 步进电机的工作原理???????????????????14
3、 步进电机驱动系统介绍??????????????????16
六、基于ULN2003步进电机的驱动电路设计?????????16
1、 2、 3、
ULN2003芯片的基本介绍?????????????????16 ULN2003芯片的引脚介绍?????????????????16 步进电机驱动原理图???????????????????17
七、单片机原理概述 ??????????????????18
1、 MSP430G2553型单片机概述????????????????19 2、 MSP430G2553的引脚图??????????????????20
八、程序分析??????????????????????21 九、总结与感想??????????????????????30 参考文献与附录?????????????????????31