電梯控制器單片機(jī)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基于單片機(jī)控制的電梯控制器機(jī)電113 楊碩1 引言隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，住房和辦公用樓都已經(jīng)逐漸向高層發(fā)展。電梯是高層賓館、商店、住宅、多層倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運(yùn)輸工具。1889年美國(guó)奧梯斯升降機(jī)公司推出的世界上第一部以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)，同年在紐約市馬累特大廈安裝成功。隨著建筑物規(guī)模越來(lái)越大，樓層也越來(lái)越高，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性都提出了更高的要求。由于傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制線路。采用這種控制線路,存在易出故障、維護(hù)不便、運(yùn)行壽命較短、占用空間大等缺點(diǎn)。而由單片機(jī)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)可以隨著設(shè)備的更新而不斷

2、修改完善，更完美的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的升級(jí)，且有價(jià)格便宜，電路簡(jiǎn)單，出現(xiàn)故障容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。2 總體設(shè)計(jì)方案 電梯控制系統(tǒng)由外部呼叫，內(nèi)部呼叫電機(jī)部分組成。電梯在各樓層的定位本應(yīng)采用行程開(kāi)關(guān)或者傳感器，由于條件限制，采用延時(shí)控制。相鄰樓層間升降時(shí)間設(shè)為3秒。2.1 設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)是六層電梯的單片機(jī)控制系統(tǒng)。在電梯停靠的每一層都有上下呼叫按鈕（六樓只有向下呼叫按鈕，一樓只有向上呼叫按鈕），需要電梯的乘客只需按一下呼叫按鈕，然后等待電梯，進(jìn)入電梯后電梯有六個(gè)樓層的內(nèi)部呼叫按鈕，乘客要到哪一層只需按下其按鈕，轎廂內(nèi)有一個(gè)由數(shù)碼管組成的顯示屏，它用來(lái)顯示轎廂的樓層，在每一層廳站的門外有兩個(gè)發(fā)光二極管用來(lái)顯示轎

3、廂此刻的上下行。2.2 設(shè)計(jì)方框圖樓層電梯呼叫按鍵電梯內(nèi)部呼叫按鍵樓層顯示數(shù)碼管電機(jī)控制電路單片機(jī)圖1 設(shè)計(jì)方框圖3電梯控制系統(tǒng)原理分析3.1硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 硬件由單片機(jī)最小系統(tǒng)、電梯內(nèi)外呼叫電路、顯示電路、電機(jī)控制電路等組成。3.1.1AT89C51簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)主要采用AT89S51芯片，如圖2所示。AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了

4、通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。掉電模式凍結(jié)振蕩器而

5、保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。圖2 AT89C513.1.2電梯內(nèi)部呼叫電路電梯內(nèi)電路如圖3所示，六個(gè)目標(biāo)樓層選擇按鍵K1、K2、K3、K4、K5、K6與單片機(jī)P0口的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5連接（P0口作為輸出端驅(qū)動(dòng)外部電路時(shí)須外界上拉電阻）。人進(jìn)入轎廂內(nèi)按下要去的樓層對(duì)應(yīng)的按鍵，就會(huì)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到相應(yīng)樓層。若按下的外部呼叫按鍵為上升的，則在轎廂內(nèi)按比該樓層低的按鍵，電梯不會(huì)響應(yīng)；反之亦然。圖3 電梯內(nèi)部呼叫電路3.1.3 電梯外部呼叫電路 電

6、梯外部呼叫電路如圖4所示，按鍵UP1、UP2、DOWN2、UP3、DOWN3、UP4、DOWN4、UP5、DOWN5、DOWN6接單片機(jī)的P2口和P1.0、P1.1。若按下上升鍵，則電梯在上升過(guò)程中不響應(yīng)下降鍵；反之亦然。圖4 電梯外部呼叫電路3.1.4 顯示樓層電路 顯示電路的作用是實(shí)時(shí)顯示電梯所在樓層，用一個(gè)八段數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)。電路如圖5所示。圖5 顯示樓層電路3.1.5 電機(jī)控制電路 電機(jī)采用普通直流電機(jī)，直流電機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)整范圍廣；過(guò)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(wú)極快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求。用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片

