CN2641688Y - 数字限位型自动门控制器 - Google Patents

Abstract

数字限位型自动门控制器由置于电机风扇上方的由发光管、光敏管、施密特触发器构成的光电耦合器和置于电机风扇下方的反光板构成的电机转速采集装置和包括有整流滤波稳压电源电路的电机控制电路构成，电机控制电路由中央控制电路、模拟电压放大—模/数变换电路、电机驱动电流采样—数/模变换电路、继电器控制电路、工作状态显示电路、接口电路构成，特点是体积小、安装维修方便，转速信息采自高速电机轴，采用数字信号进行限位设定和控制，位置准确、控制可靠，根据门体开、关状况可随时调整、改变设定限位位置。全部输入端口光电隔离，使用安全、抗干扰能力强。

Description

数字限位型自动门控制器

技术领域

本实用新型涉及一种自动门的自动控制装置。

背景技术

目前广泛用于工、商业及民用建筑的自动门、快速门的控制器，无论是内置式还是外置式的多是采用机械式行程开关、霍尔开关、接近开关或者是红外线开关对门扇开启、关闭进行限位控制。现有的自动门控制器均没有外设的手动设定装置，随着自动门使用时间的延长，门体由于长期受环境气温的影响而产生变形使门体尺寸发生改变，以及传动装置长期使用构件磨损、结构松动使限位位置发生改变，因此在自动门使用一定时间后需要对控制器的限位位置重新进行调整和设定，以保证自动门的正常使用。在实际使用中一般一年需要调整2～3次。控制器的设定限位位置的调整和改变均是通过调整和改变限位开关的安装位置实现的。为了保证限位调整的精度要求，相应地要求门体制造时要具有很高的尺寸精度，从而使自动门的生产成本大大升高。再者，限位位置的调整操作技术要求高，调整操作需专业技术人员进行，这就给自动门控制器的生产和使用带来了极为不利的影响。此外，现有自动门控制器大多是采用继电器控制方式，接口简单，不能联接自动控制传感器和智能门禁系统进行不同方式的开、关门控制及关门保护，因而越来越不适应使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用数字信号进行限位设定和控制的，限位位置精度高、限位控制准确，限位位置设定、调整操作方便，使用者根据自动门的开、关状况可随时调整、改变设定限位位置，可采用多种控制方式进行开、关门控制的数字限位型自动门控制器。

本实用新型提供的数字限位型自动门控制器由转数采集装置和包括有整流滤波稳压电源电路的电机控制电路构成，电机转数采集装置由置于电机风扇上方的由正极分别接限流电阻的发光二极管和上拉电阻的光敏管及输入端与光敏管正极联接的两个串接施密特触发器构成的光电耦合器和置于电机风扇下方的反光板构成。电机控制电路由中央控制电路、模拟电压放大—模/数变换电路、电机驱动电流采样—数/模变换电路、继电器控制电路、工作状态显示电路、电机转数采集装置接口电路和与控制电路联接的外设开关信号接口电路构成。

中央控制电路由8位单片机集成电路芯片、与单片机集成电路芯片振荡器端口联接的振荡电路、复位脉冲输出端通过交联电阻与单片机集成电路芯片复位信号输入端联接的具有电压监控功能的程序运行监视集成电路芯片(即通常所说的看门狗)和正、负极分别与程序运行监视集成电路芯片定时复位端、输出端连接的交联二极管、接于电源与程序运行监视集成电路芯片复位脉冲输出端间的上拉电阻和一端接程序运行监视集成电路芯片电源端另一端接地的退交联电容构成的程序运行监视电路、由数据输出端、数据输入端、选择输入端、时钟输入端分别与单片机集成电路芯片准双向数据输入输出端连接的同步串行电擦除可编程序只读存储集成电路芯片、一端接只读存储集成电路芯片电源端另一端接地的退交联电容构成的电擦除可编程序只读存储电路和一端分别与单片机集成电路芯片外部访问允许端、准双向数据输入输出端、三态双向数据输入输出端、多功能数据输入输出端的外部数据存储读脉冲输出端、外部数据存储写脉冲输出端、串行数据发送端、定时输入端联接另一端接电源的上拉电阻、一端分别与三态双向数据输入输出端联接另一端接地的下拉电阻、一端分别与三态双向数据输入输出端、多功能数据定时输入端联接另一端接地的消噪积分电容和一端分别与单片机集成电路芯片的三态双向数据输入输出端联接另一端接地的设置开关、设置选择(+)开关、设置选择(-)开关构成。

模拟电压放大—模/数变换电路由选择端、时钟输入端分别与单片机集成电路芯片的定时输入端和准双向数据输入输出端连接，数据输入端和数据输出端同接于单片机集成电路芯片的一个准双向数据输入输出端一模拟信号输入端接地电压输入端与电源联接的串行接口八位逐次比较型模/数变换集成电路芯片、正、负极分别与模/数变换集成电路芯片两个模拟信号输入端联接的钳位二极管、输出端通过正极与其联接的隔离二极管与模/数变换模拟信号输入端联接的运算放大器集成电路芯片、正极与运算放大器集成电路芯片正输入端连接负极接电源的钳位二极管、接于运算放大集成电路芯片负输入端与隔离二极管负极间的负反馈电阻、一端接运算放大集成电路芯片负输入端另一端接地的两个串接的负反馈电阻、一端接隔离二极管负极另一端接地的负载电阻、接于模/数变换集成电路芯片选择端与电源间的上拉电阻、一端接模/数变换集成电路芯片选择端另一端接地的退交联电容、一端接放大器电源输入端另一端接地的退交联电容构成。

电机驱动电流采样—数/模变换电路由选择端、两个数据输入端分别通过交联电阻与单片机集成电路芯片的准双向数据输入输出端联接两个电压输出范围选择端与电压输出端联接的数/模转换集成电路芯片、基极通过限流耦合电阻与数/模转换集成电路芯片的电压输出端联接发射极与数/模转换集成电路芯片信号输出接地端联接的缓冲放大三极管、基极与缓冲放大三极管集电极联接的同时通过基极偏流电阻与电源联接发射极与电源联接的推动放大三极管、栅极通过交联电阻与推动放大三极管集电极联接的功率输出场效应管、一端与数/模转换集成电路芯片电源端联接另一端接地的退交联电容、正、负极分别与推动放大三极管集电极、基极联接的隔离二极管、两端分别接于数/模转换集成电路芯片的电压输出端和接地端的下拉电阻、一端与功率输出场效应管源极联接另一端接地的采样电阻、一端与采样电阻并接另一端接地的积分电容构成。

