《單片機(jī)原理及應(yīng)用》期末課程設(shè)計(jì)電梯控制

1、數(shù)理與信息工程學(xué)院單片機(jī)原理及應(yīng)用期末課程設(shè)計(jì)電梯控制 數(shù)理與信息工程學(xué)院單片機(jī)原理及應(yīng)用期末課程設(shè)計(jì)題 目： 電 梯 控 制 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級(jí)： 電子信息工程061 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 成 績： ( 2008.12 )目 錄 第1節(jié) 摘要4第2節(jié) 系統(tǒng)的方案論證與比較42.1 設(shè)計(jì)思路42.2 方案的選擇與論證42.2.1控制器的選擇與論證4 2.2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇與論證52.2.3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的選擇與論證52.2.4傳感器檢測模塊的選擇與論證62.2.5語音部分方案的選擇與論證62.2.6鍵盤方案的選擇與論證62.2.7顯示方案的選擇與論證72.3 系統(tǒng)各模

2、塊的最終方案7第3節(jié) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)7 3.1 系統(tǒng)硬件的基本組成部分73.2 主要單元電路的設(shè)計(jì)8 3.2.1 單片機(jī)控制電路8 3.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路8 3.2.3 樓層檢測電路9 3.2.4 稱重模塊9 3.2.5 語音模塊103.2.6 遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊113.2.7 鍵盤與顯示模塊12第4節(jié) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)14 4.1 系統(tǒng)軟件框圖134.2 部分子程序流程圖14 4.2.1稱重與超重報(bào)警軟件流程圖14 4.2.2 電梯運(yùn)行控制軟件流程圖14 4.2.3 遠(yuǎn)程通信控制軟件流程圖15第5節(jié) 系統(tǒng)測試與分析165.1 測試儀器165.2 測試方法、數(shù)據(jù)及結(jié)果分析175.2.1

3、平層誤差測試175.2.2 單程運(yùn)行時(shí)間測試175.2.3 每層運(yùn)行時(shí)間測試175.2.4 稱重?cái)?shù)據(jù)測試175.2.5 超重報(bào)經(jīng)測試情況表18第6節(jié) 小結(jié)18參考文獻(xiàn)19附錄20電梯控制數(shù)理與信息工程學(xué)院 06電子信息工程 馬春麗指導(dǎo)教師：余水寶 第1節(jié) 摘要本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)at89c52作為電梯控制模型的檢測及控制核心。采用霍爾傳感器進(jìn)行樓層檢測。采用量程為1kg的懸臂梁式稱重傳感器實(shí)現(xiàn)稱重，用12位a/d轉(zhuǎn)換器max187進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換以保證轉(zhuǎn)換精度。利用可編程器件gal16v8和大功率驅(qū)動(dòng)電路l298共同組成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。通過數(shù)碼管和rt12864液晶實(shí)現(xiàn)樓層和運(yùn)行時(shí)間的實(shí)時(shí)顯示。

4、通過串口通信實(shí)現(xiàn)兩塊單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。采用pca82c250實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。第2節(jié) 系統(tǒng)的方案論證與比較2.1 設(shè)計(jì)思路題目要求設(shè)計(jì)一電梯控制模型，根據(jù)要求需采用一只電機(jī)來控制電梯的運(yùn)動(dòng)方向。采用傳感器檢測樓層及裝載物的重量，通過語音芯片實(shí)現(xiàn)報(bào)警。另外還需用到鍵盤及顯示。2.2 方案的選擇與論證2.2.1控制器的選擇與論證 方案一：采用fpga（現(xiàn)場可編程門列陣）作為系統(tǒng)的控制器。具體的電路方框圖如圖1-2-1所示。由于fpga將所有器件集成在一塊芯片上，所以外圍電路較少，控制板的體積小，穩(wěn)定性高，擴(kuò)展性能好；而且fpga采用并行的輸入輸出方式，系統(tǒng)處理速度快，再加上fpga有方便的開發(fā)環(huán)境

