家用小车伸缩板通气式遥控车库门的设计
46页 13000字数+论文说明书+7张CAD图纸【详情如下】
上轴承座.dwg
下轴承座.dwg
剖面图.dwg
家用小车伸缩板通气式遥控车库门的设计论文.doc
车库门.dwg
轴的零件图.dwg
齿圈零件图.dwg
齿轮图.dwg
家用小车伸缩板通气式遥控车库门的设计
目 录
摘要…………………………………………………………………………………………………3
英文摘要……………………………………………………………………………………………3
第1章 引言…………………………………………………………………………..…………4
1.1选题背景............................................................4
1.2研究意义………………………………………………………………………………….4
1.3本设计的主要特色……………………………………………………………………...4
第2章 家用小车伸缩板通气式遥控车库门的设计方案……………………………..5
2.1 总体设计方案选择……………………………………………………………………..5
2.2 各模块方案的选择与论证……………………………………………………………6
2.2.1电机模块的选择与论证………………………………………………………….6
2.2.2电机驱动模块方案的选择与论证……………………………………………...6
2.2.3避障模块方案的选择与论证……………………………………………………7
2.2.4光源检测方案的选择与论证……………………………………………………7
2.2.5.电源模块方案的选择与论证：………………………………………………..8
第3章 相关硬件资料介绍………………………………………………………………….9
3.1单片机AT89C51简介…………………………………………………………………...9
3.2单片机AT89C2051简介……………………………………………………………….11
第四章 家用小车伸缩板通气式遥控车库门的硬件设计……………………………..13
4．1系统硬件的基本组成部分…………………………………………………………..13
4.2 主要单元电路的设计………………………………………………………………..14
4.2.1小车电机驱动电路……………………………………………………………...14
4.2.2拦栅电机控制电路……………………………………………………………...15
4.2.3避障模块…………………………………………………………………………16
4.2.4光源检测模块……………………………………………………………………18
4.2.5电源供电模块……………………………………………………………………18
4.2.6最小系统…………………………………………………………………………..19
第五章 家用小车伸缩板通气式遥控车库门的软件设计……………………………..21
5.1 单片机的选择………………………………………………………………………….21
5.2 软件设计流程框图………………………………………………………………….21
第六章 系统调试与分析…………………………………………………………………...22
6.1 使用的仪器仪表 ………………………………………………………………….22
6.2系统调试………………………………………………………………………………..22
6.2.1 系统总体调试及分析………………………………………………………….22
6.2.2各个模块电路调试及分析…………………………………………………….22
6.2.2.1小车直流电机驱动模块：………………………………………………22
6.2.2.2趋光模块…………………………………………………………………….23
6.2.2.3拦栅控制模块………………………………………………………………23
第七章 总结……………………………………………………………………………………24
参考文献………………………………………………………………………………………...24
家用小车伸缩板通气式遥控车库门的设计
摘要：设计利用AT89C51控制为核心、利用红外传感器寻库，光线为引导。其功能有自动寻找车库，避障，在汽车到达车库门前时，自动打开车库门，报警等功能。汽车主要由两个直流电机控制左右车轮，用PWM波分别控制电机转动速度，实现左转、右转和前进。用各种传感器采集信号，经单片机处理后，完成各种功能。其中利用光敏三极管对光源进行检测，引导汽车到达车库门口；通过检测障碍，发射开门信号，启动电机开启车库门，汽车停止运动，等待车库门完全开启，再利用接近开关判断汽车是否到达库。报警电路用蜂鸣器报警。本设计采用单片机对各信号进行处理和控制，提高了汽车的智能化程度，但是如果用光电池检测光源，效果可能会更好。
关键字:单片机 红外传感器 光敏三极管 接近开关 电机
The automobile goes into the storage
& Gated device
Abstract: In this design, the controller center of this dolly is based on AT89C51.It uses the infrared sensor to seek the storehouse and the light guidance. Its function has the automatically seek the garage, evades bonds, when the automobile arrived the garage, the garage gate will automatically open and report to the police. so on these function. The automobile mainly controls the wheel by two direct current machines. Separately controls the electrical machinery rotation speed with the PWM wave, and realization the counter of the automobile turn left, turn right and advance. It used each kind of sensor gathering signal, after monolithic integrated circuit processing, completes each kind of function. It used photosensitive triode carries on the examination to the photo source, guides the automobile to arrive the garage entrance; Through the examination barrier, launches the gate signal, starts theel ectrical machinery to open the garage gate, the automobile stops the movement, waited for the garage gate completely opens, Again uses the approaching switch judgement automobile whether arrives the storehouse. The alarm circuit reports to the police with the buzzer.