继电器控制电路由基极通过限流耦合电阻与程序运行监视集成电路芯片复位脉冲输出端联接集电极通过负载电阻与电源联接发射极接地的程序运行监视电路复位输出隔离反相三极管、基极通过限流电阻与单片机集成电路芯片的三态双向数据输入输出端联接发射极接地的单片机输出反相三极管、基极通过限流电阻与电源联接发射极接电源的开关三极管、输入端与单片机输出反相三极管集电极联接的同时通过负载电阻与程序运行监视电路复位输出隔离反相三极管集电极联接反相输出端通过限流交联电阻与开关三极管基极联接的硬件复位信号输出反相器、输入端与单片机集成电路芯片准双向数据输输入输出端联接的单片机集成电路芯片关门信号输出反相器、输入端与单片机集成电路芯片准双向数据输入输出端联接的单片机集成电路芯片开门信号输出反相器、输入端与单片机集成电路芯片准双向数据输入输出端联接的单片机集成电路芯片照明灯控制信号输出反相器、双臂二位触头接于电源变压器初级线圈与市电供电线路间电磁线圈一端与电源联接其另一端与单片机集成电路芯片照明灯控制信号输出反相器反相输出端联接的照明灯控制继电器、单臂二位触头的动触头接于驱动电机正极常闭、常开两触头分别与电源和功率输出场效应管漏极联接电磁线圈一端与开关三极管集电极联接其另一端与单片机集成电路芯片关门信号输出反相器反相输出端联接的电机关门控制继电器、单臂二位触头的动触头接于驱动电机负极常闭、常开两触头分别与电源和功率输出场效应管漏极联接电磁线圈一端与开关三极管集电极联接其另一端与单片机集成电路芯片开门信号输出反相器反相输出端联接的电机开门控制继电器、正极分别与单片机集成电路芯片开门信号输出反相器反相输出端、单片机集成电路芯片关门信号输出反相器的反相输出端联接负极同接于开关三极管集电极的继电器线圈续流双二极管和由正极与开门及关门继电器的常开触点联接负极与电源联接的继电器触点续流二极管、一端与继电器触点续流二极管负极联接的线绕电阻和一端与线绕电阻联接另一端与开门及关门继电器的常开触点联接的电容构成的触头消弧电路构成。

工作状态显示电路由输入端与单片机集成电路芯片准双向数据输入输出端显示控制信号输出端联接第一施密特触发器、输入端与第一施密特触发器反相输出端联接的第二施密特触发器、基极分别通过耦合电阻与两个施密触发器的反相输出端联接的两个功率输出开关三极管、由多支分发光二极管正极分别接限流电阻后并接与高电平导通功率输出开关三极管集电极联接，多支发光二极管正极分别接电阻后并接与低电平导通功率输出开关三极管集电极连接两部分发光二极管一一并接后分别与单片机的准双向数据输入输出端联接构成的动态扫描设置指示灯、负极接地正极通过限流电阻与继电控制电路的开关三极管集电极联接的工作指示发光二极管构成。

电机转数采集装置接口电路由电源接线端通过上拉电阻与电源联接，2个信号地端口和1个电源地端口接地的光电耦合式六线接口模块、基极通过交联电阻与接口模块运行确认信号接线端联接集电极通过上拉电阻与电源联接发射极接地的运行确认信号输出隔离三极管、输入端通过两个串接的耦合电阻与接口模块转数采集信号输入接线端联接反相输出端与单片机集成电路芯片外部中断信号输入端联接的转数采集信号整形施密特触发器、输入端通过耦合电阻与运行确认信号输入隔离三极管集电极联接反相输出端与单片机集成电路芯片的另一外部中断信号输入端联接的运行确认信号整形施密特触发器、正极接地负极接转数采集信号整形触发器输入端联接的信号输入保护稳压二极管、一端与接插模块(电源)接线端联接另一端与电源联接的两个并接上拉电阻、一端与电源联接另一端与转数采集信号整形触发器的串接交联电阻的串接点联接的同时通过积分电容接地的上拉电阻、接于运行确认信号输入隔离三极管集电极、基极间的偏流电阻、接于转数采集信号整形触发器输入端和接地端间的下拉电阻、一端接运行确认信号整形触发器输入端另一端接地的下拉电阻、一端接运行确认信号整形触发器输入端另一端接地的积分电容构成，电机转数采集装置的信号屏蔽导线插接在接口电路的接插模块上。

外设开关信号接口电路的一种电路结构型式为手动开关信号接口电路，手动开关信号接口电路由信号输入接线端通过耦合电阻与单片机集成电路芯片三态数据输入输出端联接电源接线端通过线路过热保护器与电源联接并通过积分电容接地接地接线端接地的光电耦合式六线接插模块、输入端接单片机集成电路芯片外部数据存储器读脉冲输出端(RD)端反相输出端通过交联电阻与接插模块手动关门信号输入端联接的辅助关门信号输出反相器、输入端与单片机集成电路芯片外部数据存储器写脉冲输出端(WR)端联接反相输出端通过交联电阻与接插模块手动开门信号输入接线端联接的辅助开门信号输出反相器、基极通过限流电阻与单片机集成电路三态数据输入输出端联接集电极通过交联电阻与接插模块手动照明灯控制信号输入接线端联接发射极接地的辅助照明灯控制信号输出开关三极管、正极与单片机照明灯控制信号输出反相器反相输出端联接负极与辅助照明灯控制信号输出开关三极管集电极联接的隔离二极管、一端接电源另一端与接插模块手动停止信号输入接线端联接的上拉电阻、一端分别与接插模块块手动开门信号输入、手动关门信号输入、手动停止信号输入、手动照明灯控制信号输入接线端联接另一端接地的积分电容构成。将手动开关插接在接口电路的接插模块上，用手动开关可控制自动门的开、关。