7、L298來(lái)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)控制電路用來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)按下上升鍵時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，按下下降鍵時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。電路如圖6所示。圖6 電機(jī)控制電路3.2 軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 調(diào)用選擇當(dāng)前要去的停留3s電梯未運(yùn)行或雖運(yùn)行但還沒(méi)停止電梯已到目的層？是否是否啟動(dòng)電梯顯示在一樓圖7 主程序流程圖電梯改為上升電梯改為下降電梯到達(dá)最頂層電梯到達(dá)最底層電梯在下降當(dāng)前樓層=目的樓層繼續(xù)下行查找下一個(gè)要去的樓層若無(wú)下行需求，則反向查詢向上查找下一個(gè)要去的樓層若無(wú)按鍵需求則停止當(dāng)前樓層=目的樓層延時(shí)等待3s開(kāi)始是24是24是24是24是24延時(shí)等待3s否否否否圖8 選擇當(dāng)前要去的樓層子程序流程圖4 總電路工作原理分析 電路通電，

8、顯示器顯示1，當(dāng)按下相應(yīng)的外部呼叫按鍵時(shí)，電梯運(yùn)行到目的樓層，顯示器實(shí)時(shí)顯示所在樓層。當(dāng)人進(jìn)入轎箱內(nèi)，按下要去的樓層對(duì)應(yīng)的按鍵，電梯就會(huì)運(yùn)行到相應(yīng)位置。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向呼叫均無(wú)效。兩相鄰樓層之間電機(jī)運(yùn)行時(shí)間為3秒。5 總結(jié)與體會(huì) 這次單片機(jī)實(shí)習(xí)已經(jīng)結(jié)束，我們學(xué)到了很多東西。查資料對(duì)于學(xué)習(xí)是很重要的，又快又好的查到想要的資料，可以提高工作效率。我們?cè)O(shè)計(jì)的電梯自動(dòng)控制用到了電機(jī)，實(shí)物出來(lái)時(shí)，沒(méi)能成功控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，讓我們知道了理論與實(shí)際的差距，也意識(shí)到理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性。在寫程序時(shí)需要極大的耐心，一點(diǎn)一點(diǎn)的改正，達(dá)到想要的效果。附錄1 總體電路原

9、理附錄2 PCB圖附錄3 源程序sbit k1=P00;sbit k2=P01;sbit k3=P02;sbit k4=P03;sbit k5=P04;sbit k6=P05;sbit km=P06;sbit gm=P07;sbit up1=P20;sbit up2=P21;sbit down2=P22;sbit up3=P23;sbit down3=P24;sbit up4=P25;sbit down4=P26;sbit up5=P27;sbit down5=P10;sbit down6=P11;sbit d11=P12;sbit d12=P13;sbit d21=P14;sbit d22=

10、P15;sbit pwm1=P16;sbit pwm2=P17;sbit LedUp=P37;sbit LedDown=P36;#include<reg51.h>#include"電梯.h"void DianTiKey(); #define uchar unsigned charchar KeyValueOld; /內(nèi)部按鍵上次值char KeyValueOOld;/外部按鍵上次值char NowFloor;/當(dāng)前所在樓層char KeyValue;/電梯內(nèi)部按鍵暫存值char KeyValueO;/電梯外部按鍵暫存值char GoFloor5;/要去樓層暫存G

11、oFloor1=1 2樓在呼叫上升 GoFloor1=2 2樓在呼叫下降char t;/電梯 運(yùn)行/停止標(biāo)/上升/下降 志位 t=0電梯沒(méi)有運(yùn)行 t=11電梯在上升 t=10電梯下降uchar code play=0xff,0xd7,0x32,0x92,0xd4,0x98,0x18;/串口顯示字型碼unsigned int TimeValue;/ 定時(shí)器計(jì)數(shù)char Num;void delay(unsigned int a)/unsigned int i;TH0=(65535-10000)/256;TL0=(65535-10000)%256;TimeValue=0;TR0=1;while(T

12、imeValue<a)DianTiKey(); /多人電梯功能添加部分TR0=0;void ShangSheng()/驅(qū)動(dòng)電機(jī)上升函數(shù)int i;t=11;LedUp=0;LedDown=1;for(i=0;i<10;i+)d11=1,d12=0,d21=0,d22=0;delay(5);d11=1,d12=1,d21=0,d22=0;delay(5);d11=0,d12=1,d21=0,d22=0;delay(5);d11=0,d12=1,d21=1,d22=0;delay(5);d11=0,d12=0,d21=1,d22=0;delay(5);d11=0,d12=0,d21=1

13、,d22=1;delay(5);d11=0,d12=0,d21=0,d22=1;delay(5);d11=1,d12=0,d21=0,d22=1;delay(5);t=0;/d11=1,d12=1,d21=1,d22=1;LedDown=1;LedUp=1;void XiaJiang()/驅(qū)動(dòng)電機(jī)下降函數(shù) int i;t=10;LedDown=0;LedUp=1;for(i=0;i<10;i+)d11=0,d12=0,d21=0,d22=1;delay(5);d11=0,d12=0,d21=1,d22=1;delay(5);d11=0,d12=0,d21=1,d22=0;delay(5)

