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文檔簡(jiǎn)介
1、單片機(jī)原理與應(yīng)用(yngyng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(bogo)(論文)基于單片機(jī)控制(kngzh)的電梯控制器專業(yè)班級(jí):_電子113_姓名:_*_時(shí) 間:_2014/11/29_指導(dǎo)教師:_*_2014年 11月29日基于(jy)單片機(jī)控制的電梯控制器設(shè)計(jì)(shj)要求(一)基本功能顯示: 本設(shè)計(jì)要求(yoqi)實(shí)現(xiàn)6層控制,實(shí)時(shí)顯示電梯所在樓層號(hào)位置升降控制:采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī),利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)電梯的升降。具備不可逆響應(yīng)的功能: 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效。 (二)擴(kuò)展功能1可增加人性化的按鍵語(yǔ)音服務(wù)功能2可增加遙控或感應(yīng)操作功能二計(jì)劃完成時(shí)間
2、三周1第一周完成軟件和硬件的整體設(shè)計(jì),同時(shí)按要求上交設(shè)計(jì)報(bào)告一份。2第二周完成軟件的具體設(shè)計(jì)和硬件的制作。3第三周完成軟件和硬件的聯(lián)合調(diào)試。目錄(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc373523066 基于(jy)單片機(jī)控制的電梯控制器 PAGEREF _Toc373523066 h 3 HYPERLINK l _Toc373523067 摘要(zhiyo): PAGEREF _Toc373523067 h 3 HYPERLINK l _Toc373523068 關(guān)鍵詞: PAGEREF _Toc373523068 h 3 HYPERLINK l _Toc3
3、73523069 引言 PAGEREF _Toc373523069 h 3 HYPERLINK l _Toc373523070 1.整體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc373523070 h 3 HYPERLINK l _Toc373523071 1.1設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc373523071 h 3 HYPERLINK l _Toc373523072 1.2設(shè)計(jì)框圖 PAGEREF _Toc373523072 h 4 HYPERLINK l _Toc373523073 2.設(shè)計(jì)原理分析 PAGEREF _Toc373523073 h 5 HYPERLINK l _Toc3735
4、23074 2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc373523074 h 5 HYPERLINK l _Toc373523075 2.2控制電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc373523075 h 5 HYPERLINK l _Toc373523076 2.2.1 鍵盤矩陣控制電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc373523076 h 5 HYPERLINK l _Toc373523077 2.2.2電機(jī)正反轉(zhuǎn)及開關(guān)門顯示電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc373523077 h 7 HYPERLINK l _Toc373523078 2.2.3樓層顯示控制電路 PAG
5、EREF _Toc373523078 h 7 HYPERLINK l _Toc373523079 3.結(jié)束語(yǔ) PAGEREF _Toc373523079 h 8 HYPERLINK l _Toc373523080 4.參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc373523080 h 8 HYPERLINK l _Toc373523081 附錄一:電路總原理圖 PAGEREF _Toc373523081 h 9 HYPERLINK l _Toc373523082 附錄二: PCB板 PAGEREF _Toc373523082 h 9 HYPERLINK l _Toc373523083 附錄三:程序清單
6、PAGEREF _Toc373523083 h 10基于(jy)單片機(jī)控制的電梯控制器電子(dinz)113 *摘要(zhiyo):?jiǎn)纹瑱C(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)(Single-Chip Microcomputer),是集CPU ,RAM ,ROM ,定時(shí),計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。其中51單片機(jī)是各種單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種,廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域.電梯是集機(jī)械原理應(yīng)用、電氣控制技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)分支于一體的機(jī)電設(shè)備,它是建筑中的永久垂直交通工具。本設(shè)計(jì)選擇ATM8952為核心控制元件,設(shè)計(jì)了一個(gè)六層電梯系統(tǒng),使用C語(yǔ)言進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)運(yùn)送乘客到任意樓層,并且顯示
