說明07電信定稿版

1、目錄摘要IIIAbstractIV第一章緒論1研究意義1研究現(xiàn)狀21.11.21.2.11.2.21.2.31.2.4電梯驅(qū)動技術(shù)方面2VVVF 無齒輪驅(qū)動控制系統(tǒng)發(fā)展2電梯運(yùn)行速度方面2曳引機(jī)技術(shù)方面21.3第二章研究內(nèi)容3設(shè)計方案52.1 AT89C51 單片機(jī)簡介52.22.32.4第三章LED 簡介8電梯自動控制系統(tǒng)運(yùn)行簡介8電梯自動控制系統(tǒng)的主. 8設(shè)計實(shí)現(xiàn)10硬件設(shè)計103.13.1.13.1.23.1.33.1.5各樓層電梯間電路10電梯內(nèi)電路11控制臺電路12電路板PCB 圖14設(shè)計15簡易控制方案15控制邏輯流程圖16說明163.23.2.13.2.23.2.33.3軟硬件系

2、統(tǒng)的調(diào)試173.3.13.3.2調(diào)試17硬件調(diào)試18第四章 總結(jié)與展望19參考文獻(xiàn)20附錄21二23附錄致謝27電梯自動控制系統(tǒng)設(shè)計摘要本主要介紹的是電梯自動控制系統(tǒng)的模型，隨著時代的變遷社會的進(jìn)步,電梯已經(jīng)成為生活中很方便的一種工具，它為的生活方式帶來了巨大的改變。本設(shè)計通過一款簡單的電梯系統(tǒng)，進(jìn)一步了解電梯的運(yùn)行方式以及熟悉單片機(jī)的控制應(yīng)用。在本設(shè)計中，通過對AT89C51的使用，以及使用LCD與LED作為顯示系統(tǒng)，通過單片機(jī)控制設(shè)備。在程序設(shè)計思路方面，是以日常生活中的電梯為參考對象。程序完成控制單片機(jī)信息，調(diào)度運(yùn)算，再到運(yùn)行的顯示。硬件部分使用的是單片機(jī)及電路組成高度為四層樓的電梯控制

3、系統(tǒng)。單片機(jī)、電阻R51、R52和按鍵RESET上電復(fù)位和手動復(fù)位電路。部分采用了兩種控制方案,簡易控制方案只是簡單的電梯上升下降,在各樓層短暫停留。而進(jìn)一步控制方案則考慮各樓層的信號請求，以完成各樓層的升降控制。該系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定，操作簡單，體積小，性價比高等優(yōu)點(diǎn)，能夠簡單實(shí)時有效的控制電梯系統(tǒng)的正常運(yùn)行。關(guān)鍵字：無線通信；單片機(jī)；LED 顯示器The Elevator Control System MAbstractThis pr mainlyroduthe mof elevator control system, with changes ine in our lives is a co

4、nvenient tool, it is ourthe era of sol progress, elevators haveway of life have brought tremendous changes. This design through a simple elevator systemto learn more about how the elevator runs and familiar with the monolithicegrated circuitcontrol application.his design, through the use of AT89C51

5、chip, and the use of LCD andLED display system by single chipputer controlling peripheral devi.erms ofprogram design, is the lift in daily life as a reference object. Program complete control singlechip collecting information, dispatch operation, then to run the show. Hardware we are using a microco

6、ntroller and peripheral circuit height of four-story elevator control system.Monolithicegrated circuit,R51, R52, and press the RESET form theer-onreset and manual reset circuit. Software uses two types of control schemes, Elevator rise fall of simple control simply, in short stay on each floor. Whil

7、e the programme for the further control considering signal on each floor, to complete the lifting of controls on each floor. The system has a stable, simple, small, cost-effective high, normal operation of a simple andeffective control of the lift system in real time.Keywords: The elevator, AT89C51,

8、 total cathode digital tube, CD4511 decoder, leds第一章緒論1.1研究意義據(jù)國外有關(guān)資料介紹，公元前 2800 年在古代埃及,為了建筑當(dāng)時的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動的升降機(jī)械。公元 1765 年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)之后，1858 年研制出以蒸汽為動力，并通過皮帶轉(zhuǎn)動和蝸輪裝置驅(qū)動的電梯；1878 年英國的郎發(fā)明了水壓梯，并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯；后來又出現(xiàn)了采用泵和控制閥以及直接式和側(cè)式結(jié)構(gòu)的梯，這種掖壓梯至今仍為人們所采用。但是梯得以興盛發(fā)展的原因在于采用了電力作為動力來源，在 20 世紀(jì)初，奧梯斯電梯公司首先使用直流電作為動力，生產(chǎn)出以

