摘要：本设计以80C52单片机为核心，由热释电红外传感器及L298N驱动芯片，直流电机及其驱动芯片，触力压力传感器，LED显示模块构成的控制系统。软件部分包括主程序、开门子程序、关门子程序、显示子程序、防夹子程序、延时子程序、ADC0809启动子程序。系统通过调试，可以满足列车内端门实现自动控制的需求。
关键词：80C52单片机；自动门；直流电机；热释电红外传感器；触力传感器。
1.课题背景
随着我国高速铁路里程的不断增长，高铁网络覆盖面积的逐步扩大，相关服务进一步完善，高铁凭借其安全、快速、准时的特征已然成为一种国人出行的主流方式。内部门系统用于分隔车内空间，是高铁动车组车内的重要组成部件之一，起到防火、保温、保压的重要作用。以此为背景，本文提出一种基于单片机的自动门控制系统设计方案。
2.自动门控制系统总体方案
高速铁路动车组车内门系统承担着划分车内区域、防烟、防火、保温、保压的重要作用。相比较于商用自动门，动车组车内门系统需要具备的功能更为复杂，对门的稳定性要求更高。
动车组内部门控制系统需具备多种功能，首先就是实现自动门最基础的功能，即来人开门，人走关门；为了保护乘客安全，自动门需要具备防夹功能，一旦夹住物体，门需立即打开；为了设定旅客行进路线、限制旅客活动区域，列车管理人员或列车控制系统需要根据列车运行状态关闭或开启相应的内部门。
图1 系统总体框图
STC89C52单片机是基于MCS-51内核的低功耗、高性能的微控制器，是内部门控制系统的控制器。
压力传感器选用FSG15N1A触力式传感器，传感器压力测量范围在0~1500g之间。
红外传感器为RE200B热释电红外传感器。
驱动电机为GDM-07型直流减速电机。
3.控制电路设计
3.4自动内端门控制电路总图
图2 自动内端门控制电路总图
3.1压力信号采集与处理电路
压力信号采集与处理电路用于采集压力信号并完成信号的初步处理，为了避免干扰，通常采用图2的接线方法。此电路的输出值（Vo）为电压信号，信号强弱与感受到的压力大小成正比例关系。
Vo=（V2-V4）（1+2R1/R2）+Vn1，R1=R3
模拟量Vo经过ADC0809转换为数字信号后，输入单片机。
3.2红外信号采集与处理电路
RE200B为红外传感器，BISS0001为传感信号处理器，红外信号采集与处理电路可输出开关信号。人靠近红外传感器时产生开门信号，单片机接收到开门信号后执行开门操作。
3.3电机驱动电路
电机驱动电路用于执行自动门开闭动作。L298N为电机驱动模块，输出电流为2A（最高4A），最高工作电压达到50V，可以直接驱动两个GDM-07型直流电机。
4.自动内端门控制系统软件设计
图3 主程序流程图
自动门控制系统通过检测外部信号对自动门状态进行控制，乘客通过自动门时，红外传感模块检测到热信号后，将开门信号“P”置位，控制系统检测到开门信号，随即执行开门程序，开关门程序实质就是对直流电机进行控制的程序，包括电机的启动与停止，在开门程序中，电机的停止动作受开门到位开关控制，关门程序亦然如此。开门动作执行完毕后，执行延时子程序等待乘客通过自动门，延时时间设置为10秒。延时程序执行完毕后，需要再次检测自动门附近是否还有乘客需要通过，如果有则跳转回延时程序，继续等待，否则执行关门子程序。“Drsymb”用于控制系统运行状态。
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论文作者:李哲宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签：自动门论文; 信号论文; 单片机论文; 子程序论文; 控制系统论文; 门控论文; 电路论文; 《基层建设》2019年第6期论文;