5、和豐富的開發(fā)工具等資源可利用，易于調(diào)試；但是fpga的成本偏高，而且由于本設(shè)計(jì)對(duì)輸出處理的速度要求不高，所以fpga高速處理的優(yōu)勢得不到充分體現(xiàn)。方案二：采用單片機(jī)at89c52作為系統(tǒng)的控制器。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程來實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)熟練和成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。基于以上分析，采用方案二。其單片機(jī)控制系統(tǒng)的方框圖如圖1-2-2所示。圖1-2-1 fpga為核心的控制系統(tǒng)方框圖 圖1-2-2單片機(jī)控制系統(tǒng)的方框圖2.2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇與論證方案一：采用直流電機(jī)作為執(zhí)行元件。直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)

6、速平滑、方便，調(diào)整范圍廣；過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求。直流電機(jī)一般采用h型全橋驅(qū)動(dòng)電路。用單片機(jī)產(chǎn)生pwm調(diào)速信號(hào)控制達(dá)林頓管，使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)。直流電機(jī)工作在開環(huán)狀態(tài)時(shí)，電路相對(duì)簡單，但其定位性能比較差。直流電機(jī)工作在閉環(huán)狀態(tài)時(shí)，其定位性能精確，但是相對(duì)于開環(huán)狀態(tài)又要增加很多檢測器件，使用的元件多，電路非常復(fù)雜。方案二：采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行單元。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化

7、的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。因此，步進(jìn)電機(jī)具有快速啟停能力，如果負(fù)荷不超過步進(jìn)電機(jī)所能提供的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)距值，就能立即使步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)或反轉(zhuǎn)，而且步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)換精度高，驅(qū)動(dòng)電路簡單，非常適合定位控制系統(tǒng)。基于以上分析，采用步進(jìn)電機(jī)作為系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置。2.2.3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的選擇與論證步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，即控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。關(guān)于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)有以下幾種方案。方案一：采用與步進(jìn)電機(jī)相匹配的成品驅(qū)動(dòng)裝置。使用該方法實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，節(jié)省制作和調(diào)試的時(shí)間，但成本很高。其原理方

8、框圖如圖1-2-3所示。 圖1-2-3 采用成品驅(qū)動(dòng)器的原理方框圖方案二：采用互補(bǔ)硅功率達(dá)林頓晶體管tip142t實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，采用該方法實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電路連接比較簡單，工作相對(duì)也比較可靠，成本低廉，技術(shù)成熟。此外，為提高電路的抗干擾能力，驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)接口可通過光耦元件連接。該方法的原理方框圖如圖1-2-4所示。其優(yōu)點(diǎn)是直接利用電壓控制，反應(yīng)延遲短，穩(wěn)定性好，由于工作在飽和狀態(tài)，因此效率很高。不足之處是由于使用分立元件，安裝調(diào)試和維護(hù)相對(duì)麻煩，控制不當(dāng)時(shí)mos管容易燒毀，且管子參數(shù)不一致，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電流的不對(duì)稱性，影響了控制精度。 圖1-2-4 采用tip142t實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的

9、原理方框圖方案三：采用可編程器件gal16v8和集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片l298。通過可編程器件gal實(shí)現(xiàn)脈沖分配。gal可采用abel語言按照給定的通電換相順序?qū)崿F(xiàn)脈沖分配，并向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出控制脈沖。該方案的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是采用軟硬件結(jié)合的方法，大大減輕了cpu的負(fù)擔(dān)，只有向gal發(fā)出兩個(gè)控制信號(hào)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。另一個(gè)特點(diǎn)就是電路簡單，除了保護(hù)電路之外不需外加任何元件，只需兩片芯片即可。除此之外其驅(qū)動(dòng)電流比較大。其實(shí)現(xiàn)的原理方框圖如圖1-2-5所示。 圖1-2-5 采用gal16v8和l298共同組成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的原理方框圖基于以上分析，考慮到要驅(qū)動(dòng)的電機(jī)瞬時(shí)電流較大以及電路的復(fù)雜程度，在此

