機(jī)械畢業(yè)設(shè)計1356四層樓電梯自動控制系統(tǒng)的設(shè)計說明書.doc

1 畢業(yè)設(shè)計說明書目錄 第一章 引言 2 第二章 設(shè)計要求 2 第三章 設(shè)計方案 3 第四章 硬件設(shè)計 5 4.1 單片機(jī) 5 4.2 各樓層電梯間電路 9 4.3 電梯間電路 12 4.4 控制臺電路 13 4.5 單片機(jī)電路 16 4.6 電路 PCB 圖 17 第五章 軟件設(shè)計 19 5.1 簡易控制方案 19 5.2 進(jìn)一步控制 方 案 22 5.2.1 控制邏輯流程圖 22 5.2.2 說明 25 5.2.3 參考程序 26 第六章 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試 31 6.1 軟件調(diào)試 31 6.2 硬件調(diào)試 32 第七章 結(jié)束語 33 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 34 參考文獻(xiàn) 36 2 電梯控制系統(tǒng)模型 摘 要 :本論文主要介紹的是電梯自動控制模型， 硬件部分 我們使用的是單片機(jī)及外圍電路組成高度為四層樓的電梯控制系統(tǒng)。單片機(jī)采用 AT89C51，晶體振蕩器選 6MHz， C51、 C52為 30uF瓷片電容與晶體振蕩器形成時鐘電路。電 容 C53、電阻 R51、 R52和按鍵 RESET 構(gòu)成上電復(fù)位和手動復(fù)位電路。 軟件部分采用了兩種控制方案 ,簡易控制方案只是簡單的電梯上升下降 ,在各樓層短暫停留。而進(jìn)一步控制方案則考慮各樓層的信號請求 ，以完成各樓層的升降控制。該系統(tǒng)具有 工作穩(wěn)定，操作簡單等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞 :電梯 , AT89C51單片機(jī) ， 共陰極數(shù)碼管 ， CD4511譯碼器，發(fā)光二極管 第一章 引言 據(jù)國外有關(guān)資料介紹 ,公元前 2800 年在古代埃及 ,為了建筑當(dāng)時的金字塔 ,曾使用過由人力驅(qū)動的升降機(jī)械。公元 1765 年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)之后 ,1858 年美國研制 出以蒸汽為動力 ,并通過皮帶轉(zhuǎn)動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯。 1878 年英國的阿姆斯特郎發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展 ,淘汰了蒸汽梯。后來又出現(xiàn)了采用液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯 ,這種掖壓梯至今仍為人們所采用。但是， 電梯得以興盛發(fā)展的原因在于采用了電力作為動力來源 .。 在 20 世紀(jì)初 ,美國奧梯斯電梯公司首先使用直流電動機(jī)作為動力 ,生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動的直流電梯 ,從而為今天的高速度 ,高行程電梯的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 20世紀(jì)30 年代美國紐約市的 102 層摩天大樓建成 ,美國奧梯斯電梯公司為這座大樓制造和安裝 了 74臺速度為 6.0MS的電梯。 從此以后 ,電梯這個產(chǎn)品 ,一直在日新月異的發(fā)展著 .目前電梯產(chǎn)品 ,不但規(guī)格品種多 ,自動化強(qiáng) ,而且安全可靠 ,乘坐舒服 .近幾年來 ,隨著電子工業(yè)的發(fā)展 ,微處理機(jī)和電子計算機(jī)已成功的應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去 ,采用無觸點元件的電梯電氣控制系統(tǒng)已開始批量生產(chǎn)。 第二章 設(shè)計要求 采用 AT89C51單片機(jī)及外圍電路組成高度為四層樓的電梯控制系統(tǒng) 。 電梯內(nèi)電路由 FS1、 FS2、 FS3 和 FS4 四個發(fā)光二極管作為指示燈，電梯模型上電后，電梯的起始位置為一樓，等待控制臺 Start按鍵按下，數(shù)碼 管顯示“ 1”。