为了适应和满足自动门由特定人员控制开、关使用场合的使用要求，外设开关信号接口电路的第二种电路结构型式为可外接IC卡读卡器、遥控信号接收器、微波感应开关、红外线感应开关或智能门禁系统的多功能开关信号接口电路。多功能开关信号接口电路由电源接线端通过线路过热保护器与电源联接遥控信号输入接线端通过交联电阻与单片机集成电路芯片三态数据输入输出端联接的光电耦合式六线接插模块、输入端与单片机集成电路芯片串行数据输出端联接反相输出端通过交联电阻与接插模块串型信号输出接线端联接的反相器、输入端通过积分电路与接插模块串行数据输入接线端联接反相输出端与单片机集成电路芯片串行数据输入端联接的施密特触发器和一端与接插模块电源接线端联接另一端接地的退交联电容构成，将IC卡读卡器插接在多功能信号接口电路的接插模块上，可用IC卡控制自动门的开、关；将遥控信号接收器插接在多功能信号接口电路的接插模块上，可用遥控器遥控自动门的开、关；多功能信号接口与微波感应开关或红外线感应开关连接，可使自动门实现自动感应控制；多功能信号接口与智能门禁系统连接可使自动门纳入门禁系统，实现自动门的计算机智能管理。

为了防止关门时门扇夹伤人，数字限位型自动门控制器的进一步完善是有可插接红外线或者气压开关传感器的关门保护开关信号接口电路。关门保护信号接口电路由电源接线端通过线路过热保护器与电源联接接地端接地关门保护信号输入端通过交联电阻接信号输入控制三极管的三线接插模块、输入端接单片机集成电路芯片外部数据存储器读脉冲输出端的反相器、发射极通过交联电阻与三线接插模块关门保护信号输入接线端联接基极通过限流电阻与读脉冲输出反相器反相输出端联接集电极通过交联电阻与写脉冲输出反相器反相输出端联接的保护信号输入控制三极管构成，将红外线传感器插接在关门保护信号接口电路的接插模块上，红外线传感器发现门下有物体时，控制器会禁止自动门关门；将气压开关连接到关门保护信号接口电路的接插模块上，当门边气囊接触到门下的物体时，气压开关动作，控制器立即控制关门运行停止，从而保证自动门的安全运行。

本实用新型提供的数字限位型自动门控制器的信号接口电路在控制器的实际制作和使用中，根据具体要求可选择配置其中的一种，也可以两种以上配置使用。

8位单片机集成电路芯片采用型号为AT89C51、AT89C52、MCS8751或功能及电特性相同的其他型号的市售品；具有电压监控功能的程序运行监视集成电路芯片采用型号为IMP813L、IMP805L或功能及电特性相同的其他型号的市售品；同步串行电擦除可编程序只读存储集成电路芯片采用型号为93C46、24C02或功能及电特性相同的其他型号的市售品；功率输出场效应管采用型号为SUP60N06、IFR630或功能及电特性相同的其他型号的市售品；施密特触发器采用CD4584、40106或功能及电特性相同的其他型号的市售品；反相器采用ULN2003A、CD4069或功能及电特性相同的其他型号的市售品；串行接口逐次比较8位模数变换器采用ADC08032、ADC08034或功能及电特性相同的其他型号的市售品；通用并行输入电压输出数模变换电路采用AD557、AD558或功能及电特性相同的其他型号的市售品；运算放大器采用LM358、LM393或功能及电特性相同的其他型号的高精度低漂移运算放大器市售品。

本实用新型提供的自动门控制器的电机转数采集装置装于电机风扇处采集电机轴的转数信息，装置体积小、安装维修方便；转数信息采自高速电机轴，限位设定及控制定位精确。采用数字信号进行限位控制，限位控制可靠。限位设定方便，使用者根据门体开、关状况可随时利用手动设定开关调整、改变设定的限位位置。控制器有多种外接开关接口电路和过流保护电路，其全部输入端口光电隔离，不仅满足了不同使用的要求，而且使用安全、抗干扰能力强。可用于制造各种自动门，如厂房用自动门，厅、堂自动门，宅院自动门使用。

附图说明

图1为电机转数采集装置的结构图。(剖面图)

图2为图1的仰视图。

图3为电机转数采集装置的电路图。

图4为数字限位型自动门控制器电机转数采集装置的安装结构示意图。

图5为数字限位型自动门控制器电路图

图6为外接手动开关线路图。

图7关门保护红外线对射光电开关电路接线图

具体实施方式

附图是本实用新型的一个实施例，控制器插接有外接手动开关和门保护红外线对射光电开关对自动门进行开、关门控制和关门保护，下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

数字限位型自动门控制器由电机转数采集装置和整流滤波稳压电源电路及电机控制电路构成，电机控制电路由中央控制电路、模拟电压放大—模/数变换电路、电机驱动电流采样—数/模变换电路、继电控制电路、工作状态显示电路、电机转数采集装置接口电路、可外接IC卡读卡器和遥控接收器的多功能信号接口电路、开关信号接口电路、关门保护信号接口电路构成。

电机转数采集装置如图1～4所示，由正极分别接限流电阻R803的发光二极管U803和上拉电阻R802的光敏U802管及输入端与光敏管正极联接的两个串接施密特触发器U801A、U801B构成的光电耦合器固定在电路板(3)上，电路板固定在上端为直角弯折端的外壳(1)的弯折端壳腔内，光电耦合器的红外发光管(4)、光敏管(5)嵌装固定在外壳弯折端邻近壳端部的并列嵌装透孔内，光电耦合器屏蔽信号线(2)由外壳竖直壳腔引出。使用时将不锈钢板制成的反光板固定电机风扇下方的电机端盖上，光电耦合器置于电机风扇罩上用紧固件将外壳固定在电机上，光电耦合器屏蔽信号线通过接于线端的插接模块插接在控制器接口电路的接插模块上与电机控制电路联接。红外发光管发出的红外光由反光板反射到光敏管，光敏管将扇叶旋转光影显示的电机轴转数的光脉冲信号转变为电脉冲信号输入到电机控制电路。

