電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)I本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)科門類工科專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師年月日摘要隨著當(dāng)前時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研以及各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。本文主要介紹了一個(gè)基于 STC89C52單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)，詳細(xì)描述了一個(gè)電梯控制系統(tǒng)的調(diào)度模塊，即根據(jù)每個(gè)樓層不同用戶的按鍵需求，讓電梯做出合理的判斷，正確高效地知道電梯完成各項(xiàng)載客任務(wù)，重點(diǎn)是對(duì)整個(gè)電梯控制系統(tǒng)在單片機(jī)下的軟件編程、硬件連接和各個(gè)控制模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行的一步步透徹分析，同時(shí)對(duì)各部分硬件電

2、路也進(jìn)行了一一介紹。整個(gè)電梯控制系統(tǒng)，以單片機(jī)為核心，再輔以各樓層按鍵和控制程序來控制整個(gè)電梯的運(yùn)行，并通過數(shù)碼管和發(fā)光二極管來顯示電梯的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，具有成本低、通用性強(qiáng)、靈活性大及易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點(diǎn)，適合于我們的日常生活中的電梯控制，應(yīng)用前景較廣泛。關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；電梯控制；調(diào)度模塊AbstractWith the progress and development of the current era, microcontroller technology elevator control system based on STC89C52 micro-controller, a de

3、tailed description of the scheduling module of an elevator control system,ac-cordingto different user needs buttons on each floor, the elevator to make a reasonable jud-gment, know correctly and efficiently finish the passengerelevator, key is connected and eac- one one. The ele vator control system

4、, singlechi-pmicrocomputer as the core, supplementedby the floo r buttons and the control program co-ntrol the operation of the elevator, and through t he digitaltube and the light emitting diod-e to display the realtime operation state o f elevator, daily life, wide application prospect.Key Words：s

5、ingle chip microcomputer; elevator control system;scheduling module目錄摘要 . .I IIAbstract.I V1.引言 . .12.設(shè)計(jì)目的及功能需求 .22.1設(shè)計(jì)目的 .22.2設(shè)計(jì)功能需求 .23.課題的開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 .23.1電路仿真圖制作軟件 .23.2 C51 的程序開發(fā)軟件 .34.系統(tǒng)方案論證與設(shè)計(jì) .44.1主控制器模塊的選用 .44.2電梯樓層顯示模塊的選擇 .54.3電梯樓層按鍵模塊的設(shè)計(jì) .55.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .55.1主控制模塊的設(shè)計(jì) .55.1.1單片機(jī) STC89C52概述 .65.1.2單

6、片機(jī)時(shí)鐘電路 .95.1.3單片機(jī)復(fù)位電路 .95.2顯示模塊的設(shè)計(jì) .105.3按鍵模塊的設(shè)計(jì) .105.4蜂鳴器鳴響模塊的設(shè)計(jì) .116.系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .126.1程序設(shè)計(jì)思路 . .126.2系統(tǒng)主程序框圖 . .126.3系統(tǒng)程序流程圖 . .137.系統(tǒng)實(shí)物的焊接與調(diào)試 .137.1系統(tǒng)焊接步驟 . .137.2系統(tǒng)電路的調(diào)試 . .147.3系統(tǒng)實(shí)物展示 . .148.結(jié)語 . .14參考文獻(xiàn) . .15附錄 . .15致謝 . .221. 引言近年來我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，座座高樓大廈崛地而起，工作居住條件得到了巨大的改善。在高樓大廈中，為了提高人們的生活工

7、作效率，電梯便進(jìn)入人們的生活，它作為高層建筑中安全、可靠、垂直上下的運(yùn)載工具，對(duì)改善勞動(dòng)條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度起到很大的作用。電梯的應(yīng)用范圍很廣，可用于賓館、飯店、辦公大樓、商場(chǎng)、娛樂場(chǎng)所、倉庫以及居民住宅大樓等。在當(dāng)今社會(huì)中，電梯已成為人類必不可少的垂直運(yùn)輸交通工具。追溯電梯的歷史，發(fā)現(xiàn)電梯進(jìn)入人們的生活已經(jīng) 150年了。 1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明歷史上第一部安全升降梯。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，以奧的斯的名字而命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地的歷史