Keywords: MCU Infrared sensor Photosensitive triode approach switch capacity control motor
第一章 引言
1.1 选题背景
随着汽车工业的发展、汽车保有量的增多，各式各样具有各种功能的小车车库门不断被研发、生产、走向市场，选用自动车库门的也越来越多,然而根据市场调查及查阅资料可知，目前市场上的车库门或多或少存在这样或那样的不足之处，且几乎都存在着不透气不通风的问题，尤其是很多家庭的车库不仅仅是作为车库用。所以，为了能让人们入车、出车更加便利，也为了让车库能具有让人们小憨（酣）的功能，设计这种自动车库门具有实际应用和推广的价值。
汽车的发展日益复杂，汽车的发展周期的要求也越来越短，在新型汽车进行批量生产前，可能时刻要更改设计方案，一味更改汽车部件已经不能够满足时代要求，可自由编程微处理器的引入使汽车发展具有更大的灵活性。汽车驾驶自动化的发展趋势据奔驰汽车研究所使用模拟系统进行的调查结果，有85%的用户希望轿车具有自动巡航的功能，有80%的用户希望轿车具有自动道路跟踪功能，有95%的用户希望轿车具有自动起步、自动停车的功能，有80%的用户希望轿车具有高速公路自动驾驶的功能。可见自动停车占的比例最高。本设计就是利用了单片机AT89S52作为控制核心、红外传感寻库，光线引导，制作了一个汽车自动寻找到车库，在汽车到达车库门前时，自动打开车库门，在准确入库后，利用装在车上的接近开关接收信号通过单片机处理后，使小车自动停车。本系统可以应用到家庭自备车上，自动将汽车挺入车库内，既节省时间，又可以保障家用车的安全。
1.2研究意义
电子控制技术与信息技术引入汽车，对汽车电子技术的发展起到了里程碑的促进作用,电子控制系统已经由局部控制发展到了整车系统控制,以及信息化、智能化、交通控制网络化、汽车信息化、智能化是当今汽车研究的重点,已经成为衡量各国汽车工业发展水平的重要标志。
本设计的意义也是比较远大的，就安全而言，汽车自动入库一方面替代了汽车驾驶的大部分基本操作，使得驾驶员有更多的时间去思考、反应甚至是修正其自身；另一方面，在自动入库系统控制下的车辆其运行轨迹更加精确。
1.3本设计的主要特色：
（1）高效的H型PWM电路，提高电源的利用率。
（2）控制电路电源和电动机电源隔离，信号通过光电耦合器传输。
（3）红外检测路面，软件纠错，免受路面杂质干扰。
（4）优化软件算法，智能化的自动控制，反应迅速。
主要内容如下：
1.通气式自动车库门设计研究的目的、意义，分析现有设计、现有产品的特
点和不足。
2.参考相关设计和资料，分析几种方案，比较不同原理装置的优点和缺点，进行电路设计
3. 总体结构设计、计算和材料的选择，元器件选择与确定。
4.用电机自动伸缩，最好设计出无线遥控功能并具有交流220V、直流12V
及手动功能。
5.设计图（总装、零部件、电路）的绘制（AUTOCAD绘制）。
6.设计说明书的编写。
第2章 家用小车伸缩板通气式遥控车库门的设计方案
2.1 总体设计方案选择
方案一：采用各类数字电路来组成小车的控制系统，对外围避障信号，黑带检测信号，铁片检测信号，各路趋光信号进行处理。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于小车智能化的扩展，对各路信号处理比较困难。
方案二：用继电器来控制电机的停与转，但是转速不可调。用红外传感器实现寻轨运动，红外传感器发出了红外光，经反射后，接收到不同强度的光线，传感器输出的信号不同，将信号送入A/D转换电路后送入单片机，控制小车的左传、右转。用接近开关检测金属，送单片机处理，判断是否停止。所有采集的信息都是传给单片机处理，再作出相应的判断，完成要求。本方案采用红外避障检测车库的入口需要运行到离车库很近的地方时，才能检测到障碍，降低了智能化程度。
