单片机车门控制系统设计
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3 系统方案论证与器材选型
3.1.系统方案论证
在了解了车门系统的结构，车门驱动结构、车门主要参数、车门开启、关闭条件之后更加充分的知道了如何能准确，高效的控制车门，考虑到作出实物的可实施行，我决定采用系统仿真出车门控制的大致情况，用单片机的模拟仿真当人体走到感应区域时，列车车门开启和关闭。这是需要很多的模块相互之间配合完全才能实现的仿真。本论文中主要是采用单片机和一些驱动模块以及显示灯来简单的仿真出列车车门在规定时间内的开启和关闭。本系统共有列车主控制模块、控制系统电源、驱动模块、报警模块。首先设想一下当列车到站时列车员按动车门开启开关时，列车感应器通过传感器的检测，先开车门再开屏蔽门，LED灯闪烁，提示旅客下车方向，并且当按下关门按钮时蜂鸣器报警三声后先关屏蔽门再关车门。单片机给出车门电机转动信号，驱动电机的正转与反转，同时通过位置传感器检测车门的位置状况，从而决定电机的转动与停止，伴随一些LED指示灯，显示车门的开关状态。当出现异常情况，比如异物堵住车门，单片机给出相应的电机转动信号。
触发模块 系统中心模块 驱动模块 单片机 晶振电路 串口电路 复位电路 供电电路 报警系统 步进电机
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图3.1-1 系统总体方案
3.1.1设计方案简介：
主模块采用AT89S52作为主处理器，模块分为几个部分：列车触发模块、系统中心模块、驱动模块、报警模块、步进电机。
方案详细介绍 ：
1）触发模块——由激光收发器两个按钮开关检测信号。 2）控制模块——由系统单片机模块控制。 3）驱动模块——步进电机操作模块。 4）报警模块——蜂鸣器。
3.2方案论证
3.2.1地铁门屏蔽门开关电机：
地铁门与屏蔽门因其所在的环境决定了它必须具有以下功能： 1)： 电机的转动角度可以用脉冲控制 2）：电机旋转的精度高，可控
3）：电机转矩不应太大，当有人阻挡时不能伤害人 我们考虑了一下方案： 方案一：直流电机
直流电机主要是把电枢线圈转动时产生的交变电动势，此时在换向器和电刷的转换方向力的作用下，从换向器和电刷两端产生的直流电动势能够实现直流电能之间和机械能之间相互转换的直流电机。要知道具体的电动势的方向，则可以按照右手定则来进行准确的判断。
方案二：交流电机
交流电机是输入或输出为交流电的电机。同直流电机比较有一下优点： ⑴电刷和换向器的相互作用下，此工作可靠性增大，能够顺利完成。 ⑵ 定子绕组散热比较方便。
⑶ 惯性小，能够迅速改变物体运动的方向。 ⑷ 适应于高速大力矩工作状态。
⑸ 在相同的功率下体积和重量的值是偏小的。 方案三：步进电机
步进电机是一种利用电子电路的感应电机，可以将直流电流划分成分时段、能够同时供电的，能够在一个时间段的所供多个电流值不一样的，称作多相时序控制电流准则，
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通过使用这种多时序控制电流的方法成为步进电机的供电端口。然而驱动器就是为步进电机分时供电的，根据不同时间段共给步进电机的电流是不一致的。图2.2.2-1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。可以通过控制步进电机的脉冲个数来控制角位移量，这样就可以准确的到达列车要求的位置，如果要调整列车行驶速度时，就需要来控制脉冲频率f来控制电机转动的速度v和加速度a来达到控制速度的要求。
以下电源通电根据脉冲时序与波形分别为单四拍步进电机、双四拍步进电机与八拍步进电机工作方式，如图2.2.1-1 a、b、c所示：
图3.2.1-1 电源通电时序与波形
a. 单四拍步进电机 b. 双四拍步进电机 c．八拍步进电机
综合以上方案的特点并结合本毕业设计的需求我选择了方案三。
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‘
图3.2.1-2步进电机工作原理示意图
3.2.2触发模块选择
触发模块：触发模块直接影响到整个模块的安全，实效性。在选择触发原件时不仅要考虑元器件的安全性、可操作性。并且同时考虑到与相对应配置的各种电路的设计的难易程度和设计性价比等多方面考虑。首先我们要考虑运行时器件的安全问题，必须是安全的产品，同时要必须易于操作，如出现紧急状况时能过迅速处理问题。最后就是我们的性价比必须要足够高。综合上面的问题考虑我们提出以下方案：
方案一：利用激光收发器：它由激光器（图2.2.2-1）、激光接收管（图2.2.2-2）。激光传感器是一种新型的测量仪表设备，它具有能够实现精度高，测量范围广，无接触远距离测量，抗干扰能力强、抗光性能强等优点，对于车门感应这种精密度比较高的测量，需要乘客在一定范围内的感应区域内就能够被感应到，我猜想这种激光收发器应该使能够满足仿真要求的。
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图3.2.2-1 激光器
图3.2.2-2 激光接收管
我用激光收发器，在屏蔽门上安装信号发射装置，在车门顶部上安装激光接收装置设备。当列车到达车站时，车门与屏蔽门重合时，列车车门上的激光接收装置接收到来自于激光收发器的信号，此时列车自动化程序能够开启车门，并且等待乘客安全上车完毕后由列车员关闭激光信号，等待10秒后（列车已经能开走），激光收发模块自动启动。 优点：需要单片机的自动化程度高。
缺点：遇到紧急情况处理不够人性话，有隐患。
方案二：利用按键控制车门开关，当列车进站时又列车司机按动开门按键，此时车门
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