單片機芯片AT89C52在電梯控制中的應(yīng)用

1、單片機芯片 AT89C52 在電梯控制中的應(yīng)用摘 要：采用單片 AT89C52 芯片進行電梯控制使電梯控制系統(tǒng)體積更小功能更強大。單片機進行編程來實現(xiàn)電子 設(shè)計，單片機輸出電壓通過驅(qū)動電路來控制電梯拖動，主要 實現(xiàn)的基本功能有樓層呼叫、響應(yīng)呼叫、電梯內(nèi)部命令響應(yīng) 等。關(guān)鍵詞：主控芯片；顯示模塊；電動機模塊1 單片機芯片 AT89C52 的主要功能STC89C52 是一種低功耗、 高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 。在單芯片上， 擁有靈巧的 8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得STC89C52為眾多嵌入 式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。單

2、片機芯 片 AT89C52 主要功能如下表所示：單片機芯片 AT89C52 主要功能 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3個 16位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 0-24MHz2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道2 個外部中斷源 共 6 個中斷源2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能2 基于 AT89C52 的電梯控制的設(shè)計過程 電梯應(yīng)該具備基本的按鍵、顯示二極管、數(shù)碼管等。結(jié)合具體的轎廂，選擇恰當?shù)男酒?，并分成四個模塊，分配四 個模塊的任務(wù)。由于電梯有

3、很多顯示和按鍵，可以擴展單片 機的 I/O 口控制二極管，同時也可以設(shè)專門的按鍵控制芯片 進行按鍵控制。最后設(shè)計電路圖，焊接相關(guān)器件后進行硬件 調(diào)試。3 電梯控制功能框架圖 基于單片機芯片 AT89C52 的電梯控制主要由鍵盤控制電路、電梯復(fù)位電路、樓層顯示模塊、電動機模塊、目的樓 層顯示電路、聲音提示模塊 6 大部分構(gòu)成。電梯控制功能框 架圖如下圖所示：4 電梯控制四個模塊 基于單片機芯片 AT89C52 的電梯控制系統(tǒng)主要由單片機主控芯片、樓層顯示模塊、聲音提示模塊、電動機模塊等 四個模塊組成。這四個模塊的選擇直接決定了電梯功能的實 現(xiàn)，同時在選擇時還要考慮經(jīng)濟性、 穩(wěn)定性、 人性化等因素

4、。4.1 單片機主控芯片 單片機的主要控制芯片是整個基于單片機芯片AT89C52 的電梯控制的核心， 是構(gòu)成電梯控制系統(tǒng)關(guān)鍵性的 軟件設(shè)計。常見的設(shè)計方式主要是一片設(shè)計和多片設(shè)計。片單片機為主控制器。采用一個單片機控制所有的按鍵、數(shù)碼管顯示、電動機的轉(zhuǎn)動、傳感器的輸出信號等，并 對以上所有信號進行處理。這種設(shè)計一片單片機的控制任務(wù) 較多，就造成控制系統(tǒng)相對復(fù)雜，只能適用于較簡單的電梯控制系統(tǒng)。多片單片機控制。使用多片單片機，其中片是作為主控制器，另外設(shè)置了轎廂控制系統(tǒng)，每層的控制系統(tǒng)分別由個單片機控制，然后通過主控制器和副控制器之間的通 訊，實現(xiàn)電梯系統(tǒng)的控制。多片單片機將控制任務(wù)分解，控 制

5、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單明了，各個系統(tǒng)之間相互獨立便于維護和 修檢。例如 5 層樓就可以選用 5 片 AT89C52 單片機就可以實 現(xiàn)該電梯的功能，不過單片機之間的通訊較多，設(shè)計不當可 能導(dǎo)致電梯運行過程不夠穩(wěn)定。目前單片機技術(shù)較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計簡單，成本低，可靠性高，結(jié)合軟件完全可以實現(xiàn)電梯運行狀 況的簡單模擬，因此選擇多片設(shè)計能更好地實現(xiàn)電梯控制。4.2 樓層顯示模塊的選擇 顯示模塊是電梯控制中的不可缺少的一部分，它主要是顯示電梯的運行狀態(tài)。這個模塊常用的主要有兩種顯示的方 式。第一種是采用點陣式液晶顯示器（ LCD ）顯示各種相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息，點陣式液晶顯示器屬于低功耗器件，但是其