當(dāng) Start按鍵按下后，電梯開始向上運(yùn)動，控制臺的上升指示燈 UP亮。 2s后到達(dá)二樓，數(shù)碼管顯示“ 2”并在二樓停留 5s，然后繼續(xù)上升。每層樓停留 5s，直到四樓。在四樓停留 5s 后開始下降，控制臺的指示燈 DOWN 亮。每層樓停 5s，直到一樓。然后重復(fù)上述過程。如果在一個上下循環(huán)中按下過 Stop鍵 ,電梯下降到一樓后停止工作。直到再次按下 Start鍵后重新恢復(fù)工作 3 第三章 設(shè)計方案 電梯控制系統(tǒng)由各層樓的電梯間電路、電梯內(nèi)電路和控制臺電路三部分組成。電梯在各樓層的定位本應(yīng)采用行程開關(guān)，考慮到模型的操 作性，采用延時控制。相鄰樓層間升降設(shè)定為 2S。 1）各樓層的電梯間電路 二、三層的電路間均有“上升”和“下降”選擇按鍵，一樓只有“上升”按鍵，四樓只有“下降”按鍵，每個按鍵配一只發(fā)光二極管，作為指示燈。 2）電梯內(nèi)部電路 目標(biāo)樓層 1 4選擇按鍵配又相應(yīng)的指示燈。 3）控制臺電路 （ 1）兩個按鍵用于手動控制。控制電路的“開始運(yùn)行”和“停止運(yùn)行” （ 2）兩個指示燈，分別指示電梯的升降情況。 （ 3）一只數(shù)碼管，用于顯示電梯當(dāng)前所在的樓層。 4）控制方案 （ 1）簡單控制方案 （見圖 1） 工作原理：控制臺按下 START 鍵后，通過 AT89C51 單片機(jī)的控制使得電梯運(yùn)行，該系統(tǒng)中電梯運(yùn)行時不受各樓層的控制和影響 往復(fù)運(yùn)動，只有在控制臺按下 STOP 鍵后，電梯降到一樓停止，等待控制臺再次啟動。該系統(tǒng)使用數(shù)碼管顯示當(dāng)前樓層。 圖 1 簡易方案系統(tǒng)工作原理框圖電梯降到一樓停止控制臺啟動電梯單片機(jī)譯碼器數(shù)碼管顯示電梯動作控制臺停止電梯 4 （ 2）進(jìn)一步控制方案 （見圖 2） 工作原理：工作臺啟動電梯，單片機(jī)檢測各樓層信號請求控制電梯運(yùn)動，電梯動作完成后數(shù)碼管顯示所在樓層，同時單片機(jī)再次檢測各樓層請求信號，使的電梯再次動作，直到控制臺停止電梯，電梯降到一樓后停止，等待控制臺再次啟動 電梯。 圖 2 進(jìn)一步控制系統(tǒng)工作原理框圖電梯動作電梯降到一樓停止控制臺停止電梯數(shù)碼管顯示譯碼器單片機(jī)各樓層請求信號控制臺啟動電梯 5 第四章 硬件設(shè)計 4.1 單片機(jī) 采用 AT89C51單片機(jī)及外圍電路組成高度為四層樓的電梯控制系統(tǒng) 。 AT89c51是一種低功耗高性能的 8位單片機(jī)，片內(nèi)帶有一個 4k字節(jié)的 flash可編擦除只讀存儲器 (perom），它采用了 cmos工藝和 atmel公司的高密度非易失性存儲器 (nuram)技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)和 mcu_51系列單片機(jī)兼容。片內(nèi)的 flash存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性的存儲器編程器來編程。同時已具有三級程序存儲器保密的性能。 在眾多的 51 系列單片機(jī)中，要算 atmei 公司的 at89c51 更實用，因為它不僅和 mcu_51系列單片機(jī)指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的 4k 程序存儲器是 flash工藝的，這種下藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。所以說這種單片機(jī)對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機(jī)的程序還可以加密，這又很好地保護(hù)了所有者的勞動成果。 6 管腳說明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低 電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2口輸 出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷 0） P3.3 /INT1（外部中斷 1） P3.4 T0（記時器 0外部輸入） P3.5 T1（記時器 1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 7 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率 為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在SFR8EH地址上置 0。