8、變遷，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步，人們的生活也因此變得更加美好。中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國奧的斯公司于 1901年安裝的。 1932年由美國奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運(yùn)轉(zhuǎn)著 1 。十一屆三中全會(huì)后，沐浴著改革開放的春風(fēng)，我國電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。未來的社會(huì)是城鎮(zhèn)與城市漸漸融合，并相互影響，電梯將是現(xiàn)代人不可或缺的代步工具，隨著科技的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，科技將引領(lǐng)電梯進(jìn)行質(zhì)的飛躍，電梯將越來越智能，越來越安全。本文給出了一種基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過在單片機(jī)上完成電梯的調(diào)度控制系統(tǒng)，單片機(jī)又稱單片微控制器, 是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成

9、電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、多種 IO口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件，同時(shí)也在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。2. 設(shè)計(jì)目的及功能需求2.1 設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成一個(gè)電梯系統(tǒng)的調(diào)度模塊， 即根據(jù)每個(gè)樓層不同顧客的按鍵需求，讓電梯做出合理的判斷，正確高效地知道電梯完成各項(xiàng)載客任務(wù)。根據(jù)此任務(wù)，本課題需要研究的內(nèi)容有：（1）根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)要求，進(jìn)行系統(tǒng)硬件的總體方案設(shè)計(jì)；（2）研究 51 單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，掌握并且加以運(yùn)用；（3）學(xué)習(xí) C 語言編程，并

10、且規(guī)定電梯的工作規(guī)則，用C 語言編程加以實(shí)現(xiàn)，以完成電梯的各項(xiàng)功能；（4）學(xué)習(xí)Proteus電路仿真系統(tǒng)，學(xué)會(huì)軟件的使用并且畫出電梯仿真圖，以便編程時(shí)進(jìn)行代碼調(diào)試；（5）在軟件編程和硬件電路焊接完成后，對(duì)軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試，讓其協(xié)調(diào)工作，完成指定任務(wù)。2.2 設(shè)計(jì)功能需求本設(shè)計(jì)為八層電梯的控制系統(tǒng)，如下為系統(tǒng)的功能需求及設(shè)計(jì)內(nèi)容：本電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)擬實(shí)現(xiàn)通電后，系統(tǒng)默認(rèn)電梯停在一層；按下不同的按鍵電梯可以到達(dá)不同的樓層，如果電梯在上行，下面的樓層有呼叫電梯會(huì)繼續(xù)上行，直到上行完了才會(huì)下行。同樣如果電梯在下行，上面的樓層有呼叫電梯會(huì)繼續(xù)上行，直到下行完了才會(huì)上行；如需上行，請(qǐng)按下所要到達(dá)樓層的上

11、行呼叫按鈕，電梯顯示開始上行， 所經(jīng)樓層號(hào)用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，到達(dá)，樓層號(hào)持續(xù)顯示，并有蜂鳴器鳴叫以示到達(dá)；當(dāng)轎廂停留在中間樓層時(shí)，可實(shí)現(xiàn)上或下行呼叫，行進(jìn)方向按呼叫順序進(jìn)行，如同時(shí)呼叫， 則堅(jiān)持先上行， 后下行原則；由 LED箭頭指示電梯是上行和下行的方向。3. 課題的開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介3.1 電路仿真圖制作軟件Proteus 是世界上著名的EDA工具 ( 仿真軟件 ) ，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持、8051、AVR、ARM

12、、8086 和 MSP430等，可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果2 。Proteus是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。在PROTEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件： *.HEX，可以在 PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。PROTEUS不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。使用Prote

13、us 軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，是虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及仿真軟件的操作能力；在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)和全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，使用 Proteus開發(fā)環(huán)境進(jìn)行培訓(xùn)， 在不需要硬件投入的條件下，對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識(shí)更容易接受，更容易提高。對(duì)于我們來說課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于Proteus 提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)。 實(shí)踐證明，在使用 Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功

14、之后再進(jìn)行實(shí)際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此， Proteus 有較高的推廣利用價(jià)值。3.2 C51 的程序開發(fā)軟件單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外， 同樣離不開軟件。我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了3 。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于 MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件。Keil C51軟件是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)

15、的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編 ,PLM 語言和 C 語言的程序設(shè)計(jì)， 界面友好，易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果使用C語言編程，那么Keil幾乎就是不二之選。在設(shè)計(jì)中，我使用的就是程序開發(fā)軟件就是 Keil C51 。當(dāng)開始一個(gè)新項(xiàng)目，只需簡(jiǎn)單的從設(shè)備數(shù)據(jù)庫選擇使用的設(shè)備芯片， uVision IDE 將設(shè)置好所有的編譯器、匯編器、鏈接器和存儲(chǔ)器選項(xiàng)。 C51 工具包的整體