9、槽輪式驅(qū)動的直流電梯，從而為今天的高速度，高行程電梯的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，20 世紀(jì) 30 年代紐約市的 102 層摩天大樓建成，美國奧梯斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了 74 臺速度為 6.0MS 的電梯， 從此以后，電梯這個產(chǎn)品，一直在日新月異的發(fā)展著。目前電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多,自動化強(qiáng)，而且安全可靠，乘坐舒服，近幾年來，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，微處理機(jī)和電子計算機(jī)已成功的應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去，采用無觸點(diǎn)元件的電梯電氣控制系統(tǒng)已開始批量生產(chǎn)。伴隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活水平的提高和節(jié)約用地的倡導(dǎo)，越來越多的建筑的興建而開始發(fā)展起來的一種垂直工具1，使人們的高樓聳立，電梯是隨生活和

10、工作受到很大的影響，垂直也隨之出現(xiàn)，人們迫切需要一套安全、快捷、高效、穩(wěn)定的電梯控制系統(tǒng)。電梯控制模型的設(shè)計主要涉及數(shù)電、模電、單片機(jī)及接術(shù)、C51 的編程等知識，可謂知識面含量非常廣，但因現(xiàn)代的微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和微控制器技術(shù)等的飛速發(fā)展，讓做出應(yīng)用型的電梯已成為可能。目前各小區(qū)居民樓都已經(jīng)安裝上了快捷、方便的電梯系統(tǒng)，但某些方面如安全性和穩(wěn)定性還有待提高，用戶也給出了更高的要求。基于單片機(jī)電梯控制系統(tǒng)主要的技術(shù)在于單片機(jī)的應(yīng)用。單片機(jī)又名微控制器（Embedded Microcontroller），明顯的優(yōu)勢就是可以嵌入到各種儀器、設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)的是對象的智能化控制，這一點(diǎn)是巨型機(jī)和網(wǎng)絡(luò)

11、不可能做到的。其目前的發(fā)展趨勢主要是 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。開發(fā)此系統(tǒng)可以方便用戶自行輸入所要到達(dá)的樓層，顯示當(dāng)前載重量以確保安全，以及顯示電梯當(dāng)前到達(dá)層數(shù)等功能，這樣可以大大提高其工作效率，徹底的脫離電梯操作工的模式，更主要的是為電子技術(shù)融入到計算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域提供一種新思路，為單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用提供更廣闊的空間，為開發(fā)更科學(xué)的電梯控制系統(tǒng)提供參考。1.2研究現(xiàn)狀1.2.1電梯驅(qū)動技術(shù)方面(1)如今電梯拖動設(shè)計大多數(shù)是采用的電梯拖動異步電結(jié)合的電梯拖動變頻器進(jìn)行設(shè)計，交流變壓變頻調(diào)速（vvvf）控制技術(shù)，而且其控制型式逐漸由 GTR發(fā)展，使

12、其控制性能更為完善和提高2。向 GTR 和(2)取直線電機(jī)驅(qū)動，使電梯的驅(qū)動方式取得根本性的突破。1.2.2VVVF 無齒輪驅(qū)動控制系統(tǒng)發(fā)展(1)應(yīng)用微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，使系統(tǒng)的可靠性更高，功能處理更為靈活。(2)采用表面貼裝技術(shù)，使用大規(guī)模 ASIC 電路，以縮小印板的面積年并提高電子電路的可靠性。(3)電梯群控系統(tǒng)的調(diào)配應(yīng)用模糊邏輯和系統(tǒng)，以提高群控系統(tǒng)的效率和精度。(4)采用智能化功率模塊，電梯的智能化控制系統(tǒng)。(5)采用數(shù) CPU，增強(qiáng)電梯信號的處理功能，加快信號處理速度。(6)不斷增加和擴(kuò)展電梯的各種選擇功能。目前可供選用的電梯功能已達(dá)到 60 到70 多種之多，這了電梯轎廂造型色調(diào)的