7、電梯的樓層和上下行。利用單片機(jī)控制電梯有成本低,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)。關(guān)鍵詞:?jiǎn)纹瑱C(jī),電梯,控制引言隨著現(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)模越來越大,樓層也越來越高,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
8、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)。整體(zhngt)設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)(shj)思路如果每個(gè)選層按鈕都采用獨(dú)立的按鍵設(shè)置,可以很大程度上簡(jiǎn)化掃描按鍵程序,采集信號(hào)也容易得多,但是由于單片機(jī)接口(ji ku)有限,模擬電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)所需按鍵較多,如此會(huì)有接口不足的問題,所以本設(shè)計(jì)采用了44矩陣按鍵實(shí)現(xiàn)電梯內(nèi)部六個(gè)選層按鈕和電梯外十個(gè)上下行按鈕,正好十六個(gè)按鈕。出于同樣問題,顯示樓層電路采用74LS245芯片驅(qū)動(dòng)。為了更接近實(shí)際的電梯控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)中還應(yīng)該添加電梯外上下行請(qǐng)求顯示,可用十個(gè)發(fā)光二極管表示
9、請(qǐng)求按鍵是否按下,有則亮,無則暗??紤]單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力有限,必須得使用驅(qū)動(dòng)單元來驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管,可以采用三極管驅(qū)動(dòng)電路,但是由于要驅(qū)動(dòng)的發(fā)光管較多,采用74LS245芯片作為驅(qū)動(dòng)比較顯示且硬件電路又美觀整潔。軟件方面至于采用中斷方式還是采用查詢的方式來檢測(cè)用戶的請(qǐng)求信息,本人習(xí)慣使用查詢方式,所以就采用了查詢的方式。要想準(zhǔn)確地采集按鍵請(qǐng)求狀態(tài),就必須時(shí)時(shí)刻刻調(diào)用鍵盤矩陣掃描程序,也就增加了軟件編程的難度。本設(shè)計(jì)采用ATM89C52單片機(jī)作為核心,配以適當(dāng)接口作為輸入輸出通道。采用44按鍵矩陣開關(guān)電路作為外呼內(nèi)選呼叫控制。實(shí)際電梯控制系統(tǒng)每層裝有一個(gè)傳感器,從而判斷車廂所在位置,本模型由六個(gè)獨(dú)立
10、按鍵作為樓層到達(dá)信號(hào)傳輸給單片機(jī),而后通過74LS245驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示樓層數(shù)。當(dāng)電梯到達(dá)所選層,電梯開門延時(shí)等待進(jìn)人并選層,然后延時(shí)關(guān)門執(zhí)行請(qǐng)求,若無請(qǐng)求則停在本層等待請(qǐng)求。軟件部分使用匯編語(yǔ)言,利用查詢方式來檢測(cè)用戶請(qǐng)求的按鍵信息,采用74LS245芯片驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。1.2設(shè)計(jì)框圖此電路方框圖如圖3所示,電路由復(fù)位電路復(fù)位后,通過軟件設(shè)置顯示電路顯示1,樓層感應(yīng)電路立即把電梯所在樓層通過ATM89C52通過顯示電路顯示出來;如有操作者在廂外呼叫,由外呼叫電路把信號(hào)輸入ATM89C52,當(dāng)車廂來到呼叫層(由樓層感應(yīng)電路判斷,電機(jī)控制電路控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)),則打開電梯門,人進(jìn)入后關(guān)門。操作者通過
11、選層電路把目的層告知ATM89C52,控制電機(jī)把操作者送至目的層。系統(tǒng)等待下次呼叫。系統(tǒng)的正常工作由時(shí)鐘電路來保證。顯示電路實(shí)時(shí)顯示電梯所在的樓層位置。圖1 總體設(shè)計(jì)框圖(kungt)設(shè)計(jì)原理(yunl)分析2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)(xtng)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)此電路組要是復(fù)位電路和時(shí)鐘電路兩部分,其中復(fù)位電路采用按鍵手動(dòng)復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位組合,電路如圖2(左)所示:其中9 腳為單片機(jī)的復(fù)位端。時(shí)鐘電路如圖4(右)所示:晶振采用的是12MHZ的,XATL2和XATL1分別為單片機(jī)的18和19腳。圖2 最小系統(tǒng)電路復(fù)位電路雖然簡(jiǎn)單,但其作用非常重要。一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能否(nn fu)正常運(yùn)行,首先要檢查是
12、否能復(fù)位成功。初步檢查可用于示波器探頭監(jiān)視RST引腳,按下復(fù)位鍵,觀察是否有足夠幅度的波形輸出(瞬時(shí)的),還可以通過改變復(fù)位電路阻容值進(jìn)行試驗(yàn)。本復(fù)位電路采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位組合。上電自動(dòng)復(fù)位是在加電瞬間電容通過充電來實(shí)現(xiàn)的,在通電瞬間,電容C3通過R1K電阻充電,RST端出現(xiàn)正脈沖,用以復(fù)位。只要電源Vcc的上升時(shí)間不超過1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位,即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。手動(dòng)復(fù)位是通過按下S后,通過電阻R1直接給服務(wù)端一個(gè)高電平使之復(fù)位。編程初始化設(shè)置數(shù)碼管顯示為1,并且等待樓層模擬傳感器讀取數(shù)據(jù)。2.2控制電路的設(shè)計(jì)(shj)2.2.1 鍵盤矩陣(j zhn)控制電