10、采用方案三實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。2.2.4傳感器檢測模塊的選擇與論證在本設(shè)計(jì)中，需要用到傳感器的有兩個(gè)部分，即樓層檢測及稱重模塊。傳感器檢測主要有如下幾種方案。（1）樓層檢測部分方案一：采用光電傳感器。在電梯模型的每一平層位置貼上黑膠帶，在電梯橋箱模型上放置光電傳感器，并保證當(dāng)電梯到達(dá)平層位置時(shí)光電傳感器能檢測到黑線。其原理方框圖如圖1-2-6所示。光電傳感器檢測進(jìn)來輸出的是一個(gè)電壓信號(hào)，需要經(jīng)過一個(gè)過壓比較器轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號(hào)，在送到單片機(jī)。所以其電路相對(duì)而言比較復(fù)雜，而且平層誤差較大。圖1-2-6 光電傳感器檢測樓層方框圖方案二：采用霍爾傳感器?；魻杺鞲衅鬏敵龅氖且粋€(gè)開關(guān)信號(hào)，所以它的電路非常簡單，不

11、需要任何外圍器件，可以將其檢測的信號(hào)直接送給單片機(jī)。經(jīng)過多次試驗(yàn)，其平層誤差較小，實(shí)現(xiàn)起來比較方便?；谝陨峡紤]，在本設(shè)計(jì)中產(chǎn)用方案二。（2）稱重模塊在該模塊中因?yàn)橐髽蛳淠Ｐ湍軌蚣虞d0500g的重物，所以在此選用量程為1kg的稱重傳感器。2.2.5語音部分方案的選擇與論證方案一：采用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警部分。其電路非常簡單，但其發(fā)出的聲音非常單調(diào)，實(shí)現(xiàn)起來并不是很理想。方案二：采用語音芯片isd2560，它具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便，無須專用的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。錄音時(shí)間為60 s，能重復(fù)錄放達(dá)10萬次。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，省去了a/d、d/a轉(zhuǎn)換器。每個(gè)采樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單

12、個(gè)eeprom單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”，該器件的采樣頻率為8.0khz。綜上所述，為了能夠更好的再現(xiàn)真實(shí)、自然的語音，所以在此選用方案二。2.2.6鍵盤方案的選擇與論證在該系統(tǒng)中需要通過鍵盤控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及啟停從而實(shí)現(xiàn)電梯的上行、下行以及到達(dá)的樓層位置。在此處對(duì)以下兩種方案進(jìn)行比較。方案一：采用單片機(jī)at89c2051與地址譯碼器74ls138組成控制和掃描系統(tǒng)，并用at89c2051的串口對(duì)主電路的單片機(jī)進(jìn)行通信，這種方案既能很好的控制鍵盤及顯示又為主單片機(jī)大大的減少了程序的復(fù)雜性，而且具有

13、體積小，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。但是該系統(tǒng)所接的按鍵數(shù)目有限，且占用了對(duì)應(yīng)主cpu的串行端口，按鍵出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象也比較難解決。因此在使用時(shí)受到一定的限制。 方案二：采用hd7279，實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的掃描、消除抖動(dòng)、閃爍等功能。同時(shí)該芯片還可連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣，軟件編程簡單。用7279和鍵盤組成的人機(jī)控制平臺(tái)，能夠方便的進(jìn)行控制單片機(jī)的輸出。方案一雖然也能很好的實(shí)現(xiàn)電路的要求，但考慮到電路設(shè)計(jì)實(shí)際需求和電路整體的性能，采用方案二。2.2.7顯示方案的選擇與論證方案一：采用數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管具有低能耗、耐老化和精度比較高的優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)碼管與單片機(jī)連接時(shí)，需要外接鎖存器進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存，使用三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)等，電

14、路連接相對(duì)比較復(fù)雜。但數(shù)碼管只能顯示少數(shù)的幾個(gè)字符，顯示的內(nèi)容較少，基本上無法顯示漢字。方案二：采用lcd進(jìn)行顯示。液晶顯示屏（lcd）具有功耗低、無輻射危險(xiǎn)、平面直角顯示以及影像穩(wěn)定等，可視面積大，畫面效果好，既可顯示圖形，也可顯示漢字，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)，顯示內(nèi)容多等特點(diǎn)。此外，液晶顯示器與單片機(jī)可直接相連，電路設(shè)計(jì)及連接簡單?；谝陨戏治觯鲜鰞煞N方案各有千秋，因此在顯示樓層部分采用大數(shù)碼管，其與實(shí)際比較吻合，在稱重模塊采用rt12864實(shí)現(xiàn)。2.3 系統(tǒng)各模塊的最終方案經(jīng)過仔細(xì)地分析和論證，選定了系統(tǒng)各模塊的最終方案如下：控制器：采用兩片單片機(jī)at89c52組成的雙cpu控制系統(tǒng)；