13、多樣化、藝術(shù)化和個性化，并于建筑物和諧的融為一體。1.2.3電梯運(yùn)行速度方面隨著建筑物的化和電梯基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展，電梯運(yùn)行速度逐漸向高速化發(fā)展，目前世界電梯的最高速已達(dá) 12.5m/s，由三菱研制和推向市場，并裝于國內(nèi)投入使用，目前國內(nèi)電梯的速度控制方式多以時間方式或者基于增量式編來運(yùn)行控制運(yùn)行速度3。1.2.4曳引機(jī)技術(shù)方面的相對距離方式電梯曳引控制的主要目的是使轎廂運(yùn)行速度盡量好地理想速度，提高乘客乘坐的舒適性和運(yùn)行效率，同時降低功耗4。對有齒輪曳引機(jī)由傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿傳動逐漸向行星式齒輪轉(zhuǎn)動發(fā)展之勢，這有利于縮小曳引機(jī)體積及提高承載能力和傳動效率，而且可使其向高速化發(fā)展。我國電梯事業(yè)起步計較晚

14、、起點(diǎn)低，因此開發(fā)自己的高性能電梯控制系統(tǒng)，使我國行業(yè)立足于國內(nèi)，世界顯得尤為重要5。我國國產(chǎn)電梯多為繼電器和 PLC 控制方式，PLC 是一種用于工業(yè)自動化控制的計算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計算機(jī)控制方式。PLC與普通微機(jī)一樣，以通用或CPU 作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道(字)的運(yùn)算和數(shù)據(jù)，另外還有位處理器(處理器)，進(jìn)行點(diǎn)(位)運(yùn)算與控制。PLC 控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以電梯自動控制系統(tǒng)的發(fā)展也注重行質(zhì)量提高與功能完善的同時，也朝著環(huán)保，人性化和智能化的方向發(fā)展6，本次設(shè)計由 PLC 控制方式來實(shí)現(xiàn)，研究、分析電梯的邏輯關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制。1.3研究內(nèi)容本設(shè)計是基

15、于單片機(jī)設(shè)計，能控制電梯按照顧客的要求自動上下樓層。主要任務(wù)要實(shí)現(xiàn)如下功能：以一個四層電梯系統(tǒng)為模板進(jìn)行設(shè)計（1,2,3,4 樓四個樓層）。1、共有 4 個電梯處設(shè)有上下請求開關(guān)，電梯內(nèi)安裝乘客所需到達(dá)層次的樓層開關(guān)。2、設(shè)有電梯所處位置指示的裝置及電梯運(yùn)行模式（上升或下降）指示裝置；3、電梯每 2 秒升（降）一層樓。4、電梯到達(dá)有停站請求的樓層后，經(jīng)過 2s 電梯門打開，開門指示燈亮，開門 5s后，電梯門自動關(guān)閉（開門指示燈滅），電梯繼續(xù)運(yùn)行，直至執(zhí)行完最后一個請求信號后停在當(dāng)前層7。5、能依次電梯內(nèi)外同上或同下（同時只進(jìn)行一項）的所有請求信號，并按照電梯運(yùn)行規(guī)則響應(yīng)，每個請求信號保留至執(zhí)行

16、完成后消除。6、電梯運(yùn)行規(guī)則：當(dāng)電梯處于上升模式時，只響應(yīng)比電梯所在位置高的上樓請求信號，由下而上逐個執(zhí)行，直到最后一個上樓請求執(zhí)行完畢，更有下樓請求，則直接升到有下樓請求的最高樓接客，然后便進(jìn)入下降模式。當(dāng)電梯處于下降模式時，則于上升模式相反。7、電梯初始狀態(tài)為一層開門。下面是幾種典型模塊的設(shè)計描述：1、廳門呼梯登記顯示模塊：當(dāng)有人按下樓層控制面板的按鈕，信號就會被登記，相應(yīng)的燈就點(diǎn)亮。同理，當(dāng)乘客按下梯轎箱內(nèi)的一個按鈕，信號也會被登記，與之相應(yīng)的燈也會點(diǎn)亮。2、呼叫的集選：如果在某一層有一個呼叫，相應(yīng)樓層的停止信號將被輸出，當(dāng)電梯被驅(qū)動器運(yùn)行時，廳門呼梯將無法實(shí)現(xiàn)，電梯無法漏過乘客要下的任

17、何一層。3、呼叫取消：這個模塊使電梯能相應(yīng)與轎廂運(yùn)動方向相同的廳門呼梯指令，當(dāng)廳門呼梯已經(jīng)得到相應(yīng)，它的登記將被取消。4、電梯的方向：電梯可能向上或者向下運(yùn)動，取決與廳門呼梯和轎廂指令。5、電梯的樓層停止：驅(qū)動器傳送樓層停止信號后，電梯將會停止。第二章設(shè)計方案根據(jù)單片機(jī)單片機(jī)有著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、性能價格比高、易于推廣應(yīng)用等配以不同的電路去適應(yīng)各種不同的應(yīng)用8通常情顯著優(yōu)點(diǎn)，是以一種單片機(jī)況，在自動化裝置、智能儀器儀表、過程控制、通信、家用電器等許多領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用，所以采用 AT89C51 單片機(jī)及電路組成高度為四層樓的電梯控制系統(tǒng)。電梯內(nèi)電路由 FS1、FS2、FS3 和 FS