13、路的設(shè)計(jì)由于本電路所需按鍵較多為了節(jié)省單片機(jī)的I/O口,故選用行列式鍵盤矩陣。本電路采用的是44鍵盤矩陣。電路如圖5所示,P1.0-P1.7是接單片機(jī)的P1 端口矩陣鍵盤的鍵號(hào)由行號(hào)及列號(hào)組成(行號(hào)從上到下依次為0、1、2、3,列號(hào)從左至右依次為0、1、2、3,如第一行的鍵號(hào)分別為00、01、02、03),單片機(jī)采用行和列掃描法來判別這16個(gè)按鍵中哪個(gè)鍵按下,并將其標(biāo)號(hào)讀入累加器A 里面,然后可根據(jù)每個(gè)按鍵的功能來通過單片機(jī)控制電梯的運(yùn)行。下面將每個(gè)按鍵的功能說明一下:圖3 矩陣(j zhn)鍵盤電路圖S1: 一樓向上呼叫按鍵,此鍵按下表示一樓有人要乘坐電梯上樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元
14、,等到(dngdo)電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S2: 二樓向上呼叫按鍵,此鍵按下表示二樓有人要乘坐電梯(dint)上樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S3:二樓向下呼叫按鍵,此鍵按下表示二樓有人要乘坐電梯下樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S4: 三樓向上呼叫按鍵,此鍵按下表示三樓有人要乘坐電梯上樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S5:三樓向下呼叫按鍵,此鍵按下表示三樓有人要乘坐電梯下樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判
15、斷是否該響應(yīng)此呼叫;S6:四樓向上呼叫按鍵,此按鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯上樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S7:四樓向下呼叫按鍵,此按鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯下樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S8:五樓向上呼叫按鍵,此鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯上樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S9: 五樓向下呼叫按鍵,此按鍵按下表示五樓有人要乘坐電梯下樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S10:六樓向上呼叫按鍵,此
16、按鍵按下表示有人要乘坐電梯下樓,并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元,等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫;S11:電梯內(nèi)部選擇去一樓按鍵,此按鍵按下表示電梯里的乘客要去一樓,單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯的運(yùn)行;S12:電梯內(nèi)部選擇去二樓按鍵,此按鍵按下表示電梯里的乘客要去二樓,單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行;S13:電梯內(nèi)部選擇去三樓按鍵,此按鍵按下表示電梯里的乘客要去三樓,單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行;S14:電梯內(nèi)部選擇去四樓按鍵,此按鍵按下表示電梯里的乘客要去四樓,單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行;S15:電梯內(nèi)部選擇去五樓按鍵,此按鍵按下表示電梯里的乘客要去五樓,單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行;
17、S16:電梯內(nèi)部選擇去六樓按鍵,此按鍵按下表示電梯里的乘客要去六樓,單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行;電機(jī)正反轉(zhuǎn)(fn zhun)及開關(guān)門顯示電路的設(shè)計(jì)在實(shí)際中,帶動(dòng)電梯上下的電機(jī)必須用三相電機(jī),在設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)方便,用LED燈來表示,若電梯處于上升狀態(tài),則對(duì)應(yīng)的紅色LED(L1)燈亮,當(dāng)?shù)竭_(dá)目的層之后,則LED燈滅,同樣,當(dāng)電梯處于下降(xijing)狀態(tài)時(shí)綠色的LED(L2)燈亮,其他的一樣。如圖4所示,在AT89S51的P0.0、P0.1、P0.2口驅(qū)動(dòng)發(fā)光管,當(dāng)對(duì)應(yīng)口為低電平時(shí),三極管都導(dǎo)通。如果P0.0為低電平時(shí),發(fā)光管L2燈亮,表示電機(jī)正轉(zhuǎn),電梯處于上升狀態(tài);同樣當(dāng)P0.1為低電平,電
18、機(jī)反轉(zhuǎn),電梯則下降。但如果電機(jī)運(yùn)行,兩個(gè)端口必須只有一個(gè)為低電平,當(dāng)P0.2為電平時(shí),L3亮,表示電梯停止,并且開門,滅表示關(guān)門。這由軟件設(shè)置來保證。圖 4 電機(jī)正反轉(zhuǎn)(fn zhun)顯示電路樓層顯示控制電路本電路采用一個(gè)8為數(shù)碼管顯示,樓層信號(hào)由單片機(jī)P2.0P2.7擔(dān)任,送給驅(qū)動(dòng)74LS245。當(dāng)電梯到達(dá)指定樓層時(shí),輸出相應(yīng)的BCD碼,再由74LS48解碼送給共陽(yáng)八段數(shù)碼管,從而顯示正確的樓層。如圖5。圖5 樓層顯示電路3.結(jié)束語(yǔ)通過這次單片機(jī)實(shí)習(xí),使我在各方面都有了很大的提高。我對(duì)以前的不懂知識(shí)進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)和新的學(xué)習(xí),通過三周的實(shí)習(xí),使我受益匪淺。自從學(xué)習(xí)了單片機(jī)這門課程,我才覺得