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 單片機(jī)的基本組成如圖 3所示 8 圖 3 下面簡要說明各部分組成 1、 中央處理器 單片機(jī)的中央處理器是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制操作，中央處理器主要包括運(yùn)算器和控制器兩部分。 2、 存儲器 單片機(jī)內(nèi)部的存儲器分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。 3、外圍接口電路 CPU與外部設(shè)備的信息交換都是通過接口電路來進(jìn)行。 AT89C51單片機(jī)的外圍接口電路主要包括： 4 個可編程并行 I/O 口， 1 個可編程串行口， 2 個 16 位的可編程定時器以及中斷系統(tǒng)等。 4、時鐘振蕩電路 時鐘振蕩電路是 CPU 所需要的各種定時控制信號的必備單元。 CPU 只有在時序信號和控制信號的協(xié)調(diào)下工作，才能執(zhí)行各種指令。 振蕩器和時鐘電路 程序儲存器（ 4KB） 數(shù)據(jù)儲存器（ 128 字節(jié)） 兩個 16 位 定時器計數(shù)器 中斷 控制 內(nèi)部中斷 總線擴(kuò)展控制器 并行可編程 I/O 口 可編程串行口 外部中斷 擴(kuò)展控制 P0 P1 P2 P3 RXD TXD 外 時鐘源 外部事件計數(shù) AT89C51 單片機(jī)的基本組成 9 4.2 各樓層電 梯間電路 如圖 4 所示， R52、 R55、 R56、 R59、 R60 和 R62 是上拉電阻，其作用是保證按鍵未按下時，端口 P1.0 P1.5 為高電平。當(dāng)按鍵按下時，端口 P1.0 P1.5 通過按鍵接地，使得P1.0 P1.5 變?yōu)榈碗娖?。電?C51 C56 的作用是消除抖動和抗干擾。各樓層電梯間的升降選擇按鍵均于單片機(jī) P1 口連接，上升按鍵的 P1.0 P1.2 連接。下降按鍵與 P1 口的P1.3 P1.5 連接，即由 P1 口可以讀出電梯間升、降按鍵的狀態(tài)。每個上升、下降按鍵均有一只發(fā)光二極管作為指示燈與之配合，發(fā)光二極管與 P0 口的 P0.0 P0.5 連接。每個發(fā)光二極管通過一只阻值為 470的限流電阻接電源（ Vcc），這樣流經(jīng)發(fā)光二極管的電流均為7.5mA，有適當(dāng)?shù)牧炼?，同時單片機(jī)的端口在不加驅(qū)動的情況下可以承受 。 一層 10 二層 三層 11 四層 圖 4 電梯間電路 12 4.3電梯內(nèi)電路 電梯內(nèi)電路如圖 5所示，四個目標(biāo)樓層選擇按鍵 F1、 F2、 F3、 F4和四個與 之配合的發(fā)光二極管作為指示燈，即 FS1、 FS2、 FS3 和 FS4。按鍵與 P3 口的 P3.0 P3.3 連接，指示燈與 P2口的 P2.0 P2.3相連。上拉電阻 R11 R14和電容 C11 C14的作用同上。 圖 5 電梯內(nèi)電路 13 4.4 控制臺電路 控制臺電路如圖 6所示。發(fā)光二極管 Power是電源指示燈，用以顯示供電是否正常。 DISP是 0.5in（英寸）共陰極數(shù)碼管，用來顯示當(dāng)前樓層。采用 CD4511作譯碼器，經(jīng) R31 R37（阻值為 470）對數(shù)碼管限 流。 UP、 DOWN兩只發(fā)光管用來顯示電梯運(yùn)行的方向。 CD4511是 BCD-鎖存 /七段譯碼 /驅(qū)動器： 有燈測試功能；以反相器作輸出級，用以驅(qū)動 LED 或數(shù)碼管；具有消隱輸入；顯示數(shù) 6時， a=0,顯示 9時， d=0。 