16、結(jié)構(gòu)， Vision與 Ishell分別是 C51 for Windows和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE ），可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51及 C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（.obj ）。目標(biāo)文件可由LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.abs ）。abs 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試 4 。4. 系統(tǒng)方案論證與設(shè)計(jì)該電梯控制系統(tǒng)主要由樓層按

17、鍵和樓層鳴響及各樓層實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示三部分電路組成，下面將一一介紹實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)功能的方案。4.1 主控制器模塊的選用方案 1：采用可編程邏輯器件CPLD作為控制器。 CPLD主要是由可編程邏輯宏單元圍繞中心的可編程互連矩陣單元組成，它編程靈活集成度高、設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、適用范圍寬、開發(fā)工具先進(jìn)、對(duì)設(shè)計(jì)者的硬件經(jīng)驗(yàn)要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測(cè)試保密性強(qiáng)等特點(diǎn)，采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，其中MC結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并具有復(fù)雜的IO 單元互連結(jié)構(gòu)可由用戶根據(jù)需要生成特定的電路結(jié)構(gòu)，完成一定的功能，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高，且從其

18、編程語言也不熟悉的角度考慮我們放棄了此方案5 。方案 2：采用 STC89C52單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，用其控制電梯運(yùn)行功能，分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)電梯各個(gè)樓層的運(yùn)行記錄并顯示，完成電梯的調(diào)度功能，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢(shì)控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。這樣一來，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。STC89C52是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器的低電壓， 高性能 COMOS8的微處理器。其主要特點(diǎn)為采用 Flash 存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與 MCS-51完全兼容，且采用高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)

19、制造，將多功能8 位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，另外其程序的電可擦寫特性，使得開發(fā)與試驗(yàn)比較容易，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案6 。綜合考慮，還是選擇方案2，使用 STC89C52作為主控制模塊。4.2 電梯樓層顯示模塊的選擇方案 1：用 LED點(diǎn)陣進(jìn)行顯示各個(gè)樓層及電梯上下行狀態(tài)。 LED點(diǎn)陣具有顯示清晰，顯示內(nèi)容豐富、清晰，顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，顯示快速的特點(diǎn)。但單對(duì)于此系統(tǒng)我們不需要顯示豐富的內(nèi)容，而且 LED點(diǎn)陣價(jià)格貴，且使用起來易損壞。方案 2：用數(shù)碼管和發(fā)光二極管進(jìn)行顯示。數(shù)碼管由于顯示速度快，亮度強(qiáng)，高頻特性好，使用簡(jiǎn)單，顯示效果簡(jiǎn)潔明了，體積小，

20、重量輕，壽命長，價(jià)格低廉而得到了廣泛應(yīng)用，且在此系統(tǒng)中可以用單個(gè)數(shù)碼管顯示樓層， 使用不同顏色的發(fā)光二極管來區(qū)分電梯處于上下行。綜上所述選擇方案 2。4.3 電梯樓層按鍵模塊的設(shè)計(jì)由于本系統(tǒng)的電梯是八層樓使用，電梯外部每一層一般要使用一個(gè)上行按鍵和一個(gè)下下行按鍵，電梯內(nèi)部每一樓層一個(gè)按鍵，所以加起來一共是24 個(gè)按鍵，由于芯片上的IO引腳有限，所以使用一個(gè) 4*4 的矩陣按鍵和 8 個(gè)按鍵組合起來完成按鍵模塊，且共使用 16個(gè) IO 引腳，既有足夠的按鍵控制電梯運(yùn)行，也留下了足夠的芯片引腳供其他模塊使用。5. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)5.1 主控制模塊的設(shè)計(jì)如圖 5-1 所示為單片機(jī)最小系統(tǒng)。圖5-1單

21、片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng), 或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng), 是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。在本設(shè)計(jì)中，最小系統(tǒng)應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路等。單片機(jī) STC89C52概述STC89C52是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi) 4bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。 STC89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域

22、7 。STC89C52單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) IO 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)、計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)， STC89C52單片機(jī)可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時(shí)、計(jì)數(shù)器，串行通行口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位 8 。STC89C52的引腳圖如下圖5-2 所示。圖5-2STC89C52引腳圖下面對(duì) ST

23、C89C52的各個(gè)引腳作如下說明:VCC：供電電壓。GND：接地。P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 IO 口，每腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 它可以被定義為數(shù)據(jù)地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。P1 口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 IO 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(shí)，將