整机焊接完毕，首先对硬件进行检查联线有无错误，再逐步对各模块进行调试。首先写入电机控制小程序，控制其正反转，停机均正常。首先进入寻光子程序发现光敏电阻对光的零敏度很高，小车速度太快，后来利用变位器调节寻光电路，调整两个光敏电阻的角度同时测试软件，以最佳效果完成趋光功能才达到比较理想的效果。进入避障子程序，避障我们用红外线收发对管，效果时好时坏，经判断是因为红外线收发对管灵敏度不高，调整灵敏度后仍然达不到满意效果，疑是受环境影响，利用塑料套包围红外线收发后问题基本解决。小车运转正常，调整灵敏度达最佳效果。拦栅控制效果非常好，能够自如上升与下降。
整机综合调试，上电后对系统进行初始化，接着控制电机使小车向前行驶。在调试开始时，就遇到了当把单片机芯片烧制好接入电路中，同时接上电源时，小车却不会动，重复多次测试，结果是电机的驱动力不够。后来经改进电路，问题得到解决，同时应采用双电源供电，即电机和电路应分开供电，P521与单片机之间采用隔离信号控制。这样就不会出现小车启动时程序出错和LCD显示闪烁的问题。在计程精度上，运用红外线原理获得较高精度。
6.2.2各个模块电路调试及分析
6.2.2.1小车直流电机驱动模块：
调试时碰到驱动力不够，导致小车无法运行，后来经过改善驱动电路来增大驱动能力，问题得到了很好的解决。此电路设计注意应采用双电源供电，即电机和电路应分开供电，P521与单片机之间采用隔离信号控制。这样防止电机对单片机的影响。
门库拦栅步进机驱动模块：调试没有什么大问题，驱动效果能满足步进机的正反转，从而实现上升与下降自如，唯一缺陷就是L298N这块芯片的引脚排比很密，所以在调试电路时容易导致引脚碰撞而烧坏芯片。后来经改装，优化了电路，克服了这一缺陷。
6.2.2.2趋光模块
由于设计中采用了光敏电阻，所以对光的要求比较高，可在调试时由于红外对管也对光非常敏感，所以设计中有用到红外传感的电路，都得不到理想效果，也就是设计失败，遇到这个问题后，我们又设计了其他电路，以避免光对红外传感的影响。后经改造电路，其基本达到了小车能安全到达车库。
6.2.2.3拦栅控制模块
这部分调试主要集中在开启时间与关门时间上的控制，如果选择时间上与小车行使过程不能协调一致，那么就无法完成小车入库。在经过与小车相互的调试中我们才将拦栅的开启与关闭控制在一定的时间内，而在这个时间内，小车又完成入库操作。根据小车的行使速度，可以预测拦栅控制时间，时间大概为4S。
第七章 总结
电子控制技术与信息技术应用于汽车,极大地提高的汽车的各项性能、驾驶的安全性、乘坐的舒适性,使其信息化、智能化、网络化,这是信息社会发展的必然,是信息社会快节奏生活方式的必需.
在完成本设计的过程中，我把注意力主要集中在编程电路调试上。合理地运用软件设计模块电路可以节省很多功夫，但完全照搬也不能达到预想的效果，因为实际参数无法与设计精确匹配，因此做到精益求精，尽量达到指标要求。本次设计综合运用了各类传感器。同时查阅了大量相关资料，包括查阅相关书籍和网上的资料，获得了一些相关信息。
通过这次的设计与制作，让我了解设计电路的程序与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的作品却不一定与仿真时完全一样，因为，在实际接线中有着各种各样的条件制约着。通过这次学习，让我们对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
通过本次设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我的创新精神。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我而敲响。
参考文献
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