如图5所示，整流滤波稳压电源电路由初级线圈有中间抽头的电源变压器TFI、输入端与变压器次级线圈联接的全波整流硅桥D20、正极与整流硅桥输出端联接的隔离二极管D1、一端接整流硅桥输出端另一端接电源地端GND的滤波电容C22、一端接隔离二极管负极另一端接电源地端的滤波电容C23、C24、输入端接隔离二极管负极的三端可调正稳压器U9、输入端与三端可调正稳压器U9输出端联接的三端正稳压器U10、一端与三端可调正稳压器U9调节端联接另一端分别与电源地端、三端可调正稳压器U9输出端联接的分压电阻R54、R53、一端接三端可调正稳压器U9输出端另一端接电源地端的滤波电容C25、正极接电源负极接三端正稳压器U10输出端的稳压二极管D12，全波整流硅桥输出端为电机供18V直流电，隔离二极管输出端(负极)为控制电路供经滤波处理的18V直流电，三端正稳压器U10输出端为控制电路供经滤波稳压处理的5V直流电。三端可调正稳压器U9输出端为继电器和推动放大三极管，转数采集装置接口电路提供经滤波稳压处理的12V直流电。

电机控制电路的中央控制电路由AT89C51单片机集成电路芯片U1、与单片机集成电路芯片振荡输入端、振荡输出端X1、X2端联接的晶体振荡器Y1，一端分别与单片机U1振荡输入端、输出端联接另一端接地的谐振电容C26、C27构成的振荡电路，复位脉冲输出端通过交联电阻R64与单片机U1复位信号输入端RESET联接电源端VCC与电源电路5V输出端联接，数据输入端WDI与U1的准双向数据输入输出端P17联接的IMP813L带有电压监控功能的程序运行监视集成电路芯片U4(即通常所说的看门狗)和正、负极分别与U4定时器复位端MR输出端WDO连接的隔离二极管D7、一端与5V电源联接另一端与U4复位脉冲输出端RESET联接的上拉电阻R65和一端接5V电源另一端接地GND的退交联电容C32构成的程序运行监视电路、由数据输出端DO、数据输入端DI、选择输入端CS、时钟输入端SK分别与单片机集成电路芯片准双向数据输入输出端P10、P11、P12、P13连接电源端VCC接5V电源的93C46同步串行电擦除可编程序只读存储集成电路芯片U5、一端接只读存储集成电路芯片U5电源端另一端接地的退交联电容C29构成的电擦除可编程序只读存储电路和一端与U1外部访问允许端EA/Vp联接另一端接5V电源的上拉电阻R1、一端接5V电源另一端分别接U1的准双向数据输入输出端P16、P15、P14、P26、P25、P24的上拉电阻R2、R3、R5、R6、R7、R8、一端接U1的三态双向数据输入输出端P00、P01、P02、P07、多功能数据输入输出端的外部数据存储读脉冲输出端RD、外部数据存储器写脉冲输出端WR、串行数据发送端TXD、定时输入端TO联接另一端接5V电源的上拉电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R55、一端分别与U1三态双向数据输入输出端P03、P04、P05、P06联接另一端接地的下拉电阻R9、R10、R11、R12、一端分别与U1三态双向数据输入输出端P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、多功能数据定时输入端TO联接另一端接地的消噪积分电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C31和一端分别与U1的三态双向数据输入输出端P00、P01、P02联接另一端接地的设置开关S1设置选择(+)开关S2、设置选择(-)开关S3构成。

电机控制电路的模拟电压放大—模/数变换电路由电压输入端VREF接5V电源选择端CS与U1的定时输入端T0联接时钟输入端CLK与U1的准双向数据输入输出端P13连接，数据输入端DI和数据输出端D0同接于U1准双向数据输入输出端P11，模拟信号输出端CH1接地的ADC0832串行接口八位逐次比较型模/数变换集成电路芯片U6、正极与U6模拟信号输入端CH1联接负极与U6的模拟信号输入端CH0联接的钳位二极管D5、模拟电压输出端通过隔离二极管D4与U6模拟信号输入端CH0联接电源输入端接5V电源的LM358运算放大器集成电路芯片U8A、正极与U8A正输入端连接负极接5V电源的钳位二极管D3、两端分别与U8A负输入端、隔离二极管D4负极连接的负反馈电阻R57、一端接U6负输入端另一端接地的两个串接的负反馈电阻R59、R60、一端接隔离二极管负极另一端接地的负载电阻R56、一端与U6选择端CS联接另一端接5V电源的上拉电阻R55、一端接U6选择端CS另一端接地的退交联电容C31、一端接放大器U8A电源输入端另一端接地的退交联电容C28构成。

电机驱动电流采样—数/模变换电路由数据输入端BTI8、数据输入端BIT7、选择端CS分别通过交联电阻R61、R62、R63与U1的准双向数据输入输出端P16、P15、P14联接电源端VCC接5V电源数据输入端BIT1、BIT2、BIT3、BIT4、BIT5、BIT6联接后接5V电源电压输入端Vout与电压输出范围选择端SA、电压输出范围选择端SB联接的AD557通用并行输入电压输出数/模转换集成电路芯片U7、基极通过交联电阻R73与U7电压输出端Vout联接发射极与U7信号接地端GND联接的缓冲放大三极管Q9，基极与三极管Q9集电极联接发射极与12V电源联接的推动放大三极管Q10、栅极通过交联电阻R71与推动放大三极管Q10集电极联接的SUP60N06功率输出场效应管Q11、一端与12V电源联接另一端与推动放大三极管Q10基极联接的下偏流电阻R72、一端与U7的电压输出端联接另一端与缓冲放大三极管Q9发射极联接的下偏流电阻R73、正极与推动放大三极管Q10集电极联接负极与推动放大三极管Q10基极连接的隔离二极管D6、一端与功率输出场效应管Q11源极联接另一端接地的采样电阻R70和一端与采样电阻并接另一端接地的积分电容C31、一端接U7电源端另一端接U7地端的退交联电容C33构成，功率输出场效应管Q11的源极通过交联电阻R58与运算放大器U8A正输入端联接。

