單片機(jī)芯片AT89C52在電梯控制中的應(yīng)用

1、單片機(jī)芯片 AT89C52 在電梯控制中的應(yīng)用摘 要：采用單片 AT89C52 芯片進(jìn)行電梯控制使電梯控制系統(tǒng)體積更小功能更強(qiáng)大。單片機(jī)進(jìn)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn)電子 設(shè)計(jì)，單片機(jī)輸出電壓通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制電梯拖動(dòng)，主要 實(shí)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(dòng)機(jī)模塊1 單片機(jī)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(xiě) 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(jī)芯 片 AT89C52 主要功能如下表所示：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片 AT89C52 主要功能 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫(xiě) Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 0-24MHz2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線 3 級(jí)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(jì)過(guò)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(dāng)?shù)男酒?，并分成四個(gè)模塊，分配四 個(gè)模塊的任務(wù)。由于電梯有

3、很多顯示和按鍵，可以擴(kuò)展單片 機(jī)的 I/O 口控制二極管，同時(shí)也可以設(shè)專(zhuān)門(mén)的按鍵控制芯片 進(jìn)行按鍵控制。最后設(shè)計(jì)電路圖，焊接相關(guān)器件后進(jìn)行硬件 調(diào)試。3 電梯控制功能框架圖 基于單片機(jī)芯片 AT89C52 的電梯控制主要由鍵盤(pán)控制電路、電梯復(fù)位電路、樓層顯示模塊、電動(dòng)機(jī)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(gè)模塊 基于單片機(jī)芯片 AT89C52 的電梯控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)主控芯片、樓層顯示模塊、聲音提示模塊、電動(dòng)機(jī)模塊等 四個(gè)模塊組成。這四個(gè)模塊的選擇直接決定了電梯功能的實(shí) 現(xiàn)，同時(shí)在選擇時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)性、 穩(wěn)定性、 人性化等因素

4、。4.1 單片機(jī)主控芯片 單片機(jī)的主要控制芯片是整個(gè)基于單片機(jī)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(jì)。常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方式主要是一片設(shè)計(jì)和多片設(shè)計(jì)。片單片機(jī)為主控制器。采用一個(gè)單片機(jī)控制所有的按鍵、數(shù)碼管顯示、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、傳感器的輸出信號(hào)等，并 對(duì)以上所有信號(hào)進(jìn)行處理。這種設(shè)計(jì)一片單片機(jī)的控制任務(wù) 較多，就造成控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，只能適用于較簡(jiǎn)單的電梯控制系統(tǒng)。多片單片機(jī)控制。使用多片單片機(jī)，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(gè)單片機(jī)控制，然后通過(guò)主控制器和副控制器之間的通 訊，實(shí)現(xiàn)電梯系統(tǒng)的控制。多片單片機(jī)將控制任務(wù)分解，控 制

5、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，各個(gè)系統(tǒng)之間相互獨(dú)立便于維護(hù)和 修檢。例如 5 層樓就可以選用 5 片 AT89C52 單片機(jī)就可以實(shí) 現(xiàn)該電梯的功能，不過(guò)單片機(jī)之間的通訊較多，設(shè)計(jì)不當(dāng)可 能導(dǎo)致電梯運(yùn)行過(guò)程不夠穩(wěn)定。目前單片機(jī)技術(shù)較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，結(jié)合軟件完全可以實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀 況的簡(jiǎn)單模擬，因此選擇多片設(shè)計(jì)能更好地實(shí)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(yùn)行狀態(tài)。這個(gè)模塊常用的主要有兩種顯示的方 式。第一種是采用點(diǎn)陣式液晶顯示器（ LCD ）顯示各種相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息，點(diǎn)陣式液晶顯示器屬于低功耗器件，但是其

