车库门逻辑控制系统的研究

（银陆青岛车库门有限公司  山东青岛210037）
1  引  言
  随着社会经济的发展和科学技术的进步，人们的生活水平越来越高。在有了宽敞的房子后，人们又想到了车。现在有车的人越来越多，如何更好更安全地停放自己心爱的汽车成为人们关心的问题。
  新型的生活小区大部分都有车库，车库都有防盗门。但由于技术方面的原因，车库用防盗门的技术含量低，基本上仍使用机械防盗锁，使用时并不方便。因此，研制具有高保密性、高安全性及高工作可靠性且使用方便的车库门逻辑控制系统很有必要。
2 逻辑控镧系统的技术要求
  为了满足保密性、高安全性及高工作可靠性方面的要求，车库门逻辑控制系统应具有如下功能；
  基本功能：能实现开门及关门功能并在开关门接近终点时能减速以减少终点冲击。
  控制功能。在车库门附近的任何位置可采用无线便携式遥控器控制逻辑控制器的开门／关门；若人在室外也可用有线密码控制器来控制逻辑控制器的开门／关门；若人在室内则压按钮开关就可控制逻辑控制器的开门／关门（所以需要设置有线控制开关）。
  为了满足保密性、高安全性的要求，便携式遥控器应采用滚动控制密码或由单片机控制的密码，而不宜采用通用编码器。
  当逻辑控制系统接收到便携式遥控器、壁挂式有线控制开关，或壁挂式有线密码控制器的任一控制命令，逻辑控制系统控制车库门动作，车库门运行至下一个限位开关处停止动作。为了防止超载，在车库门动作时要检测负荷的大小，若超载或遇障碍物，则控制电机停止动作，并立即向相反方向运行，运行一段距离后电机减速并完全停止运行。在关门阶段，若有人正好在门框内，为避免触及人体，需设置红外异物感应装置，一旦感应到有障碍物，控制电机停止动作，并使车库门向开门方向运行一段距离。
3  逻辑控制系统的硬件设计

  逻辑控制系统的功能框图如图1所示。
  车库门逻辑控制系统硬件的主要功能是，在得到控制命令后实现正确的开门／关门控制。考虑到此控制系统除控制功能外还必需具有负荷检测及通信功能，而且该系统全天24小时工作，时时处于待命状态，因此，主控CPU应具有极高的工作可靠性，需具有硬件看门狗，使得在软件跑飞或意外死机时，可在较短时间内恢复系统工作。综合考虑上述因素，我们选用PHIIPS半导体公司的P87 LPC767单片机作为车库门逻辑控制系统主控CPU。
  P87LPC767具有4路8位A/D转换器、WDT（看门狗）、I2C总线、模拟比较器、PWM(脉冲宽度调制器)、上电复位检测、欠压复位检测等功能。保证I/O口驱动电流达到20 mA。它的运行速度为标准80C51单片机的2倍，而且工作温度范围达到了工业标准（-40℃～+85℃）。单片机本身的可靠性即电磁兼容特性很好。
  采用P87LPC767为CPU的逻辑控制系统的
控制及负载反馈放大电路如图2所示。
  逻辑控制系统的执行元件为24 V的直流电机，电机的正反转电路由单片机的PO口经2个NPN三极管控制2个单刀双置继电器来切换。若三极管Tl、T2同时导通或同时截止，则电机两极的压降为零，电机不可能转动。但若三极管Tl、T2 -个导通另一个截止，则可控制电机的正、反向转动。电机是否转动还受场效应管M2 (1RF44)的控制，场效应管M2导通则电机的接地通道连通，电机可以转动。只要有一个三极管导通，电机的一极就和24 V电源连通，照明指示灯LAMP就亮且不受场效应管控制，通过软件可实现由指令来控制照明指示灯LAMP亮，延时熄灭。
  场效应管M2在系统中一方面控制电机的开停，另一方面还担当了电流反馈的角色。系统负载大电机电流也大，流过场效应管的压降也大，把这一压降经电阻送入运放LM358的反相输入端，放大后的信号连至87LPC767的A/D转换接口，用于检测逻辑控制器的负荷大小。场效应管截止时其输入端有可能是24V的高雎，为防止此电雎损坏运放或CPU．采用了三极管T3、T4同时导通或同时截止的联动控制，三极管导通，场效应管因无控制电压而截止，而T4的导通又将反馈回路接地防止了高压的串入。
  图2中，U3为采用I2C BIJS的E2PROM芯片，用于存储逻辑控制器的各设定参数、当前运行状态及控制密码。

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