继电控制电路由基极通过限流电阻R66与程序运行监视集成电路芯片U4复位脉冲输出端RESET联接集电极通过负载电阻R67与5V电源联接发射极接地的程序运行监视电路复位输出隔离反相三极管Q1、基极通过限流电阻R69与U1三态双向数据输入输出端P07联接发射极接地的单片机输出反相三极管Q2、输入端与单片机输出反相三极管Q2集电极联接的同时通过交联电阻R68与程序运行监视电路复位输出隔离反相三极管Q1集电极联接的硬件复位信号输出反相器U3A、输入端分别与单片机集成电路芯片U1的准双向数据输P25、P26、P24联接的单片机关门信号输出反相器U3B、单片机开门信号输出反相器U3C、单片机照明灯控制信号输出反相器U3D基极通过限流电阻R80与18V电源联接同时通过交联电阻R79与硬件复位信号输出反相器U3A反相输出端联接发射极接18V电源的开关三极管Q3、双臂二位触头的第一组触点JA3-1的常开触点串接于电源指示灯DS1与熔断器F2间，第二组触点JA3-2的常闭端与电源变压器初级线圈下抽头联接常开端与电源变压器初级线圈中间抽头联接电磁线圈一端接12V电源另一端与反相器U3D反相输出端联接的照明灯控制继电器JA3、二位触头JA2-1动臂与驱动电机正极联接常闭触点与18V电源联接常开触点与电机驱动电流采样—数/模变换电路的功率输出场效应管漏极联接电磁线圈一端与反相器U3B反相输出端联接其另一端与开关三极管Q3集电极联接的关门控制继电器JA2、二位触头JA1-1动臂与驱动电机负极联接常闭触点与18V电源联接常开触点与电机驱动电流采样—数/模变换电路的功率输出场效应管漏极联接电磁线圈一端与开关三极管Q3集电极联接其另一端与反相器U3C反相输出端联接的开门控制继电器JA1、负极接开关三极管Q3集电极正极分别和反相器U3B反相输出端、反相器U3C反相输出端联接的继电器线圈续流双二极管D8和一端与12V电源联极另一端与开关三极管Q3三极管基极联接的偏流电阻R80构成。

工作状态显示电路由输入端与单片机集成电路芯片U1准双向数据输入输出端P17联接的4584施密特触发器U2E、输入端与施密特触发器U2E反向输出端联接的4584施密特触发器U2F、基极分别通过耦合电阻R39、R40与施密触发器U2E、U2F反相输出端联接发射极接5V电源的高电平导通开关三极管Q4和低电平导通开关三极管Q5、由正极分别接限流电阻R21、R22、R23后并接与高电平导通开关三极管Q4集电极联接负极分别与单片机集成电路芯片U1的准双向数据输入输出端P21、P22、P23联接的发光二极管D12、D13、D14、正极分别接限流电阻R24、R25、R26、R27后并接与低电平导通开关三极管Q5集电极联接负极分别与U1的准双向数据输入输出端P20、P21、P22、P23联接的发光二极管D15、D16、D17、D18和正极通过限流电阻R20与开关三极关Q3集电极联接负极接地的发光二极管D11构成。电机控制电路的各电路导通工作时相关指示灯点燃，截止断路后相关指示灯熄灭。

转数采集信号接口电路由转数采集信号接口模块接线端1通过上拉电阻R44、R45与12V电源联接转数采集信号接口模块接线端3、接线端4、接线端6联接后接地的光电耦合式六线接插模块JK4、集电极通过上拉电阻R42与12V电源联接基极通过限流电阻R49与转数采集信号接口模块接线端2联接发射极接地的运行确认信号输入隔离三极管Q8、输入端通过两支串接的交联电阻R50、R51与JK4转数采集信号输入端5联接反相输出端与U1外部中断信号输入端(INTO)联接的转数采集信号整形施密特触发器U2A、输入端耦合电阻与运行确认信号输入隔离三极管Q8集电极联接的同时通过下拉电阻和与其并接的积分电容接地的运行确认信号整形施密特触发器U2C、正极接地负极与运行确认信号整形触发器U2A输入端联接的稳压二极管D21、一端与12V电源联接另一端与JK4电源接线端1联接的两个并接的上拉电阻R44、R45(积分电容接地的)、一端与电源联接另一端通过积分电容C18接地的上拉电阻R43、两端分别与运行确认信号输入隔离三极管Q8集电极、基极联接的偏流电阻R47、一端接转采集信号数整形触发器U2A另一端接地的下拉电阻R52、一端接JK4电源接线端1另一端接地的退交联电容C19和一端与12V电源联接另一端接地的积分电容C20构成。

多功能信号接口电路由电源接线端5通过线路过热保护器PTC与18V电源联接，信号输入端2通过交联电阻R28与U1三态数据输入输出端P03联接的光电耦合式六线接插模块JK3；输入端与U1串行数据发送端TXD联接反相输出端通过交联电阻R34与接插模块JK3的串行数据发送接线端1联接的串行数据发送反相器U3G；输入端通过交联电阻R41与接插模块JK3串行数据接收接线端联接，反相输出端与U1的串行数据接收端RXD联接的串行数据接收施密特触发器U2D；一端分别与JK3接线端3、串行数据接收施密特触发器U2D输入端联接另一端接地的积分电容C15、C14和一端接地另一端与接插模块JK3电源端5联接的退交联电容C13构成。

关门保护开关信号接口电路由接地接线端1接地电源端3通过线路过热保护器PTC接经整流滤波的18V电源的光电耦合式三线接插模块JK1、基极通过限流耦合电阻R32与辅助关门信号反相器U3E反相输出端联接发射极通过交联电阻R36与三线接插模块保护信号输入接线端2联接集电极通过交联电阻R33与辅助开门信号反相器U3F反相输出端联接的保护信号输入三极管Q6构成。

在数字限位型自动门控制器具体生产和使用中，除本实施例外根据具体使用要求也可以选择设置一种或者多种开关信号接口电路。

如图6所示，将关门按钮开关K1、运行停止按钮开关K2、开门按钮开关K3、照明灯按钮开关K4固定在安装板上，开关的定触点并联后与开关信号接口模块的接线端子3联接，接口模块的端子3与接口电路的公共地联接。开关K1、K2、K3、K4的动触点分别与开关信号接口模块的接线端子1、2、3、6联接，接口模块的上述端子分别与接口电路的辅助关门信号反相器U3E反相输出端的交联电阻R32和单片机U1的三态数据输入输出端P05交联电阻R30、U1三态数据输入输出端P04交联电阻R29、U1的三态数据输入输出端P06交联电阻R31和辅助开门信号反相器反相输出端的交联电阻R33、R37、单片机U1的P27端口输出信号反相三极管Q7集电极交联电阻R38联接。