24、輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向IO口， P2 口緩沖器可接收，輸出4 個(gè)TTL 門電流，當(dāng)P2 口被寫“ 1”時(shí)，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(shí)，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(chǔ)器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和

25、控制信號(hào)。P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向IO 口，可接收輸出4 個(gè) 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 STC89C52的一些特殊功能口，如下所示：口管腳備選功能P3.0RXD （串行輸入口）P3.1TXD （串行輸出口）P3.2INT0（外部中斷 0）P3.3INT1（外部中斷 1）P3.4T0 （記時(shí)器 0 外部輸入）P3.5T1 （記時(shí)器 1 外部輸入）P3.6WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

26、器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALEPROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)， 此頻率為振蕩器頻率的 16。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是： 每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 將跳過一個(gè) ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被

27、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(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EAVPP：當(dāng) EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1 時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng) EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2 ：來自反向振蕩器的輸出9 。單片機(jī)時(shí)

28、鐘電路單片機(jī)時(shí)鐘電路如圖5-3 所示。圖5- 3單片機(jī)時(shí)鐘電路圖如圖 5-3 所示，晶振電路由 C1 與 C2和晶振組成，晶振是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的。它的速率就是單片機(jī)的工作速率，簡(jiǎn)單地說，沒有晶振，就沒有時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼， 單片機(jī)就無法工作。 并在晶振的兩引腳處接入兩個(gè) 10pF-50pF 的瓷片電容接地用來削減偕波對(duì)電路的穩(wěn)定性的影響。 晶振的頻率越高則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也越快。但反過來運(yùn)行速度越快對(duì)內(nèi)存的速度要求就越高，對(duì)印刷電路板的工藝要求也越高，即要求產(chǎn)生的寄生電容要小，晶振和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好

29、的保證振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作。基于以上本設(shè)計(jì)我們考慮選擇頻率為12MHz的晶振，當(dāng)振蕩脈沖頻率為12MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為 1us。單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路如圖5-4 所示。圖5- 4單片復(fù)位電路圖復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，程序給單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加大于 2 個(gè)機(jī)器周期（即24 個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可使單片機(jī)復(fù)位。STC89C52的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種方式，手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種，我們采用了手動(dòng)復(fù)位為電平方式的復(fù)位。如圖5-4 所示，我們通過RST端經(jīng)由電阻與電源 VCC接通而實(shí)現(xiàn)，當(dāng)按鍵按下時(shí)， RST端為高電平復(fù)位

30、。 當(dāng)時(shí)鐘頻率選用12MHz時(shí)，C1 取 10uF，R1 取 10K 時(shí)，電容 C1充放電時(shí)間 =R1*C1=0.1s>2us（2 個(gè)機(jī)器周期）。如果 RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。每次復(fù)位后，單片機(jī)的程序都會(huì)從第一條開始從新執(zhí)行。另外，還額外設(shè)計(jì)了濾波防干擾電路，由C13與R12組成，電源先經(jīng)過它們?cè)俳尤雴纹瑱C(jī)的電源Vcc 端，可以有效的減少雜波帶來的干擾，影響電路10 。5.2 顯示模塊的設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)顯示模塊如圖5-5 所示。圖5- 5 顯示模塊圖電梯在運(yùn)行過程中，通過數(shù)碼管顯示所經(jīng)過樓層，D12 和 D13 顯示電梯處于上行或下行狀態(tài)。5.3 按鍵模塊的設(shè)計(jì)電梯

31、樓層按鍵模塊如圖5-6 和 5-7 所示。圖5- 6按鍵模塊圖圖5- 7按鍵模塊圖圖 5-6 為電梯外部按鍵，每層樓有上下行請(qǐng)求按鍵，圖5-7 為電梯內(nèi)部按鍵，分別為1 到 8 樓的按鍵。5.4 蜂鳴器鳴響模塊的設(shè)計(jì)當(dāng)電梯到達(dá)目地樓層，蜂鳴器響鳴，電梯開門并等待3s。蜂鳴器鳴響模塊如圖5-8所示。圖5- 8蜂鳴器鳴響模塊圖6. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)6.1 程序設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)是為一八層電梯設(shè)計(jì)調(diào)度系統(tǒng)，即使電梯能夠合理高效地運(yùn)行，完成各樓層顧客的接送任務(wù)。形象地說，就是要應(yīng)對(duì)不同樓層顧客的不同需求，作出合理高效的判斷，使所有顧客在整體運(yùn)用時(shí)間最短的條件下將其運(yùn)往各自的目的地。在整個(gè)電梯控制中，我們首先