6、 價格較貴。第二種是采用傳統(tǒng)的 7 段數(shù)碼管（ LED ）顯示電梯實時所到的樓層，但是 7 段數(shù)碼管功耗比較大。雖然 7 段數(shù)碼管功耗大，但其軟件驅(qū)動簡單，硬件電路調(diào)試方便，價格便宜，亮度大，能滿足電梯控制的要求。在實際的電梯控制運用中多采用傳統(tǒng)的7段數(shù)碼管（LED ）顯 示。4.3 聲音提示模塊的選擇 聲音提示模塊是人性化設(shè)計的主要體現(xiàn)，它可以提供正常運行信號和緊急停止時的報警信號。聲音提示模塊可以從 以下兩種方式進行選擇。采用美國 ISD 公司的 2590 語音芯片。該語音芯片錄放時間為 90 秒， ISD2590 系列具有抗斷電能力強、音質(zhì)好， 使用方便等優(yōu)點。 它的最大的優(yōu)點是芯片內(nèi)

7、E2PROM 容量為480K ，錄放時間長。采用蜂鳴器作為提示模塊。蜂鳴提示音作為緊急停止時的報警提示信口號，其軟件驅(qū)動、 硬件電路調(diào)試非常簡潔方便，而且價格便宜，能滿足電梯控制的要求。綜合經(jīng)濟、方便方面的考慮，在電梯控制中多采用蜂鳴器作為提示模塊。4.4 電動機模塊的選擇 電動機模塊是電梯運行的動力機構(gòu)，直接決定電梯的運行質(zhì)量。這個模塊的選擇是整個控制系統(tǒng)能否正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，可以采用步進電機和直流電機作為執(zhí)行元件。采用步進電機作為電梯控制的執(zhí)行元件。步進電機和普通電機的主要區(qū)別是其脈沖驅(qū)動的形式，步進電機不需要A/D 轉(zhuǎn)換， 能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移， 定位 在應(yīng)用中，步進電機可

8、以同時完成兩個工作，其一是傳遞轉(zhuǎn) 矩，其二是傳遞信息，升降精度很高。性能分有優(yōu)勢。常用的步進電機每轉(zhuǎn)一步，角度轉(zhuǎn)1.8，采用直流電機作為電梯控制的執(zhí)行元件。直流電機工作原理是線圈始終交替地處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)和非穩(wěn)定平衡狀 態(tài)，通過電流的方向變化實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)。直流電機主要 用于高起動轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的系統(tǒng)中。電梯控制中電動機的負載比較大，頻繁的升降，但對升降精度的要求不是太高。因此直流電動機就完全可以滿足電 梯控制的要求。5 總結(jié) 基于單片機芯片 AT89C52 的電梯控制通過單片機的主要控制芯片實現(xiàn)了電梯的基本功能；樓層顯示模塊實現(xiàn)了實 時顯示電梯所在樓層位置；用聲音提示模塊實現(xiàn)了電梯緊

9、急 停止的報警；采用一臺直流電動機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)了電梯的升 降。另外還可以對按鍵的實時響應(yīng)和識別，并根據(jù)按鍵情況 和電梯的運行情況對按鍵的參數(shù)進行實時更新，這些實時參 數(shù)對電動機的運行狀態(tài)進行控制?；趩纹瑱C芯片 AT89C52 的電梯控制除滿足基本電梯運行功能外還具備可擴展功能，可添加人性化的按鍵語音服務(wù)功能，可添加感應(yīng)操作功能，可通過通訊完成多臺電梯聯(lián)動運行控制。6 結(jié)束語基于單片機芯片 AT89C52 的電梯控制切實證明使用單片機控制電梯具有可行性。單片機價格便宜，電梯的需求量日益增加，使用單片機控制電梯使電梯的生產(chǎn)運行成本大大降低。同時單片機易于更新， 也會減短電梯的技術(shù)更新周期。由此可見單片機控制方法在將來會成為電梯控制的發(fā)展方向。參考文獻1曹榮敏.電梯運行系統(tǒng)的單片機模擬J.北京機械工業(yè)學院學報， 1 998（04）： 40-432 萬長建 .張莉 .用單片機實現(xiàn)高層電梯運行自動控制J.實驗技術(shù)與管理， 2007，（05）：73-773 張婭莉