18、4 四個發(fā)光二極管作為指示燈來顯示出所在的具體樓層，電梯目標(biāo)樓層通過按鍵選擇輸入9。2.1 AT89C51 單片機(jī)簡介本采用 AT89C51 單片機(jī)及電路組成高度為四層樓的電梯控制系統(tǒng)。AT89C51是一種低功耗高性時已具有三級程序器的性能。在眾多的 51 系列單片機(jī)中，要算 atmei 公司的 AT89C51 更實(shí)用，因為它不僅和mcu_51 系列單片機(jī)指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的 4k 程序器是 flash 工藝的，這種下藝的器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。所以說這種單片機(jī)對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機(jī)的程序還可以加密，這又很好地保護(hù)了所有者的勞動成果。1、管

19、腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)上拉電阻的8位

20、雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序器或16位地址外部數(shù)據(jù)器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被上拉為，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出

21、電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳，備選功能。P3.0RXD（串行輸）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/0（外部中斷0）P3.3/1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的時間。ALE/PROG：當(dāng)外部器時，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，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率

22、為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE，置位無效。/PSEN：外部程序器的選通信號。在由外部程序器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在外部數(shù)據(jù)器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA 保持低電平時，則在此期間外部程序器（0000H-FH），不管是否有程序器。注意1 時，/EA 將鎖定為 RESET；當(dāng)/EA

23、 端保持時，此間程序器。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 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。單片機(jī)的基本組成如圖2.1所示：時鐘工作電路的輸入圖 2.1 AT89C51 單片機(jī)的基本組成下面簡明各部分組成。處理器單片機(jī)的處理器是單片機(jī)的，完成運(yùn)算和控制操作，處理器主要包括運(yùn)算器和控制器兩部分。器單片機(jī)的器分為程序器和數(shù)據(jù)器。接口電路CPU 與外部設(shè)備的信息交換都是通過接口電路來進(jìn)行。AT89C51 單片機(jī)的接口路主要包括：4 個可編程并行 I/O 口，1 個可編程串行口，2 個 16 位的可編程定時器以及中斷系統(tǒng)等。時鐘

24、振蕩電路時鐘振蕩電路是 CPU 所需要的各種定時控制信號的必備單元。CPU 只有在時序信號和控制信號的協(xié)調(diào)下工作，才能執(zhí)行各種指令。2.2LED 簡介LED 是英文 light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場發(fā)光。它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)芯線的作用，所以 LED 的抗震性能好。50 年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識，第一個二極管產(chǎn)生于 1960 年。發(fā)光二極管的部分是由p 型半導(dǎo)體和 n 型半

25、導(dǎo)體組成的晶片，在 p 型半導(dǎo)體和n 型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為 p-n 結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED，LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分10。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從 LED 陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。2.3電梯自動控制系統(tǒng)運(yùn)行簡介電梯模型上電后，電梯的起始位置為

26、一樓，等待控制臺 Start 按鍵按下，數(shù)碼管顯示“1”。當(dāng) Start 按鍵按下后，電梯開始向上運(yùn)動，控制臺的上升指示燈 UP 亮。2s 后到達(dá)二樓，數(shù)碼管顯示“2”并在二樓停留 5s，然后繼續(xù)上升。每層樓停留 5s，直到四樓。在四樓停留 5s 后開始下降，控制臺的指示燈 DOWN 亮。每層樓停 5s，直到一樓。然后重復(fù)上述過程。如果在一個上下循環(huán)中按下過 Stop 鍵,電梯下降到一樓后停止工作。直到再次按下 Start 鍵后重新恢復(fù)工作。2.4電梯自動控制系統(tǒng)的主電梯自動控制系統(tǒng)由各層樓的電梯間電路、電梯內(nèi)電路和控制臺電路三部分組成。電梯在各樓層的定位本應(yīng)采用行程開關(guān)，考慮到模的操作性，采