32、必須得合理考慮按鍵的響應(yīng)問題。一段時(shí)間內(nèi)可能有多個(gè)不同的按鍵有動(dòng)作，程序必須記錄每一個(gè)按鍵的動(dòng)作，并根據(jù)電梯本身所處的樓層情況與按鍵樓層之間的位置關(guān)系，合理判斷出電梯應(yīng)當(dāng)做出上升或下降的響應(yīng)動(dòng)作。然后，兩個(gè)樓層之間應(yīng)考慮有一段運(yùn)行時(shí)間，而且也要設(shè)置在一個(gè)樓層的停留時(shí)間。本設(shè)計(jì)中兩個(gè)樓層之間的運(yùn)行時(shí)間設(shè)為 1s，當(dāng)電梯到達(dá)目的層時(shí)蜂鳴器要及時(shí)鳴響， 每層停留時(shí)間設(shè)為 3s。另外，當(dāng)電梯上升或者下降時(shí)， 相應(yīng)的狀態(tài)指示燈應(yīng)及時(shí)同步準(zhǔn)確點(diǎn)亮。這個(gè)設(shè)計(jì)的成品應(yīng)該可以作為真實(shí)電梯的控制系統(tǒng)一樣，遵守以下兩個(gè)原則：一是高效性，二是人性化。 而實(shí)際電梯所面臨的情況無比復(fù)雜，故本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)除了硬件上面外，還有

33、對(duì)這些復(fù)雜的情況歸類化，分為若干個(gè)基本情況，另外是用恰當(dāng)?shù)腃語言描述來表達(dá)這些復(fù)雜的邏輯 11 。6.2 系統(tǒng)主程序框圖系統(tǒng)主程序框圖如6-1 所示。6.3 系統(tǒng)程序流程圖系統(tǒng)程序流程圖如圖6-2 所示。圖 6-2 電梯程序流程圖7. 系統(tǒng)實(shí)物的焊接與調(diào)試7.1 系統(tǒng)焊接步驟按電路圖買好元件后首先檢查買回元件的好壞，按各元件的檢測(cè)方法分別進(jìn)行檢測(cè)，一定要仔細(xì)認(rèn)真。而且要認(rèn)真核對(duì)原理圖是否一致，在檢查好后才可上件、焊件，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤焊件后不便改正。按原理圖的位置放置各元件，在放置過程中要先放置、焊接較低的元件，后焊較高的和要求較高的元件。特別是容易損壞的元件要后焊，在焊集成芯片時(shí)連續(xù)焊接時(shí)間不要

34、超過 10s，注意芯片的安裝方向，以及各器件的正負(fù)極，以免出錯(cuò)，使電路燒壞。7.2 系統(tǒng)電路的調(diào)試首先燒入顯示程序，看顯示正不正常。在調(diào)試程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的指令用的不正確，導(dǎo)致電路功能不能完全實(shí)現(xiàn)，另外軟件程序中的延時(shí)有的過長、有的過短。7.3 系統(tǒng)實(shí)物展示系統(tǒng)實(shí)物如圖7-1 所示。圖 7-1 系統(tǒng)實(shí)物8. 結(jié)語經(jīng)過了近半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作，通過在圖書館、互聯(lián)網(wǎng)上查閱有關(guān)資料，不僅了解了電梯的起源和發(fā)展過程，而且加深了對(duì)電梯的運(yùn)行過程、控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也對(duì)單片機(jī)有了更加進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。由于是第一次完成單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在開始階段感到很困難，但堅(jiān)持下來并在同學(xué)和老師的幫助下，一步步解決了。

35、在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，也將原來所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、理論化、實(shí)用化，對(duì)如何使用已有知識(shí)及獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高，也認(rèn)識(shí)到無論做什么，都需要踏、勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，這對(duì)以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響?？偟膩碚f，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成品完成了我們生活中電梯的調(diào)度系統(tǒng)，而且本程序的編寫不僅僅是為了應(yīng)對(duì)八層樓的電梯，更多層的電梯也可以實(shí)現(xiàn)，如果對(duì)單片機(jī)的其他IO再進(jìn)行擴(kuò)展的話，可以實(shí)現(xiàn)十幾層電梯的需求。當(dāng)然，如果更高層的電梯，就會(huì)受到單片機(jī)管腳資源的限制了。而程序本身的思想本身是可以支持更多層電梯的運(yùn)行調(diào)度的，如果用其他管腳多的處理器的話（如ARM型處理器），則這一設(shè)想完全可以實(shí)現(xiàn)。不過本次電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有