1-B,2-C,3-LT（為燈測試輸入端） ,4-BI（數(shù)據(jù)輸入端） ,5-LE（鎖存使能，鎖存輸入使能） ,6-D,7-A,8-VSS（電源負(fù)極）（ A， B， C， D 為門電路的輸入端）9-e,10-d,11-c,12-b,13-a,14-g,15-f, 16-vdd(電源正極 ）（ a,b,c,d,e,f,g 為譯碼輸出；顯示字符端輸出，連接數(shù)碼管的相應(yīng)腳） 14 CD4511 功能表 十進(jìn)制 或功能 輸 入 BI 輸 出 字 型 LE LT D C B A a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 消 隱 鎖 定 燈 測 試 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 鎖定在上一個 LE=0時 1 1 1 1 1 1 1 15 圖 6 控制臺電路 16 4.5 單片機(jī)電路 單片機(jī)電路如圖 7 所示，單片機(jī)采用 AT89C51，晶體振蕩器選 6MHz， C51、 C52 為 30uF瓷片電容與晶體振蕩器形成時鐘電路。電容 C53、電阻 R51、 R52和按鍵 RESET 構(gòu)成上電復(fù)位和手動復(fù)位電路。 外部接線圖見附圖 1。 圖 7 單片機(jī)電路 17 4.6、電路板 PCB圖 圖 8所示電路板 PCB 圖的頂層和底層。 圖 8 電梯模型 PCB 圖（頂面） 18 圖 8 電梯模型 PCB 圖 (底面 ) 19 第五章 軟件設(shè)計 5.1簡易控制 方案 （ 1）電梯模型上電后，電梯的起始位置為一樓，等待控制臺 Start 按鍵按下，數(shù)碼管顯示“ 1”。 （ 2）當(dāng) Start按鍵按下后，電梯開始向上運(yùn)動，控制臺的上升指示燈 UP亮。 2s后到達(dá)二樓，數(shù)碼管顯示“ 2”并在二樓停留 5s，然后繼續(xù)上升。每層樓停留 5s，直到四樓。在四樓停留 5s后開始下降，控制臺的指示燈 DOWN亮。每層樓停 5s，直到一樓。然后重復(fù)上述過程。 (3)如果在一個上下循環(huán)中按下過 Stop 鍵 ,電梯下降到一樓后停止工作。直到再次按下Start 鍵后重新恢復(fù)工作。 （ 4） 5s 定時由定時器 T0 和 R2 一起完成 。 T0 定時 100ms，每 100ms 中斷一次。在中斷服務(wù)程序中將 R2加 1。當(dāng) R2加到 50時，中斷了 50次， 50 100ms=5s，即完成 5s定時。 （ 5）定時器 T1 定時 10ms。每 10s 中斷一次，在中斷服務(wù)程序中檢查一次 Stop 鍵是否按下，如果按下停止 T1計時（ TR1=0），并將 R3置為非 0（程序中間 R3寫 #0FFH）。電梯下降到一樓是檢查 R3中的內(nèi)容，如果不是 0就停止工作。 （ 6）參考程序 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH AJMP TIME ORG 001BH AJMP TIME1 START： MOV TMOD， 11H MOV IE,#8AH MOV TH0,#3CH ；定時 MOV TL0， #0B0H MOV TH1， 0ECH ；定時 MOV TL1， #78H SETB TR0 SETB TR1 MOV SP， #6FH 20 Q1： SETB P0.6 ；下降指示燈滅 SETB P0.7 ；上升指示燈滅 MOV R3， MOV P3,#1FH ；數(shù)碼管顯示 JB P1.7， ；等待開始工作指令 SETB P0.6 Q2： CLR P0.7 ；上升指示燈亮 ACALL DLY ；上升 SETB P0.7 ；到達(dá)二層，上升指示燈滅 MOV P3， 2FH ；數(shù)碼管顯示 MOV R2， ；定時開始 CJNZ R2， 50， ；等待延時 CLR P0.7 ；到，繼續(xù)上升 ACALL DLY ；上升 SETB P0.7 ；到達(dá)三層，上升指示燈滅 MOV P3， #3FH ；數(shù) 碼管顯示 MOV R2， #0 ；定時開始 DJNZ R2， #50， $ ；等待延時 CLR P0. ；到，繼續(xù)上升 ACALL DLY ；上升 SETB P0.7 ；到達(dá)四層，上升指示燈滅 MOV P3， #4FH ；數(shù)碼管顯示 4 MOV R2， #0 ；定時開始 DJNZ R2， #50， $ ；等待延時 21 CLR P0.6 ；到，開始下降，下降指示燈亮 ACALL DLY ；下降 SETB P0.6 ；達(dá)到三層，下降指示燈滅 MOV P3， #3FH ；數(shù)碼管顯示 MOV R2， ；定時開始 CJNZ R2， 50， ；等待 5延時 CLR P0.6 ； 5到，繼續(xù)下降，下降指示燈亮 ACALL DLY ；下降 2 SETB P0.6 ；達(dá)到二層，下降指示燈滅 MOV P3， #2FH ；數(shù)碼管顯示 MOV R2， ；定時開始 CJNZ R2， 50， ；等待延時 