15、電機(jī)：采用一只四相八拍步進(jìn)電機(jī)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)：采用一片gal16v8和一片l298；樓層檢測：采用一個(gè)霍爾傳感器；語音模塊：采用一片isd2560；鍵盤：采用7279智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片；顯示：采用數(shù)碼管和液晶顯示屏（lcd）結(jié)合顯示。第3節(jié) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1 系統(tǒng)硬件的基本組成部分系統(tǒng)利用霍爾傳感器檢測樓層，利用稱重傳感器檢測重量，控制器根據(jù)這些傳感信號(hào)和鍵盤發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)動(dòng)。該系統(tǒng)主要分為以下幾個(gè)部分電路：單片機(jī)控制電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，樓層檢測電路，稱重模塊，語音模塊以及鍵盤與顯示電路。系統(tǒng)原理框圖如圖2-1-1所示。 圖2-1-1系統(tǒng)原理框圖3.2

16、主要單元電路的設(shè)計(jì)3.2.1 單片機(jī)控制電路該系統(tǒng)采用兩片單片機(jī)at89c52組成的雙cpu控制電路。用一片89c52實(shí)現(xiàn)電梯的運(yùn)動(dòng)控制、電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的顯示、樓層檢測以及樓層顯示等功能，用另一片89c52完成稱重、額定負(fù)荷欲置、超重報(bào)警、樓層呼叫以及運(yùn)動(dòng)時(shí)間顯示等?？刂齐娐吩韴D如圖2-2-1所示。圖2-2-1 單片機(jī)控制電路原理圖3.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路在本設(shè)計(jì)中選用的步進(jìn)電機(jī)工作在四相八拍方式，驅(qū)動(dòng)電路由gal16v8和l298組成。電路原理圖如圖2-2-2所示。其中g(shù)al16v8為可編程器件，采用abel語言產(chǎn)生電機(jī)四相的控制時(shí)序。由于gal輸出端輸出電流很小，無法驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以后級(jí)

17、采用l298驅(qū)動(dòng)芯片來放大輸出功率而不改變四相的時(shí)序狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)gal16v8的clk口輸入一個(gè)脈沖時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一拍，步矩角為0.9，因此可以通過給定脈沖的個(gè)數(shù)來確定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。in1端為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制端，高電平時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)；低電平時(shí)反轉(zhuǎn)。gal16v8的輸入端與單片機(jī)相連，由單片機(jī)發(fā)出控制脈沖信號(hào)。圖2-2-2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖3.2.3 樓層檢測電路在此，采用霍爾傳感器作為樓層檢測的核心，其在電梯模型上安裝的位置如圖2-2-3所示。因?yàn)榛魻杺鞲衅鬏敵鍪且粋€(gè)開關(guān)信號(hào)，即當(dāng)其檢測到磁鋼時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平，反之產(chǎn)生一個(gè)高電平。在此將霍爾傳感器的輸出端直接接到外中斷0，即當(dāng)檢

18、測到一個(gè)磁鋼時(shí)，中斷一次，通過中斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)樓層的顯示。 圖2-2-3 實(shí)例電梯模型3.2.4 稱重模塊該模塊采用懸臂梁式稱重傳感器，它是一種電阻應(yīng)變式傳感器。將其固定在電梯模型的最上端，將滑輪固定在稱重傳感器上，當(dāng)稱重傳感器上所承受的重力變化時(shí)，也就是裝載物的重量發(fā)生變化時(shí)，重傳感器內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電阻變化，從而導(dǎo)致最終輸出電壓發(fā)生變化。稱重傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-2-4所示。它由4片應(yīng)變片組成，能將試件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成電阻變化，其電阻相對(duì)變化r/r與軸向應(yīng)變l/l成正比。 將稱重傳感器接上電源e，分別為應(yīng)變片的電阻。圖2-2-4 稱重傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)輸出端接高輸入阻抗時(shí)，可視電橋?yàn)殚_