14、;d11=0,d12=1,d21=1,d22=0;delay(5);d11=0,d12=1,d21=0,d22=0;delay(5);d11=1,d12=1,d21=0,d22=0;delay(5);d11=1,d12=0,d21=0,d22=0;delay(5);d11=1,d12=0,d21=0,d22=1;delay(5);t=0;/d11=1,d12=1,d21=1,d22=1;LedDown=1;LedUp=1;void Go() /電梯內(nèi)部按鍵響應(yīng)程序char temp;if(KeyValue!=KeyValueOld)KeyValueOld=KeyValue;temp=NowFl

15、oor-KeyValue;if(t=0)if(temp>0) /電梯執(zhí)行上升 while(temp>0)ShangSheng();Num+;if(GoFloorNum!=0)if(GoFloorNum&0x01)+(GoFloorNum&0x04)>0);temp-;SBUF=play-NowFloor;while(!TI);TI=0;NowFloor=KeyValue;if(temp<0) /電梯執(zhí)行下降while(temp<0)XiaJiang();temp+;SBUF=play+NowFloor;while(!TI);TI=0;NowFloo

16、r=KeyValue; /此電梯功能只適合一個(gè)人乘車 多人程序還沒(méi)有實(shí)現(xiàn) /*else /多人乘坐電梯處理部分KeyValue=GoFloori;temp=NowFloor-KeyValue;if(tt=11)if(temp>0)while(temp>0)ShangSheng();temp-NowFloor=KeyValue;else if(t=10)if(temp<0) /電梯執(zhí)行下降while(temp<0)XiaJiang();temp+NowFloor=KeyValue; */void OutKey() /外部按鍵響應(yīng)程序char temp;if(KeyValu

17、eO!=KeyValueOOld)/按鍵是否按下KeyValueOOld=KeyValueO;temp=NowFloor-KeyValueO;if(t=0) if(temp>0) /電梯執(zhí)行上升while(temp>0)ShangSheng();temp-;SBUF=play-NowFloor;while(!TI);TI=0;NowFloor=KeyValueO;if(temp<0) /電梯執(zhí)行下降while(temp<0)XiaJiang();temp+;SBUF=play+NowFloor;while(!TI);TI=0;NowFloor=KeyValueO; vo

18、id DianTiKey() /電梯按鍵掃描函數(shù)switch(P0)case 0x01:KeyValue=1;GoFloor0|=4;break;case 0x02:KeyValue=2;GoFloor1|=4;break;case 0x04:KeyValue=3;GoFloor2|=4;break;case 0x08:KeyValue=4;GoFloor3|=4;break;case 0x10:KeyValue=5;GoFloor4|=4;break;case 0x20:KeyValue=6;GoFloor5|=4;break;case 0x40:break;case 0x80:break;

19、if(t=0) switch(P2) /上升按鍵掃描case 0x01:GoFloor0|=1;KeyValueO=1;break;/1樓呼叫上升case 0x02:GoFloor1|=1;KeyValueO=2;break;/2樓呼叫上升case 0x04:GoFloor2|=1;KeyValueO=3;break;/3樓呼叫上升case 0x08:GoFloor3|=1;KeyValueO=4;break;/4樓呼叫上升case 0x10:GoFloor4|=1;KeyValueO=5;break;/5樓呼叫上升 case 0x20:GoFloor0|=2;KeyValueO=2;brea

20、k;/2樓呼叫下降case 0x40:GoFloor1|=2;KeyValueO=3;break;/3樓呼叫下降case 0x80:GoFloor2|=2;KeyValueO=4;break;/4樓呼叫下降 if(!down6)GoFloor4|=2; /6樓呼叫下降KeyValueO=6;if(!down5) /5樓呼叫下降GoFloor3|=2; KeyValueO=5;else if(t=11) /電梯在上升時(shí)響應(yīng)上升呼叫switch(P2) /上升按鍵掃描case 0x01:GoFloor0|=1;KeyValueO=1;break;/1樓呼叫上升case 0x02:GoFloor1|=1;KeyValueO=2;break;/2樓呼叫上升case 0x04:GoFloor2|=1;KeyValueO=3;break;/3樓呼叫上升case 0x08:GoFloor3|=1;KeyValueO=4;break;/4樓呼叫上升case 0x10:GoFloor4|=1;KeyValueO=5;bre