6、 價(jià)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(shí)時(shí)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(dòng)簡(jiǎn)單，硬件電路調(diào)試方便，價(jià)格便宜，亮度大，能滿足電梯控制的要求。在實(shí)際的電梯控制運(yùn)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(jì)的主要體現(xiàn)，它可以提供正常運(yùn)行信號(hào)和緊急停止時(shí)的報(bào)警信號(hào)。聲音提示模塊可以從 以下兩種方式進(jìn)行選擇。采用美國(guó) ISD 公司的 2590 語(yǔ)音芯片。該語(yǔ)音芯片錄放時(shí)間為 90 秒， ISD2590 系列具有抗斷電能力強(qiáng)、音質(zhì)好， 使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 它的最大的優(yōu)點(diǎn)是芯片內(nèi)

7、E2PROM 容量為480K ，錄放時(shí)間長(zhǎng)。采用蜂鳴器作為提示模塊。蜂鳴提示音作為緊急停止時(shí)的報(bào)警提示信口號(hào)，其軟件驅(qū)動(dòng)、 硬件電路調(diào)試非常簡(jiǎn)潔方便，而且價(jià)格便宜，能滿足電梯控制的要求。綜合經(jīng)濟(jì)、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(dòng)機(jī)模塊的選擇 電動(dòng)機(jī)模塊是電梯運(yùn)行的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，直接決定電梯的運(yùn)行質(zhì)量。這個(gè)模塊的選擇是整個(gè)控制系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，可以采用步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)作為執(zhí)行元件。采用步進(jìn)電機(jī)作為電梯控制的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的主要區(qū)別是其脈沖驅(qū)動(dòng)的形式，步進(jìn)電機(jī)不需要A/D 轉(zhuǎn)換， 能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移， 定位 在應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)可

8、以同時(shí)完成兩個(gè)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(shì)。常用的步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一步，角度轉(zhuǎn)1.8，采用直流電機(jī)作為電梯控制的執(zhí)行元件。直流電機(jī)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(guò)電流的方向變化實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。直流電機(jī)主要 用于高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的系統(tǒng)中。電梯控制中電動(dòng)機(jī)的負(fù)載比較大，頻繁的升降，但對(duì)升降精度的要求不是太高。因此直流電動(dòng)機(jī)就完全可以滿足電 梯控制的要求。5 總結(jié) 基于單片機(jī)芯片 AT89C52 的電梯控制通過(guò)單片機(jī)的主要控制芯片實(shí)現(xiàn)了電梯的基本功能；樓層顯示模塊實(shí)現(xiàn)了實(shí) 時(shí)顯示電梯所在樓層位置；用聲音提示模塊實(shí)現(xiàn)了電梯緊

9、急 停止的報(bào)警；采用一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了電梯的升 降。另外還可以對(duì)按鍵的實(shí)時(shí)響應(yīng)和識(shí)別，并根據(jù)按鍵情況 和電梯的運(yùn)行情況對(duì)按鍵的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，這些實(shí)時(shí)參 數(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制?；趩纹瑱C(jī)芯片 AT89C52 的電梯控制除滿足基本電梯運(yùn)行功能外還具備可擴(kuò)展功能，可添加人性化的按鍵語(yǔ)音服務(wù)功能，可添加感應(yīng)操作功能，可通過(guò)通訊完成多臺(tái)電梯聯(lián)動(dòng)運(yùn)行控制。6 結(jié)束語(yǔ)基于單片機(jī)芯片 AT89C52 的電梯控制切實(shí)證明使用單片機(jī)控制電梯具有可行性。單片機(jī)價(jià)格便宜，電梯的需求量日益增加，使用單片機(jī)控制電梯使電梯的生產(chǎn)運(yùn)行成本大大降低。同時(shí)單片機(jī)易于更新， 也會(huì)減短電梯的技術(shù)更新周期。由此可見(jiàn)單片機(jī)控制方法在將來(lái)會(huì)成為電梯控制的發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)1曹榮敏.電梯運(yùn)行系統(tǒng)的單片機(jī)模擬J.北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1 998（04）： 40-432 萬(wàn)長(zhǎng)建 .張莉 .用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)高層電梯運(yùn)行自動(dòng)控制J.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理， 2007，（05）：73-773 張婭莉