CLR P0.6 ；到，開始下降，下降指示燈亮 ACALL DLY ；下降 SETB P0.6 ；達(dá)到 一 層，下降指示燈滅 MOV P3， #1FH ；數(shù)碼管顯示 1 MOV R2， ；定時開始 CJNZ R2， 50， ；等待延時 CJNZ R3,#0,Q3 AJMP Q2 ； R3=0轉(zhuǎn)到 Q2開始新的循環(huán) AJMP Q2 ； R3 0 轉(zhuǎn) Q停止工作 ；定時器中斷服務(wù)程序：定時，為計數(shù)器 TIME： MOV TH0， #3CH MOV TL0， #0B0H 22 INC R2 RET1 ；定時器中斷服務(wù)程序；記錄 Stop鍵是否曾經(jīng)按下過， R3作為標(biāo)志 TIME： JB P1.6， TIME11 MOV R3， #0FFH CLR TH1 TIME11： RET1 DLY： MOV R4， #200 DLY1： MOV R5， #250 DJNZ R5， $ DJNZ R4， DLY1 RET END 23 5.2進(jìn)一步控制方案 5.2.1控制邏輯流程圖如圖 9和圖 10所示。 24 三、四 樓有請求？ 圖 9 主程序流程 N Y Y N Y N Y N Y N Y N 初始化 在一樓 P 1 . 7 = 0 二、三、四 樓有請求？ 上升到達(dá)二樓 本 樓 層 是 請 求 目 標(biāo) ？ 停留 5s 上升到達(dá)三樓 本樓層請求目標(biāo)？ 停留 5s 四樓有請求？ 開始到達(dá)四樓 R3=0？ 停留 5S 下降到達(dá)一樓 一樓有請求？ 停留 5S 本樓層是 請求目標(biāo)？ 下降到達(dá)二樓 一、二樓有請求？ 停留 5S 本樓層是否請求目標(biāo)？ 下降到達(dá)三樓 一、二、三樓有請求 停留 5S 開始 25 圖 10 定時器 T1中斷程序流程 開始 Stop 按下？ 取得電梯間上升請求，并刷新指示燈 取得電梯間下降請求，并刷新指示燈 取得電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求，并刷新指示燈 返回 讀取所有按鍵 標(biāo)志 R3 置非 0 數(shù) 清除全部電梯間上升請求 清除全部電梯間下降請求 清除全部電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求 修改讀入的按鍵狀態(tài)使之只有電梯內(nèi)目標(biāo)為一樓 并關(guān)閉 T1，不再讀取按鍵 26 5.2.2說明 存儲單元分配 20H 電梯間上升請求； 20H.0 1樓； 20H.1 2樓； 20H.2 3 樓； 20H.3 4樓。 21H 電梯下降請求： 21H.0 1樓； 21H.1 2樓； 21H.2 3 樓； 21H.3 4樓。 22H 電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求： 22H.0 1樓； 22H.1 2樓； 22H.2 3 樓； 22H.3 4樓。 20H 22H： 0=無請求； 1=有請求。 堆線棧底： 70H單元。 T1中斷服務(wù)程序中 6EH 單元包袱累加器 A的內(nèi)容。 30H、 31H單元分別臨時存放 P1、 P3按鍵狀態(tài)。 32H作為單元按鍵及指示燈處理的中間單元。 R3作為 Stop鍵曾經(jīng)下過的記錄。 上電之后，系統(tǒng)一直等待，當(dāng) Start鍵按下后開始工作。 如果按下 Stop鍵，強(qiáng)制電梯直接下降到一樓，然后電梯停止工作。直到再次按下 Start鍵后重新恢復(fù)工作。 中斷服務(wù)程序每 10ms 一次檢查所有按鍵狀態(tài)，并記錄在相應(yīng)存儲單元，同時控制相應(yīng)指示燈。 定時器 T0定時 100ms， R2作為 5s定時的計數(shù)器。 T0每中斷一次 R2 加 1，當(dāng) R2=50時，5s 計時完成。 