36、不足之處，比如由于沒有電機(jī)模塊，所以無法控制電梯的運(yùn)行速度；也需要優(yōu)化電梯的選向功能，使之隨客流量的變化而改變，打到高效運(yùn)送乘客的目的，增加出現(xiàn)緊急情況時(shí)的電梯處理辦法等等，有待改進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 楊正新 . 單片機(jī)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 J. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 ,2001.92 李勛等 . 單片機(jī)實(shí)用教程 M. 北京航空航天大學(xué)出版社 ,20003 Lauener J.The lift in the 100-storeyed building disposesA.2000.4 謝宜仁 . 單片機(jī)實(shí)用技術(shù)問答 M. 北京 : 人民郵電出版社 ,2003.5.5 何立民 . 單片機(jī)高級(jí)教程 M. 北京航

37、空航天大學(xué)出版社 ,19956 張佳薇 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) . 哈爾濱工程大學(xué)出版社 ,20097 陳志強(qiáng) , 胡輝 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐指南 J. 科學(xué)出版社 ,20058YeagerBrent.HowtotroubleshootyourelectronicscaleJ.BulkEngineering. 19959 李朝青 . 單片機(jī)原理及接口技術(shù) M. 北京航空航天大學(xué)出版社,199810 馬忠梅 . 單片機(jī) C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) . 航空航天大學(xué)出版 ,1997.1011 謝自美 . 電子線路設(shè)計(jì) . 華中科技大學(xué)出版社, 2000.5附錄附錄 1：程序代碼#include<

38、reg51(uint8._t cf);uint8_t code LED=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; struct floorBOOL up;BOOL down;BOOL stop;F10;void main()uint8_t curf=1,reaf=1,i;char dir = 0;upLED_OFF();downLED_OFF();EA=1;中斷優(yōu)先級(jí)PT1PT0ET0=1;ET1=1;TMOD=0x11;TR0=1;TR1=1;P0 = LEDcurf;for(i=0;i<10;i+)Fi.up = FALSE

39、;Fi.down = FALSE;Fi.stop = FALSE;while(1)if (dir = 0)dir=0if (Fcurf.up)dir = 1;Beep();delayMs(3000);Fcurf.up = FALSE;else if (Fcurf.down)dir = -1;Beep();delayMs(3000);Fcurf.down = FALSE;else if (Fcurf.stop)Beep();delayMs(3000);Fcurf.stop = FALSE;if (isUp(curf)dir = 1;else if (isDown(curf)dir = -1;if

40、 (dir = 1)if (isUp(curf)upLED_ON();curf+;P0 = LEDcurf;delayMs(1000);if (Fcurf.up | Fcurf.stop)Fcurf.up = FALSE;Fcurf.stop = FALSE;upLED_OFF();Beep();delayMs(3000);elsedir = 0;upLED_OFF();if (dir = -1)if (isDown(curf)downLED_ON();dir = -1;curf-;P0 = LEDcurf;delayMs(1000);if (Fcurf.down | Fcurf.stop)F

41、curf.down = FALSE;Fcurf.stop = FALSE;downLED_OFF();Beep();delayMs(3000);elsedir = 0;downLED_OFF();BOOL isUp(uint8_t cf)uint8_t i;for(i=cf+1;i<=MAX;i+)if(Fi.up | Fi.down | Fi.stop)return TRUE;return FALSE;BOOL isDown(uint8_t cf)uint8_t i;for(i=cf-1;i>=1;i-)if(Fi.up | Fi.down | Fi.stop)return TR

42、UE;return FALSE;void Beep(void)uint8_ti=0,j,k;beep=1;while(voicei != 0)for(k=0;k<voicei+3*20;k+)beep=beep;for(j=0;j<voicei3;j+);i+;void delayMs(uint time)uint8_t i;while(time-)for(i=0;i<110;i+);void delay20ms(void)uint8_t i,j;for(i=0;i<100;i+)for(j=0;j<60;j+);void time0(void) interrupt 1 using 1P1 = 0x0f;if(P1&0x0f) = 0x0f)return;delay20ms();if(P1&0x0f) != 0x0f)P1 = 0xef;if(P10 = 0)P0 = LED9;if(P11 = 0)F2.down