如图7所示，关门保护红外线对设光电开关电路的红外线发生器(7)和红外线光感传感器(6)的电源接线端V+与光电耦合式插接模块JK1A的接线端子3联接，红外线光感传感器的接地端GND、红外线发生器接地端V-与插接模块接线端子1联接，信号输出端OUT与插接模块接线端子2联接。插接模块插接在控制器的接口电路上，红外线发生器和红外线光感传感器的电源端通过线路热保护器与控制器的经滤波的18V电源联接，接地端与控制器接地端联接，信号输出端与控制器保护开关信号输入三极管的交联电阻联接。

使用时，在自动门安装完成并连接好控制器后接通电源，控制器的发光二极管D11亮，控制器进入工作状态。使用设置按钮S1、设置选择(+)按钮S2和设置选择(-)按钮S3进行控制器的开、关门限位位置和开、关门驱动力设定。按下设置按钮S1并保持，发光二极管D12亮，表示进入开关门限位位置设置状态。按下按钮S2并保持，自动门做开门运行，电机运转时电机风扇的旋转使转数采集装置采集到电机转数信号由接口电路进行滤波、整形处理后，送到单片机U1的中断信号输入端INT0端口。单片机对INT0端口输入的计数脉冲信号做加计数，当门扇到达正确的开门位置时单片机已累加出一个数值，松开S2，点动S2和S3按钮调整到精确定位位置后按动S1按钮将最终累加值送存到可编程只读存储器U5中的指定存储单元中并自动进入关门限位位置设置步骤。此时发光二极管D14亮，按下S3做关门运行，单片机依据INT0端口输入的计数脉冲信号从开门限位位置数值做减计数，到达正确的关门限位位置时按下S1单片机把把最终的减计数的累加值送存到可编程只读存储器U5中的另一指定存储单元中成为关门限位位置的设定值。控制器进入工作状态后，开门时单片机把转数采集装置送来的计数脉冲加计数，并不断把累加值与开门限位位置数值比较，累加值与开门限位位置数值相等时，则判定门体到达开门限位位置，控制器立即控制电机停止。关门时单片机把转数采集装置送来的计数脉冲减计数，并不断把累加值与关门限位位置数值比较，累加值与关门限位位置数值相等时，则判定门体到达关门限位位置，控制器立即控制电机停止。在自动门使用过程中需要调整、改变上、下限位位置时依上述操作即可设定新的上、下限位位置。

开、关门限位位置设置完成后进行开关门驱动力的设置，按下并保持S2让自动门做开门运行，直至到达开门限位位置，门体自动停止在开门限位位置。然后再按下并保持S3，自动门做关门运行，直至门体到达关门限位位置，门体自动停止在关门限位位置。反复操作2次，电机驱动电流由采样—数/模变换电路采样、放大，经过放大的模拟电压信号经模/数变换变为数字信号送到单片机U1的准双向数据输入输出端P11。单片机将往返运行全过程中电机驱动电流最大值储存在可编程只读存储器U5中指定的存储单元中成为电机驱动电流的设定值。设定操作完成后即可投入使用。

按下开门按钮K3，单片机U1的三态数据输入输出端P06成为低电平。单片机检测相关的端口确认门体不在上限位置后，单片机U1的准双相数据输入输出端P26、P27转变为高电平。P27的高电平通过R35使Q7导通控制继电器JA3得电吸合照明灯亮，电源变压器的初级线圈的中间抽头与市电连接变压器次级电压升高，系统退出低功耗待机状态而进入运行工作状态。P26的高电平使输入端连接单片机U1的准双向数据输入输出端P26的反相器U3C的输出端变为低电平，由于继电器电源控制三极管Q3处于导通状态，继电器JA1得电吸合而继电器JA2为失电释放状态，电动机的正电源输入端与电源+18V端接通，电动机的负电源输入端与功率驱动场效应管Q11的漏极联接进而通过功率驱动场效应管Q11的源极和采样电阻R70与电源地连接电动机正转、门体做开门运行。在门体到达上限位置或按下停止按钮K2时，单片机U1的P26端口由高电平转变为低电平，反相器U3C的输出端变为高电平，继电器JA1失电释放触头复位，电动机的正、负电源输入端通过继电器JA2触头同接于电源+18V端电动机停止。按下开关K1，单片机U1三态数据输入输出端P05成为低电平，单片机检测相关的端口确认门体不在下限位置后单片机U1的端口P25转变为高电平反相器U3B的输出端变为低电平继电器JA2得电吸合，电动机的正电源输入端与功率输出场效应管Q11、取样电阻R70连接到系统电源地。电动机的负电源输入端电源+18V端联接电动机反转，门体做关门运行直至门扇完全关闭为止。开门到限位位置时电机断电停转后电机轴由于惯性发生冲转门扇停止位置超过设定位置，U1的电机转数加计数超过设定值，在关门电机回转时单片机U1自动将超过设定转数的部分减除，从而保证了开、关门限位位置控制的准确性。

当关门时门中间有物体挡住了红外线对射光电开关的光路，红外线对射光电开关的输出端转变为低电平，从而使Q6的发射极为低电平，Q6导通，Q6的集电极通过交联电阻R37、R31，把单片机U1的三态数据输入输出端口P06拉为低电平。单片机U1的P06端口的低电平信号是开门控制信号，单片机根据这样的端口信息立即控制自动门停止关门运行，转为开门运行。门体开、关运行受阻电机驱动电流大于设定值时单片机自动将运行停止，然后接通回返运行的继电器电路时门体回返运行，从而避免了因过流将电机损坏现象的发生。

当单片机运行不正常时，带有电压监控功能的程序运行监视系统集成电路U4中的程序运行监视系统(看门狗)会输出复位脉冲，使单片机U1复位。为保证在看门狗电路起动时电机控制路可靠地控制电机停止，采用Q1，U3A和Q3组成的硬件复位控制电机停止电路。在U4的7脚输出复位脉冲时，其一路通到U1的9脚RESET端，使U1复位。另一路通过R66使Q1导通饱和。R67下端成为低电平，通过R68使U3A的输入端为低电平。经过U3A的反相，其输出端为高电平，通过R79使R80的下端，Q3的基极成为高电平，PNP型的三极管Q3进入截止状态、继电器JA2，JA1断电，从而确保了控制器可靠地控制自动门的正常运行。