27、用延時控制。相鄰樓層間升降設(shè)定為 2S。一、各樓層的電梯間電路2、3 層的電路間均有“上升”和“下降”選擇按鍵，1 樓只有“上升”按鍵，4 樓只有“下降”按鍵，每個按鍵配一只發(fā)光二極管，作為指示燈。二、電梯電路目標(biāo)樓層 14 選擇按鍵配又相應(yīng)的指示燈。三、控制臺電路(1)兩個按鍵用于手動控制?？刂齐娐返摹伴_始運(yùn)行”和“停止運(yùn)行”(2)兩個指示燈，分別指示電梯的升降情況。(3)一只數(shù)碼管，用于顯示電梯當(dāng)前所在的樓層。四、控制方案(1)簡單控制方案工作原理：控制臺按下 START 鍵后，通過 AT89C51 單片機(jī)的控制使得電梯運(yùn)行，該系統(tǒng)中電梯運(yùn)行時不受各樓層的控制和影響往復(fù)運(yùn)動，只有在控制臺按

28、下 STOP 鍵后，電梯降到一樓停止，等待控制臺再次啟動。該系統(tǒng)使用數(shù)碼管顯示當(dāng)前樓層。(2)進(jìn)一步控制方案工作原理：工作臺啟動電梯，單片機(jī)檢測各樓層信號請求控制電梯運(yùn)動，電梯動作完成后數(shù)碼管顯示所在樓層，同時單片機(jī)再次檢測各樓層請求信號，使的電梯再次動作，直到控制臺停止電梯，電梯降到一樓后停止，等待控制臺再次啟動電梯。第三章設(shè)計實(shí)現(xiàn)3.1硬件設(shè)計3.1.1各樓層電梯間電路如下圖 3.1 與 3.2 所示，R52 和 R62 是上拉電阻，其作用是保證按鍵未按下時，端口 P1.5 為的作用是消除抖動和。各樓層電梯間的升降選擇按鍵均于單片機(jī) P1 口連接，即由 P1 口可以讀出電梯間升、降按鍵的狀

29、態(tài)。每個上升、下降按鍵均有一只發(fā)光二極管作為指示燈與之配合，發(fā)光二極管與 P0 口的 P0.0P0.5 連接。每個發(fā)光二極管通過一只阻值為 470的限流電阻接電源（Vcc），這樣流經(jīng)發(fā)光二極管的電流均為7.5mA，有適當(dāng)?shù)牧炼龋瑫r單片機(jī)的端口在不加驅(qū)動的情況下可以承受。圖 3.1 樓層間電路圖 3.2 樓層間電路3.1.2電梯內(nèi)電路電梯內(nèi)電路如下圖 3.3 和 3.4 所示，四個目標(biāo)樓層選擇按鍵 F1、F2、F3、F4 和四個與之配合的發(fā)光二極管作為指示燈，即 FS1、FS2、1R14 和電容 C11C14 的作用同上。圖 3.3 電梯內(nèi)電路圖 3.4 電梯內(nèi)電路3.1.3控制臺電路控制臺電

30、路如下圖 3.5 與 3.6 所示。發(fā)光二極管er 是電源指示燈，用以顯示供電是否正常。DISP 是 0.5in（英寸）共陰極數(shù)碼管，用來顯示當(dāng)前樓層。采用 CD4511作譯，經(jīng) R31R37（阻值為 470）對數(shù)碼管限流。UP、DOWN 兩只發(fā)光管用來顯示電梯運(yùn)行的方向。圖 3.5 控制臺電路圖 3.6 控制臺電路CD4511 是 BCD-鎖存/七段譯碼/驅(qū)動器：有燈測試功能；以反相器作輸出級，用以驅(qū)動 LED 或數(shù)碼管；具有消隱輸入；顯示數(shù) 6 時，a=0,顯示 9 時，d=0。1-B,2-C,3-LT（為燈 16-vdd(電源正極）（a,b,c,d,e,f,g 為譯碼輸出；顯示字符端輸出

31、，連接數(shù)碼管的相應(yīng)腳）圖 3.7 CD4511 引腳圖CD4511 功能表：表 3.1CD4511 功能表3.1.5電路板 PCB 圖下圖示電路板 PCB 圖。印制電路板的設(shè)計是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計主要指版圖設(shè)計，需要考慮外部連接的布局。電子元件的優(yōu)化布局。金屬連線和通孔的優(yōu)化布局。電磁保護(hù)。熱耗散等各種。優(yōu)秀的版圖設(shè)計可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。圖 3.8 電路板 PCB 圖3.2設(shè)計3.2.1簡易控制方案(1)電梯模型上電后，電梯的起始位置為一樓，等待控制臺 Start 按鍵按下，數(shù)碼管顯示“1”。(2)當(dāng) Start 按鍵按