27 5.2.3參考程序 ORG 0000H AJMP START ORG 0000BH AJMP TIME1 START： MOV TMOD， #11H MOV IE， #8AH MOV TH0， 3CH ；定時 100ms MOV TL0， #0B0H MOV TH1， #0ECH ；定時 10ms MOV TL1， #78H SETB TR0 MOV SP， #6FH S1： CLR P0.6 CLR P0.7 MOV R3， #0 MOV P3， #1F ；數(shù)碼管顯示“ 1” JB P1.7， ；等待開始工作指令 SETB P0.6 SETB TR1 ；啟動 T1 ； 10ms 一次讀取按鍵 UP1： MOV A， 20H ；目前在一樓 ORL A， 21H ；取得 1樓請求情況 ORL A， 22H ANL A， #0EH JZ UP1 ；無請求，則等待 CLR P0.7 ；上升指示燈亮 ACALL DLY ；上升 2s 28 UP2： MOV P3， #2FH ；到達(dá) 2樓，數(shù)碼管顯示“ 2” JB 20H.1， UP21 ；是 2 樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn) UP21 JB 22H.1， U ；是電梯內(nèi)目標(biāo) 2樓請求，轉(zhuǎn) UP21 SJMP UP22 UP21： CLR 20H.1 ；清 2 樓電梯間上升請求標(biāo)志位 CLR 22H.1 ；清電梯內(nèi)目標(biāo) 2樓請求標(biāo)志位 SETB P0.7 ；上升指示燈滅 MOV R2， #0 ； 5s定時開始 CNJE R2， #50， ；等待 5s延時 UP22： MOV A， 20H ORL A， 21H ORL A， 22H ANL A， #0CH ；取得 2樓請求情況 JNZ UP23 AJMP DOWN22 ； 2 樓無請求，轉(zhuǎn) 2樓下降 UP23： CLR P0.7 ；上升指示燈亮 ACALL DLY ；上升 2s UP3： MOV P3， #3FH ；到達(dá) 3樓，數(shù)碼管顯示“ 3” JB 20H.2， UP31 ；是 3樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn) UP31 JB 22H.2， UP31 ；是電梯內(nèi)目標(biāo)樓請求，轉(zhuǎn) UP31 SJMP R2， #50， UP31： CLR 20H.1 ；清 3樓電梯間上升請求標(biāo)志位 CLR 22H.1 ；清電梯內(nèi)目標(biāo) 3樓請求標(biāo)志位 SETB P0.7 ；上升指示燈滅 MOV R2， #0 ； 5s 定時開始 CJNZ R2， #50， ；等待 5s延時 UP32： MOV A， 20H 29 ORL A， 21H ORL A， 22H ANL A， #O8H ；取得 3樓請求情況 JNZ UP33 AJMP DOWN32 ； 3 樓無請求，轉(zhuǎn) 3樓下降 UP33： CLR P0.7 ；上升指示燈亮 ACALL DLY ；上升 2s UP4： CLR 20H.3 ；清 4樓電梯間下降請求標(biāo)志位 CLR 22H.3 ；清電梯內(nèi)目 標(biāo) 4樓請求標(biāo)志位 SETB P0.7 ；上升指示燈滅 MOV R2， #0 ； 5s 定時開始 CJNZ R2， #50， ；等待 5s延時 UD4： MOV A， 20H ORG A， 21H ORG A， 22H ANL A， #07H ；取得 4的請求情況 JNZ DOWN4 AJMP UD4 DOWN4： CLR P0.6 ；下降指示燈亮 ACALL DLY ；下降 2s DOWN3： MOV P3， #3FH ；到達(dá) 3樓，數(shù)碼管顯示“ 3” JB 21H.2， DOWN31 ；是 3樓電梯間的下降請求，轉(zhuǎn) DOWN31 JB 22H.2， DOWN31 ；是電梯內(nèi)目標(biāo) 3樓請求，轉(zhuǎn) DOWN31 SJMP DOWN32 DOWN31： CLR 21H.2 ；清 3 樓電梯間下降請求標(biāo)志位 CLR 22H.2 ；清電梯內(nèi)目標(biāo) 3樓請求標(biāo)志位 SETB P0.6 ；下降指示燈滅 30 MOV R2， #0 ； 5s定時開始 CJNZ R2， #50， ；等待 5s延時 DOWN32： MOV A， 20H ORL A， 21H ORL A， 22H ANL A， #03H ；取得樓請求情況 JNZ DOWN33 AJMP UP32 ； 3樓請求，轉(zhuǎn) 3樓上升 DOWN33： CLR P0.6 ；下降指示燈亮 ACALL DLY DOWN2： MOV P3， #2FH ；到達(dá) 2樓，數(shù)碼管顯示“ 2” JB 21H.1， DOWN21 ；是 2樓電梯間的下降請求，轉(zhuǎn) DOWN21 JB 22H.1， DOWN22 ；是電梯內(nèi)目標(biāo) 3樓請求，轉(zhuǎn) DOWN21 SJMP DOWN22 DOWN21： CLR 21H.1 ；清 2 