Claims (5)

1、一种数字限位型自动门控制器，由转数采集装置和包括有整流滤波稳压电源电路的电机控制电路构成，其特征是所说电机转数采集装置由置于电机风扇上方的由正极分别接限流电阻的发光二极管和上拉电阻的光敏管及输入端与光敏管正极联接的两个串接施密特触发器构成的光电耦合器和置于电机风扇下方的反光板构成，所说电机控制电路由中央控制电路、模拟电压放大—模/数变换电路、电机驱动电流采样—数/模变换电路、继电器控制电路、工作状态显示电路、电机转数采集装置接口电路和与控制电路联接的外设开关信号接口电路构成，

中央控制电路由8位单片机集成电路芯片、与单片机集成电路芯片振荡器端口联接的振荡电路、复位脉冲输出端通过交联电阻与单片机集成电路芯片复位信号输入端联接的具有电压监控功能的程序运行监视集成电路芯片、正、负极分别与程序运行监视集成电路芯片定时复位端、输出端连接的交联二极管、接于电源与程序运行监视集成电路芯片复位脉冲输出端间的上拉电阻和一端接程序运行监视集成电路芯片电源端另一端接地的退交联电容构成的程序运行监视电路、由数据输出端、数据输入端、选择输入端、时钟输入端分别与单片机集成电路芯片准双向数据输入输出端连接的同步串行电擦除可编程序只读存储集成电路芯片、一端接只读存储集成电路芯片电源端另一端接地的退交联电容构成的电擦除可编程序只读存储电路和一端分别与单片机集成电路芯片外部访问允许端、准双向数据输入输出端、三态双向数据输入输出端、多功能数据输入输出端的外部数据存储读脉冲输出端、外部数据存储写脉冲输出端、串行数据发送端、定时输入端联接另一端接电源的上拉电阻、一端分别与三态双向数据输入输出端联接另一端接地的下拉电阻、一端分别与三态双向数据输入输出端、多功能数据定时输入端联接另一端接地的消噪积分电容和一端分别与单片机集成电路芯片的三态双向数据输入输出端联接另一端接地的设置开关、设置选择(+)开关、设置选择(-)开关构成，

模拟电压放大—模/数变换电路由选择端、时钟输入端分别与单片机集成电路芯片的定时输入端和准双向数据输入输出端连接，数据输入端和数据输出端同接于单片机集成电路芯片的一个准双向数据输入输出端一模拟信号输入端接地电压输入端与电源联接的串行接口八位逐次比较型模/数变换集成电路芯片、正、负极分别与模/数变换集成电路芯片两个模拟信号输入端联接的钳位二极管、输出端通过正极与其联接的隔离二极管与模/数变换模拟信号输入端联接的运算放大器集成电路芯片、正极与运算放大器集成电路芯片正输入端连接负极接电源的钳位二极管、接于运算放大集成电路芯片负输入端与隔离二极管负极间的负反馈电阻、一端接运算放大集成电路芯片负输入端另一端接地的两个串接的负反馈电阻、一端接隔离二极管负极另一端接地的负载电阻、接于模/数变换集成电路芯片选择端与电源间的上拉电阻、一端接模/数变换集成电路芯片选择端另一端接地的退交联电容、一端接放大器电源输入端另一端接地的退交联电容构成，

电机驱动电流采样—数/模变换电路由选择端、两个数据输入端分别通过交联电阻与单片机集成电路芯片的准双向数据输入输出端联接两个电压输出范围选择端与电压输出端联接的数/模转换集成电路芯片、基极通过限流耦合电阻与数/模转换集成电路芯片的电压输出端联接发射极与数/模转换集成电路芯片信号输出接地端联接的缓冲放大三极管、基极与缓冲放大三极管集电极联接的同时通过基极偏流电阻与电源联接发射极与电源联接的推动放大三极管、栅极通过交联电阻与推动放大三极管集电极联接的功率输出场效应管、一端与数/模转换集成电路芯片电源端联接另一端接地的退交联电容、正、负极分别与推动放大三极管集电极、基极联接的隔离二极管、两端分别接于数/模转换集成电路芯片的电压输出端和接地端的下拉电阻、一端与功率输出场效应管源极联接另一端接地的采样电阻、一端与采样电阻并接另一端接地的积分电容构成，

继电器控制电路由基极通过限流耦合电阻与程序运行监视集成电路芯片复位脉冲输出端联接集电极通过负载电阻与电源联接发射极接地的程序运行监视电路复位输出隔离反相三极管、基极通过限流电阻与单片机集成电路芯片的三态双向数据输入输出端联接发射极接地的单片机输出反相三极管、基极通过限流电阻与电源联接发射极接电源的开关三极管、输入端与单片机输出反相三极管集电极联接的同时通过负载电阻与程序运行监视电路复位输出隔离反相三极管集电极联接反相输出端通过限流交联电阻与开关三极管基极联接的硬件复位信号输出反相器、输入端与单片机集成电路芯片准双向数据输输入输出端联接的单片机集成电路芯片关门信号输出反相器、输入端与单片机集成电路芯片准双向数据输入输出端联接的单片机集成电路芯片开门信号输出反相器、输入端与单片机集成电路芯片准双向数据输输入输出端联接的单片机集成电路芯片照明灯控制信号输出反相器、双臂二位触头接于电源变压器初级线圈与市电供电线路间电磁线圈一端与电源联接其另一端与单片机集成电路芯片照明灯控制信号输出反相器反相输出端联接的照明灯控制继电器、单臂二位触头的动触头接于驱动电机正极常闭、常开两触头分别与电源和功率输出场效应管漏极联接电磁线圈一端与开关三极管集电极联接其另一端与单片机集成电路芯片关门信号输出反相器反相输出端联接的电机关门控制继电器、单臂二位触头的动触头接于驱动电机负极常闭、常开两触头分别与电源和功率输出场效应管漏极联接电磁线圈一端与开关三极管集电极联接其另一端与单片机集成电路芯片开门信号输出反相器反相输出端联接的电机开门控制继电器、正极分别与单片机集成电路芯片开门信号输出反相器反相输出端、单片机集成电路芯片关门信号输出反相器的反相输出端联接负极同接于开关三极管集电极的继电器线圈续流双二极管和由正极与开门及关门继电器的常开触点联接负极与电源联接的继电器触点续流二极管、一端与继电器触点续流二极管负极联接的线绕电阻和一端与线绕电阻联接另一端与开门及关门继电器的常开触点联接的电容构成的触头消弧电路构成，