32、下后，電梯開始向上運(yùn)動，控制臺的上升指示燈 UP 亮。2s 后到達(dá)二樓，數(shù)碼管顯示“2”并在二樓停留 5s，然后繼續(xù)上升。每層樓停留 5s，直到四樓。在四樓停留 5s 后開始下降，控制臺的指示燈 DOWN 亮。每層樓停 5s，直到一樓。然后重復(fù)上述過程。(3)如果在一個上下循環(huán)中按下過 Stop 鍵,電梯下降到一樓后停止工作。直到再次按下 Start 鍵后重新恢復(fù)工作。電梯下降到一樓是檢查中的內(nèi)容，如果無信號就停止工作。3.2.2控制邏輯流程圖圖 3.9 控制邏輯流程圖3.2.3說明單元分配20H電梯 1H.23 樓；21H.34 樓。22H電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求：22H.01 樓；22H.12

33、樓；22H.23 樓；22H.34 樓。20H22H：0=無請求；1=有請求。堆線棧底：70H 單元。T1 中斷服務(wù)程序中 6EH 單元包袱累加器A 的內(nèi)容。30H、31H 單元分別臨時存放 P1、P3 按鍵狀態(tài)。32H 作為單元按鍵及指示燈處理的中間單元。R3 作為 Stop 鍵曾經(jīng)下過的。上電之后，系直等待，當(dāng) Start 鍵按下后開始工作。如果按下 Stop 鍵，強(qiáng)制電梯直接下降到一樓，然后電梯停止工作。直到再次按下 Start 鍵后重新恢復(fù)工作。中斷服務(wù)程序每 10ms 一次檢查所有按鍵狀態(tài)，并在相應(yīng)單元，同時控制相應(yīng)指示燈。定時器 T0 定時 100ms，R2 作為 5s 定時的計數(shù)

34、器。T0 每中斷一次 R2 加 1，當(dāng)R2=50 時，5s 計時完成。3.3軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試3.3.1調(diào)試調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行能發(fā)現(xiàn)硬件故障。仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯誤，同時也程序的調(diào)試應(yīng)一個模塊一個模塊地進(jìn)行，首先單獨(dú)調(diào)試各功能否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常等；最后逐步將各序，檢驗程序是序連接起來總調(diào)。聯(lián)調(diào)需要注意的是，各程序模塊間能否正確傳遞參數(shù)，特別要注意各保護(hù)與恢復(fù)。調(diào)試的基本步驟如下：序的現(xiàn)場(1)用仿真器修改顯示緩沖區(qū)內(nèi)容，屏置為“123456”，檢查是否能正確顯示“12：34：56”。若顯示不正確，應(yīng)在 SEPA序相應(yīng)位置設(shè)置斷點(diǎn)，調(diào)試檢查。(2)運(yùn)行主程

35、序調(diào)試計時模塊，不按下任何鍵，檢查是否能從由 00：00：00 開始正確計時。若不能正確計時則應(yīng)在定時器中斷服務(wù)序中設(shè)置斷點(diǎn)，檢查 HOUR、MIN、SEC、MSEC 單元是否隨斷點(diǎn)運(yùn)行而變化。然后緩沖區(qū)初始化部分，用仿真器修改計時緩沖區(qū)內(nèi)容為 23：58：48，運(yùn)行主程序（不按下任何鍵），檢驗?zāi)芊裾_進(jìn)位。(3)調(diào)試鍵盤掃描模塊 KEYSCAN，先用延時 10ms序代替顯示序延時消抖，在求取鍵號后設(shè)置斷點(diǎn)，中斷后觀察 A 累加器中的鍵號是否正確；然后恢復(fù)用顯示序延時消抖，檢驗與 DISPLAY 模塊能否正確連接。(4)調(diào)試時間設(shè)置 鬧鐘定時模塊。首先B序，單獨(dú)調(diào)試鍵盤設(shè)置模塊 KEYIN，觀