19、路狀態(tài)，得輸出電壓當(dāng)應(yīng)變片受重力作用產(chǎn)生應(yīng)變時(shí) 若4片應(yīng)變片性能一致，且相鄰橋臂所接應(yīng)變片承受相反應(yīng)變，相對(duì)橋臂所接應(yīng)變片承受相同應(yīng)變（如懸臂梁在一端受壓時(shí)，上測兩應(yīng)變片拉長，下測兩應(yīng)變片壓短），則有 則 即與應(yīng)變l/l成正比，的變化反映了重量的變化。因?yàn)榉Q重傳感器輸出的是一個(gè)毫伏級(jí)的電壓信號(hào)，所以在其輸出端應(yīng)加微弱信號(hào)放大電路。其放大電路原理圖如圖2-2-5所示圖2-2-5 微弱信號(hào)放大電路原理圖該電路第一級(jí)采用ad620，第二級(jí)采用op07進(jìn)行后級(jí)再放大。其中ad620的放大倍數(shù)a的計(jì)算公式為 由圖可知，傳感信號(hào)首先通過ad620放大將近100倍，再通過op07構(gòu)成的放大倍數(shù)可調(diào)電路，從而

20、能更靈活的調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。在op07構(gòu)成的電路中接了一個(gè)20k的調(diào)零電位器，以便于電壓補(bǔ)償。3.2.5 語音模塊在本設(shè)計(jì)中采用的語音芯片是美國isd公司的2560語音芯片，該語音芯片錄放時(shí)間為60s，最大可分600段，重復(fù)錄音次數(shù)可達(dá)10萬次，其電路原理圖如圖2-2-6所示。圖2-2-6 語音模塊電路原理圖3.2.6 遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊本系統(tǒng)采用can總線收發(fā)器pca82c250作為通信接口芯片，從而具備can總線通信的諸多優(yōu)點(diǎn)，例如：通信距離長（至少1000m），通信傳輸線少（僅有2根，且各系統(tǒng)不必共地）等。其實(shí)現(xiàn)的電路原理圖如圖2-2-7所示。圖2-2-7 遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊電路原理圖pac82c250

21、收發(fā)器是協(xié)議控制器和物理傳輸線路之間的接口，在iso11898標(biāo)準(zhǔn)中描述的，它們可以高達(dá)1mbit/s的速率在兩條有差動(dòng)電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)。（iso11898標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)使用can總線協(xié)議的汽車內(nèi)高速通信國際標(biāo)準(zhǔn)）pca82c250的位速度與總線長度的關(guān)系如表2-2-1所示。 表 2-2-1 位速度/總線長度的關(guān)系表 本系統(tǒng)使用的波特率為1.2kbit/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于62.5kbit/s。由上述表格可見，本系統(tǒng)的通信距離將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1000米。3.2.7 鍵盤與顯示模塊本設(shè)計(jì)的兩塊鍵盤均采用hd7279來讀取按鍵值，送到單片機(jī)處理。稱重設(shè)置的顯示界面由rt12864液晶完成，樓層顯示由大數(shù)碼管

22、實(shí)現(xiàn)。其稱重部分的設(shè)置與顯示電路如圖2-2-8所示。其控制原理為：當(dāng)按下“設(shè)置”鍵時(shí)，可從鍵盤中輸入額定負(fù)荷的預(yù)置值。在沒有按“確定”鍵之前，如果想重新設(shè)置該預(yù)置值，則可按“撤消”鍵，重新設(shè)置；如果已經(jīng)按了“確定”鍵，想重新設(shè)置該預(yù)置值，則應(yīng)重新按“設(shè)置”鍵，再輸入預(yù)置值。當(dāng)已確定設(shè)置好預(yù)置值后，在電梯運(yùn)行中，如果裝載物的重量超過了該預(yù)置值，則會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，如提示“超重”。圖2-2-8 鍵盤與液晶顯示電路 圖2-2-9 電梯控制模塊鍵盤模型圖2-2-9為電梯控制模塊的鍵盤模板圖，其鍵盤的電路原理圖與稱重模塊的相同，在該模塊鍵盤分為兩個(gè)部分：一是用于每層樓電梯外的上行與下行鍵，二是用于電梯內(nèi)部