樓電梯間下降請求標(biāo)志位 CLR 22H.1 ；清電梯內(nèi)目標(biāo) 2樓請求標(biāo)志位 SETB P0.6 ；下降指示燈滅 MOV R2， #0 ； 5s定時開始 CJNE R2， #50， ；等待 5s延時 DOWN22： MOV A， 20H ORL A， 21H ORL A， 22H ANL A， #01H ；取得 2樓請求情況 JNZ DOWN23 AJMP UP22 ；無樓請求，轉(zhuǎn) 2樓上升 DOWN23： CLR P0.6 ；下降指示燈 亮 31 ACALL DLY DOWN1： CLR P3， #1FH ；到達(dá) 1樓，數(shù)碼管顯示“ 1” DOWN11： CLR 21H.0 ；清電梯內(nèi)目標(biāo) 1樓請求標(biāo)志位 SETB P0.6 ；下降指示燈滅 MOV R2， #0 ； 5s定時開始 CJNZ R2， #50， ；等待 5s延時 CJNZ R3， #0， DOWN12 ； Stop 鍵是否按下過 AJMP UP1 DOWN12： CLR P0.6 ；若 Stop 鍵按下過，轉(zhuǎn) S1停止工作 CLR P0.7 AJMP S1 ；定時器 T0中斷服務(wù)程序； 5s計時 TIME： MOV TH0， #3CH MOV TL0， #0B0H INC R2 ； R2 計數(shù)器 RETI ；定時器 T1中斷服務(wù)程序；按鍵狀態(tài)檢查 TIME1： MOV TH1， #0ECH ；每 10ms檢查一次按鍵 MOV TL1， #78H MOV 6EH， A MOV 30H， P1 ；讀入所有按 鍵狀態(tài) MOV 31H， P3 JB P1.6， TIME11 ；若 Stop鍵按下，則正常運(yùn)行 MOV R3， #0FFH ； Stop 鍵按下，標(biāo)志 R3置非 0數(shù) 32 MOV 20H， #0 ；清除全部電梯間上升請求 MOV 21H， #0 ；清除全部電梯間下降請求 MOV 22H， #0 ；清除全部電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求 MOV 30H， #0FFH ；修改讀入的按鍵狀態(tài)，使之為 MOV 31H， #0FEH ；電梯內(nèi)目標(biāo)為一樓 CLR TR1 ；開關(guān)閉 T1，不再讀取按鍵 TIME11： MOV A， 30H CPL A ANL A， #07H ；取得電梯間上升請求 ORL 20H， A MOV A， 20H ；取得上升指示燈狀態(tài) CPL A ANL A， #07H MOV 32H， A MOV A， 30H CPL A ANL A， #38H ；取得電椅間下降請求 RR A RR A ORL 21H， A MOV A， 21H CPL A ANL A， #0EH RL A RL A ORL 32H， A MOV A， P0 ANL A， #0C0H ORL A， 32H ；刷新上升、下降請求指示燈 33 MOV A， 31H ANL A， #0FH ；取得電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求 ORL 22H， A MOV A， 22H CPL A MOV P2， A ；刷新電 梯內(nèi)目標(biāo)樓層指示燈 TIME12： MOV A， 6EH RET1 ； 2s延時程序 DLY： MOV R5， #20 DLYI： MOV R6， #100 DLY2： MOV R7， #250 DJNZ R7， DJNZ R6， DLY2 DJNZ R5， DLY1 RET END 34 第六章 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試 6.1 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件故障。 程序的調(diào)試應(yīng)一個模塊一個模塊地進(jìn)行，首先單獨調(diào)試各功能子程序，檢驗程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常等；最后逐步將各子程序連接起來總調(diào)。聯(lián)調(diào)需要注意的是，各程序模塊間能否正確傳遞參數(shù)，特別要注意各子程序的現(xiàn)場保護(hù)與恢復(fù)。調(diào)試的基本步驟如下： (1) 用仿真器修改顯示緩沖區(qū)內(nèi)容，屏蔽拆字程 序，調(diào)試動態(tài)掃描顯示功能。