36、察顯示緩沖區(qū) DISP0DISP5 單元的內(nèi)容是否隨鍵入的鍵號改變，以及鍵號能否在 LED 上顯示。然后KEYIN序，單獨(dú)調(diào)試合字模塊 COMB，分別將 R1設(shè)置為時間設(shè)置緩沖區(qū)和鬧鐘值寄存區(qū)的首地址，修改顯示緩沖區(qū)內(nèi)容，程序運(yùn)行后查看時間設(shè)置緩沖區(qū) HOUR、MIN、SEC 單元和鬧鐘值寄存區(qū) AHOUR、AMIN、ASEC 單元內(nèi)容是否正確。最后聯(lián)調(diào) MODIFY 模塊。(5)運(yùn)行主程序聯(lián)調(diào)，檢查能否用鍵盤修改當(dāng)前時間以及設(shè)置鬧鐘，能否正確計時、啟鬧、停鬧。3.3.2硬件調(diào)試(1)狀態(tài)燈顯示測試當(dāng)電路連接完畢后，將寫好的測試程序刷寫到內(nèi)，分別給端口送和低電平，通電即可檢測。(2)數(shù)碼管的測

37、試將串口的和電路板上的接口連接，將寫好的測試程序刷寫到內(nèi)，開電源即可測試。(3)整體電路測試系統(tǒng)上電，刷寫好程序即可開始測試，觀測一個周期燈的顯示狀態(tài)是否正常，同時觀察倒計的計數(shù)是否正常。第四章總結(jié)與展望本次電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計主要是以以下三點(diǎn)為來進(jìn)行設(shè)計的：各層樓的電梯間電路、電梯內(nèi)電路和控制臺電路三部分；各層樓的電梯間電路，主要是以具體實(shí)現(xiàn)各個樓層之間電梯的運(yùn)行情況。電梯內(nèi)電路，主要是以實(shí)現(xiàn)整個電梯控制的相應(yīng)指示情況?？刂婆_電路，主要是以實(shí)現(xiàn)整體對于電梯運(yùn)行的開始和結(jié)束做宏觀控制調(diào)整。通過本次設(shè)計本系統(tǒng)就是充分利用了 AT89C51的各引腳。系統(tǒng)采用 MSC-51 系列單片機(jī)elAT89C5

38、1 為中心器件來設(shè)計實(shí)現(xiàn)模擬簡單電梯控制系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計簡便、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單，完成了模擬電梯的基本功能。單片機(jī)在接口性能和計算速度等方面均有資源，仍然不能適應(yīng)較復(fù)雜的控制算法和故障等要求，但單片機(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)?？傮w來說，該單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計很好的完成了簡單電梯控制系統(tǒng)，但是不論是在硬件還是，都可以通過后續(xù)的努力加以改進(jìn)，主要為以下幾個方面：1.在硬件上，通過設(shè)計更為復(fù)雜的電路來實(shí)現(xiàn)電梯控制的智能化處理，考慮加入控制器來完成電梯的多信息處理功能，使原本的電路設(shè)計更加完善和豐滿。2.在上，目前運(yùn)行的效率不是很高，可以考慮通過對算法的分析，簡化程序，提高

39、單片機(jī)調(diào)試的速度，最大限度的提高單片機(jī)的利用率使之更加的省時省力。3.在總體設(shè)計上，考慮到更為智能的電梯系統(tǒng)，可以通過調(diào)研了解電梯的智能化發(fā)展方向，提出更為全面復(fù)雜的電梯控制方案及多電梯協(xié)同運(yùn)行策略分析等功能。參考文獻(xiàn).基于單片機(jī)的電梯控制器設(shè)計J.機(jī)電信息，2010，282（36）:142.VVVF 電梯拖動節(jié)能技術(shù)應(yīng)用探討J.電氣應(yīng)用,2009，28（20）：74.12345，.絕對剩余距離為原則的電梯速度控制方式J.控制工程,2007，（14）：15. 電梯曳引系統(tǒng)控制及節(jié)能技術(shù)的研究J.中國制造業(yè)信息化,2006，35（23）：45.VVVF 電梯控制器的研制D.南昌：南昌大學(xué)信息,2

40、006.6張興華.基于 RAM 共享的院,2007.系統(tǒng)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用D.：同濟(jì)大學(xué)機(jī)械學(xué)78.基于 PLC 變頻器在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.新技術(shù)新工藝，2009(4).12.單片機(jī)教學(xué)與應(yīng)用的研究D.：同濟(jì)大學(xué)學(xué)院, 2009.9王國彬， 1095.電梯系統(tǒng)仿真設(shè)計J.科技創(chuàng)新,2008（32）：18.51 單片機(jī)在 LED 數(shù)碼管顯示中的應(yīng)用J.實(shí)驗科學(xué)技術(shù),2006，4（zl）：附錄一部分參考程序：0000H START 000BH TIME 001BH TIME1TMOD，11H IE,#8AHAJMPAJMPAJMP START：MOVMOV MOV MOV MOV MOV