19、自己真正學(xué)到了一門實(shí)用的專業(yè)課,提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和對(duì)編程的應(yīng)用能力。這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來說可謂通機(jī)會(huì)難得,我也的確認(rèn)真的對(duì)待(dudi)了設(shè)計(jì)過程中的每一個(gè)問題。通過此次課程設(shè)計(jì),我的的確確在軟件和硬件結(jié)合應(yīng)用當(dāng)中夯實(shí)了一次。4.參考文獻(xiàn)1 張毅剛,彭喜元.單片機(jī)原理(yunl)與應(yīng)用設(shè)計(jì)【M】.北京:電子工業(yè)出版社,2008 .4 2 張大明(d mn).單片機(jī)微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)【M】.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.43 房小翠,王金風(fēng).單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)【M】.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1999.64 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京:北京航空航天出版社,2005.105 李廣弟.單
20、片機(jī)基礎(chǔ)北京.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1997.76 曹巧媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用.大連.大連理工大學(xué)出版社,1996.57 樓然苗.51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例v北京航空航天出版社, 2003.38 葉挺秀.應(yīng)用電子學(xué).杭州:浙江大學(xué)出版社,19949 朱承高.電工及電子技術(shù)手冊(cè).北京:高等教育出版社,1990附錄(fl)一:電路總原理圖附錄(fl)二: PCB板附錄(fl)三:程序清單ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP Z1ORG 0013HAJMP Z2ORG 0030HMAIN: SETB EASETB EX0SETB EX1CLR IT0CLR IT1MOV
21、 TMOD,#01HSETB TR0MOV 40H,#00HMOV 41H,#00HMOV 42H,#00HMOV 43H,#00HMOV 44H,#00HMOV 50H,#00HMOV 51H,#00HMOV 52H,#00HMOV 53H,#00HMOV 54H,#00HMOV 64H,#00HMOV 65H,#00HMOV 66H,#00HMOV 67H,#00HMOV 71H,#00HMOV 72H,#00HMOV 73H,#00HMOV 74H,#00HSTART:MOV P0,#03H MOV P2,#0F9HM1: LCALL KEY MOV A,35H CJNE A,#0BH,
22、M2 MOV 40H,A MOV 35H,#00H AJMP U1M2: MOV A,36H CJNE A,#0CH,M3 MOV 41H,A MOV 36H,#00H AJMP U1M3: MOV A,37H CJNE A,#0DH,M4 MOV 42H,A MOV 37,#00H AJMP U1M4: MOV A,38H CJNE A,#0EH,M5 MOV 43H,A MOV 38,#00H AJMP U1M5: MOV A,39H CJNE A,#0FH,M1 MOV 44H,A MOV 39,#00H AJMP U1U1: MOV P0,#06H MOV P2,#79HLCALL D
23、EY3SHU2:MOV A,30H CJNE A,#01H,HU3 MOV 50H,A MOV 30H,#00HHU3:MOV A,31H CJNE A,#02H,HU4 MOV 51H,A MOV 31H,#00HHU4:MOV A,32H CJNE A,#03H,HU5 MOV 52H,A MOV 32H,#00HHU5:MOV A,33H CJNE A,#04H,HU6 MOV 53H,A MOV 33H,#00HHU6:MOV A,34H CJNE A,#05H,B1 MOV 54H,A MOV 34H,#00HB1:MOV P2,#0A4HMOV A,50HCJNE A,#01H,K
24、1AJMP KM1K1:MOV A,40H CJNE A,#0BH,U2KM1: MOV P0,#03HLCALL DEY5SU2:MOV P0,#06H MOV P2,#24HLCALL DEY3SMOV A,31HCJNE A,#02H,HU44MOV 51H,AMOV 31H,#00HHU44:MOV A,32H CJNE A,#03H,HU55 MOV 52H,A MOV 32H,#00HHU55:MOV A,33H CJNE A,#04H,HU66 MOV 53H,A MOV 33H,#00HHU66:MOV A,34H CJNE A,#05H,B22 MOV 54H,A MOV 3
25、4H,#00HB22:MOV P2,#0B0HMOV A,51HCJNE A,#02H,K2AJMP KM2K2:MOV A,41H CJNE A,#0CH,HUX2 AJMP KM2HUX2:MOV A,36H CJNE A,#0CH,U3 MOV 36H,#00H AJMP KM2KM2:MOV P0,#03HLCALL DEY5SU3:MOV P0,#06H MOV P2,#30HLCALL DEY3SMOV A,32HCJNE A,#03H,HU555MOV 52H,AMOV 32H,#00HHU555:MOV A,33H CJNE A,#04H,HU666 MOV 53H,A MOV
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