工作状态显示电路由输入端与单片机集成电路芯片准双向数据输入输出端显示控制信号输出端联接第一施密特触发器、输入端与第一施密特触发器反相输出端联接的第二施密特触发器、基极分别通过耦合电阻与两个施密触发器的反相输出端联接的两个功率输出开关三极管、由多支分发光二极管正极分别接限流电阻后并接与高电平导通功率输出开关三极管集电极联接，多支发光二极管正极分别接电阻后并接与低电平导通功率输出开关三极管集电极连接两部分发光二极管一一并接后分别与单片机的准双向数据输入输出端联接构成的动态扫描设置指示灯、负极接地正极通过限流电阻与继电控制电路的开关三极管集电极联接的工作指示发光二极管构成，

电机转数采集装置接口电路由电源接线端通过上拉电阻与电源联接，2个信号地端口和1个电源地端口接地的光电耦合式六线接口模块、基极通过交联电阻与接口模块运行确认信号接线端联接集电极通过上拉电阻与电源联接发射极接地的运行确认信号输出隔离三极管、输入端通过两个串接的耦合电阻与接口模块转数采集信号输入接线端联接反相输出端与单片机集成电路芯片外部中断信号输入端联接的转数采集信号整形施密特触发器、输入端通过耦合电阻与运行确认信号输入隔离三极管集电极联接反相输出端与单片机集成电路芯片的另一外部中断信号输入端联接的运行确认信号整形施密特触发器、正极接地负极接转数采集信号整形触发器输入端联接的信号输入保护稳压二极管、一端与接插模块(电源)接线端联接另一端与电源联接的两个并接上拉电阻、一端与电源联接另一端与转数采集信号整形触发器的串接交联电阻的串接点联接的同时通过积分电容接地的上拉电阻、接于运行确认信号输入隔离三极管集电极、基极间的偏流电阻、接于转数采集信号整形触发器输入端和地端间的下拉电阻、一端接运行确认信号整形触发器输入端另一端接地的下拉电阻、一端接运行确认信号整形触发器输入端另一端接地的积分电容构成，电机转数采集装置的信号屏蔽导线插接在接口电路的接插模块上。

2、按权利要求1所述数字限位型自动门控制器，其特征是所说外设开关信号接口电路为手动开关信号接口电路，手动开关信号接口电路由信号输入接线端通过耦合电阻与单片机集成电路芯片三态数据输入输出端联接电源接线端通过线路过热保护器与电源联接并通过积分电容接地接地接线端接地的光电耦合式六线接插模块、输入端接单片机集成电路芯片外部数据存储器读脉冲输出端(RD)端反相输出端通过交联电阻与接插模块手动关门信号输入端联接的辅助关门信号输出反相器、输入端与单片机集成电路芯片外部数据存储器写脉冲输出端(WR)端联接反相输出端通过交联电阻与接插模块手动开门信号输入接线端联接的辅助开门信号输出反相器、基极通过限流电阻与单片机集成电路三态数据输入输出端联接集电极通过交联电阻与接插模块手动照明灯控制信号输入接线端联接发射极接地的辅助照明灯控制信号输出开关三极管、正极与单片机照明灯控制信号输出反相器反相输出端联接负极与辅助照明灯控制信号输出开关三极管集电极联接的隔离二极管、一端接电源另一端与接插模块手动停止信号输入接线端联接的上拉电阻、一端分别与接插模块手动开门信号输入接线端、手动关门信号输入接线端、手动停止信号输入接线端、手动照明灯控制信号输入接线端联接另一端接地的积分电容构成。

3、按权利要求1所述数字限位型自动门控制器，其特征是所说外设开关信号接口电路为可外接IC卡读卡器、遥控信号接收器、微波感应开关、红外线感应开关或智能门禁系统的多功能开关信号接口电路，多功能开关信号接口电路由电源接线端通过线路过热保护器与电源联接遥控信号输入接线端通过交联电阻与单片机集成电路芯片三态数据输入输出端联接的光电耦合式六线接插模块、输入端与单片机集成电路芯片串行数据输出端联接反相输出端通过交联电阻与接插模块串型信号输出接线端联接的反相器、输入端通过积分电路与接插模块串行数据输入接线端联接反相输出端与单片机集成电路芯片串行数据输入端联接的施密特触发器和一端与接插模块电源接线端联接另一端接地的退交联电容构成。

4、按权利要求1或2所述数字限位型自动门控制器，其特征是所说电机控制电路有可插接红外线或者气压开关传感器的关门保护开关信号接口电路，关门保护信号接口电路由电源接线端通过线路过热保护器与电源联接接地端接地关门保护信号输入端通过交联电阻接信号输入控制三极管的三线接插模块、输入端接单片机集成电路芯片外部数据存储器读脉冲输出端的反相器、发射极通过交联电阻与三线接插模块关门保护信号输入接线端联接基极通过限流电阻与读脉冲输出反相器反相输出端联接集电极通过交联电阻与写脉冲输出反相器反相输出端联接的保护信号输入控制三极管构成。

5、按权利要求3所述数字限位型自动门控制器，其特征是所说电机控制电路有可插接红外线或者气压开关传感器的关门保护开关信号接口电路，关门保护信号接口电路由电源接线端通过线路过热保护器与电源联接接地端接地关门保护信号输入端通过交联电阻接信号输入控制三极管的三线接插模块、输入端接单片机集成电路芯片外部数据存储器读脉冲输出端的反相器、发射极通过交联电阻与三线接插模块关门保护信号输入接线端联接基极通过限流电阻与读脉冲输出反相器反相输出端联接集电极通过交联电阻与写脉冲输出反相器反相输出端联接的保护信号输入控制三极管构成。

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