23、的五層樓對(duì)應(yīng)的五個(gè)按鍵以及一個(gè)求救鍵。因?yàn)樵诖怂玫陌存I不帶有指示，所以外加了14個(gè)發(fā)光二極管與按鍵配合使用，當(dāng)按下某一個(gè)按鍵時(shí)，相對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，以表示該按鍵已經(jīng)響應(yīng)。其發(fā)光二極管的連接電路原理圖如圖2-2-10所示。圖2-2-10 發(fā)光二極管的電路原理圖為了看起來更加美觀，在此采用3寸的大數(shù)碼管進(jìn)行顯示，其相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路采用uln2003專用驅(qū)動(dòng)芯片。其余三組發(fā)光二極管是用來組成箭頭做電梯上行與下行用的。其組成的箭頭模板如圖2-2-11所示。圖2-2-11箭頭模板第4節(jié) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用c語言對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，其中可編程器件gal采用abel語言來描

24、述換相狀態(tài)。4.1 系統(tǒng)軟件框圖系統(tǒng)軟件的總體框圖如圖3-1-1所示。 圖3-1-1 系統(tǒng)軟件總體框圖4.2 部分子程序流程圖4.2.1稱重與超重報(bào)警軟件流程圖其稱重與超重報(bào)警的控制原理為：當(dāng)電梯停止時(shí)，允許稱重，反之，不能稱重，如果稱重的結(jié)果未超重，則允許電梯啟動(dòng)運(yùn)行，而當(dāng)電梯超重時(shí)，則禁止電梯啟動(dòng)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。其軟件流程圖如圖3-2-1所示。4.2.2 電梯運(yùn)行控制軟件流程圖電梯運(yùn)行控制軟件流程圖如圖3-2-2所示。其中電梯運(yùn)行計(jì)時(shí)器用來記錄電梯由原樓層到目標(biāo)樓層的運(yùn)行時(shí)間，而電梯運(yùn)行定時(shí)器則用來發(fā)出步進(jìn)脈沖。當(dāng)關(guān)閉電梯運(yùn)行定時(shí)器時(shí)，電梯停止不動(dòng)；當(dāng)打開電梯運(yùn)行定時(shí)器后，時(shí)間到時(shí)輸出一個(gè)

25、步進(jìn)脈沖，使電機(jī)走一步 4.2.3 遠(yuǎn)程通信控制軟件流程圖遠(yuǎn)程監(jiān)控部分的控制原理是：開啟遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)之后便可以在主監(jiān)控室中觀察電梯運(yùn)行是否正常；若遇到緊急情況，可以控制相應(yīng)電梯的上下運(yùn)行。第5節(jié) 系統(tǒng)測試與分析為了確定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能與題目要求的符合程度，需要對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分進(jìn)行實(shí)際的測試。5.1 測試儀器表4-1-1 測試所用儀器設(shè)備5.2 測試方法、數(shù)據(jù)及結(jié)果分析5.2.1 平層誤差測試將橋箱模型放置在第一層的平層位置，接通電源，啟動(dòng)電梯，讓電梯在每一層都停5s，用直尺測出電梯所停位置與實(shí)際平層位置的距離。測試數(shù)據(jù)如表4-2-1所示。 表4-2-1 平層誤差測試數(shù)據(jù)表由上述測試數(shù)據(jù)可知，本設(shè)計(jì)的平層誤差較準(zhǔn)確，最大誤差不超過10mm，滿足題目要求。從表格中的數(shù)據(jù)可以明顯的看出，第二層的平層誤差相對(duì)較大，查其原因是由于在安裝磁鋼時(shí)位置放的不當(dāng)，明顯偏下。5.2.2 單程運(yùn)行時(shí)間測試在測試該數(shù)據(jù)的過程中采用了多次測試的方法，分別測試從第一層到第五層和第五層到第一層所需的時(shí)間，其測試數(shù)據(jù)如表4-2-2所示。由所測數(shù)據(jù)可知，單層運(yùn)行往反時(shí)間之差最大為0.57s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1s，所以本系統(tǒng)性能相對(duì)而言較好。其產(chǎn)生誤差的原因主