例如將DISP0DISP5 單元置為“ 012345”，應(yīng)能在 LED 上從左到右顯示“ 012345”。若顯示不正確，可在 DISP子程序相應(yīng)位置設(shè)置斷點調(diào)試檢查。然后用仿真器修改計時緩沖區(qū)內(nèi)容，調(diào)用拆字程序，調(diào)試顯示模塊 DISPLAY。例如，將 HOUR、 MIN、 SEC 單元置為“ 123456”，檢查是否能正確顯示“ 12： 34： 56”。若顯示不正確，應(yīng)在 SEPA 子程序相應(yīng)位置設(shè)置斷點，調(diào)試檢查。 (2) 運(yùn)行主程序調(diào)試計時模塊，不按下任何鍵，檢查是否能從由 00： 00： 00開始正確計時。 若 不能正確計時則應(yīng)在定時器中斷服務(wù)子程序中設(shè)置斷點，檢查 HOUR、 MIN、 SEC、 MSEC單元是否隨斷點運(yùn)行而變化。然后屏蔽緩沖區(qū)初始化部分，用仿真器修改計時緩沖區(qū)內(nèi)容為23： 58： 48，運(yùn)行主程序（不按下任何鍵），檢驗?zāi)芊裾_進(jìn)位。 (3) 調(diào)試鍵盤掃描模塊 KEYSCAN，先用延時 10ms 子程序代替顯示子程序延時消抖，在求取鍵號后設(shè)置斷點，中斷后觀察 A 累加器中的鍵號是否正確；然后恢復(fù)用顯示子程序延時消抖，檢驗與 DISPLAY模塊能否正確連接。 (4) 調(diào)試時間設(shè)置 /鬧鐘定時模塊 MODIFY。首先屏蔽 COMB子程序，單獨調(diào)試鍵盤設(shè)置模塊 KEYIN，觀察顯示緩沖區(qū) DISP0DISP5 單元的內(nèi)容是否隨鍵入的鍵號改變，以及鍵號能否在 LED 上顯示。然后屏蔽 KEYIN 子程序，單獨調(diào)試合字模塊 COMB，分別將 R1 設(shè)置為時間設(shè)置緩沖區(qū)和鬧鐘值寄存區(qū)的首地址，修改顯示緩沖區(qū)內(nèi)容，程序運(yùn)行后查看時間設(shè)置緩沖區(qū)HOUR、 MIN、 SEC單元和鬧鐘值寄存區(qū) AHOUR、 AMIN、 ASEC單元內(nèi)容是否正確。最后聯(lián)調(diào) MODIFY模塊。 (5) 運(yùn)行主程序聯(lián)調(diào)，檢查能否用鍵盤修改當(dāng)前時間以及設(shè)置鬧鐘，能否正確計時、啟鬧、停鬧。 35 6.2硬件調(diào)試 6.2.1 狀態(tài)燈顯示測試 當(dāng)電路連接完畢后，將寫好的測試程序刷寫到芯片內(nèi)，分別給端口送高電平和低電平，通電即可檢測。 6.2.2 數(shù)碼管的測試 將串口的和電路板上的接口連接，將寫好的測試程序刷寫到芯片內(nèi)，開電源即可測試。 6.2.3 整體電路測試 系統(tǒng)上電，刷寫好程序即可開始測試，觀測一個周期燈的顯示狀態(tài)是否正常，同時觀察倒計的計數(shù)是否正常。 36 第七章 結(jié)束語 本設(shè)計基本上達(dá)到了設(shè)計目的 。 利用通用 譯碼器 和 單片機(jī) 實現(xiàn)了對電梯的控制，通過合理的設(shè)備選型、 參數(shù)設(shè)置和軟件設(shè)計，提高了電梯運(yùn)行的可靠勝，改善了電梯運(yùn)行的舒適感，并節(jié)約了電能。 通過本次設(shè)計，我的知識領(lǐng)域得到進(jìn)一步擴(kuò)展，專業(yè)技能得到進(jìn)一步提高，同時增強(qiáng)了分析和解決工程實際的綜合能力。另外，也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)。 本次設(shè)計還存在一些不足之處，例如 :本設(shè)計是按樓層定高設(shè)計的，而實際每一樓層高度是不一定相等的，因此，設(shè)計時應(yīng)考慮樓層間距自學(xué)習(xí)功能。但由于時間有限，本人沒有考慮。另外，由于實際條件的限制，本設(shè)計 只 能進(jìn)行 簡單 調(diào)試，這也是不足之處。當(dāng)然，設(shè)計中肯定還有其他不足和紙漏 之處，請各位專家和老師指正。 37 第八章 畢業(yè) 設(shè)計 總結(jié) 時間飛逝，轉(zhuǎn)眼間就到了畢業(yè)答辯的時間，此時的心情很是奇怪 ,既緊張又興奮 ,興奮的是幾個月的辛苦成果終于到了驗收的時候了 ,緊張的是不知道畢業(yè)答辯會是什么樣子 。到目前為止，我依舊沒有太多的把握，只能全力以赴；回想幾個月的設(shè)計過程還真是懷念?。‰m說是苦了一點，但苦中有甜啊，其中自己查閱了