41、 SETB SETB MOVTH0,#3CH TL0，#0B0H TH1，0ECH TL1，#78H TR0TR1 SP，#6FH P0.6P0.7R3， P3,#1FH；定時；定時Q1：SETB SETB MOV MOV JB SETB CLR；下降指示燈滅；上升指示燈滅；數(shù)碼管顯示；等待開始工作指令P1.7， P0.6P0.7Q2：；上升指示燈亮；上升；到達(dá)二層，上升指示燈滅；數(shù)碼管顯示；定時開始；等待延時；到，繼續(xù)上升；上升；到達(dá)三層，上升指示燈滅；數(shù)碼管顯示；定時開始；等待延時；到，繼續(xù)上升；上升；到達(dá)四層，上升指示燈滅；數(shù)碼管顯示4；定時開始ACALL SETB MOV MOV CJ

42、NZ CLR ACALL SETB MOV MOV DJNZ CLR ACALL SETB MOV MOV DJNZDLY P0.7P3，2FHR2，R2，50， P0.7DLY P0.7P3，#3FHR2，#0R2，#50，$ P0.DLY P0.7P3，#4FHR2，#0R2 下降SETB MOV MOV CJNZ CLR CJNZ CLR ACALL SETB MOV MOV CJNZ CJNZ AJMP AJMPP0.6 P3，#3FHR2，R2，50，；達(dá)到三層，下降指示燈滅；數(shù)碼管顯示；定時開始；等待 5延時R2，50， P0.6DLY P0.6P3，#1FHR2， R2，50，

43、R3,#0,Q3Q2 Q2；等待延時；到，開始下降，下降指示燈亮；下降；達(dá)到一層，下降指示燈滅；數(shù)碼管顯示1；定時開始；等待延時；R3=0 轉(zhuǎn)到 Q2 開始新的循環(huán)；R30 轉(zhuǎn)Q停止工作；定時器中斷服務(wù)程序：定時，為計數(shù)器TIME： MOVMOV INC RET1TH0，#3CH TL0，#0B0HR2；定時器中斷服務(wù)程序；TIME： JBRET ENDStop 鍵是否曾經(jīng)按下過，R3 作為標(biāo)志附錄二部分參考程序：0000H START 0000BH TTH1，#0ECHTL1，#78H TR0 SP，#6FH P0.6P0.7 R3，#0 P3，#1FP1.7， P0.6 TR1AJMPAJ

44、MP MOV MOV SETB MOV CLR CLR MOV MOV JB SETB SETB；定時 10msS1：；數(shù)碼管顯示“1”；等待開始工作指令；啟動T1；10ms 一次按鍵UP1：MOV ORL ORL ANL JZ CLRACALL MOV JBJB SJMP CLR CLR SETB MOV CNJE MOV ORL ORL ANLA，20H A，21H A，22H A，#0EH UP1P0.7 DLYP3，#2FH20H.1，UP2122H.1，U UP22 20H.122H.1 P0.7 R2，#0R2，#50，A，20H A，21H A，22H；目前在一樓；取得1 樓請求

45、情況；無請求，則等待；上升指示燈亮；上升 2s；到達(dá) 2 樓，數(shù)碼管顯示“2”；是 2 樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn) UP21；是電梯內(nèi)目標(biāo) 2 樓請求，轉(zhuǎn) UP21UP2：UP21：；清 2 樓電梯間上升請求標(biāo)志位；清電梯內(nèi)目標(biāo) 2 樓請求標(biāo)志位；上升指示燈滅；5s 定時開始；等待 5s 延時UP22：A，#0C P0.7 DLYP3，#3FH；2 樓無請求，轉(zhuǎn) 2 樓下降；上升指示燈亮；上升 2s；到達(dá) 3 樓，數(shù)碼管顯示“3”UP23：CLRACALL UP3： MOVJB JBSJMP UP31：CLRCLR ORL ORL ANL JNZ AJMPUP33：CLRACALL UP4： CL

46、RCLR SETB MOV CJNZUD4： MOV20H.2，UP3122H.2，UP31R2，#50， 20H.122H.1 A，21H A，22H A，#O8H UP33 DOWN32 P0.7DLY 20H.322H.3 P0.7 R2，#0R2，#50，A，20H A，21H A，22H A，#07H DOWN4 UD4P0.6 DLYP3，#3FH21H.2，DOWN3122H.2，DOWN31；是 3 樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn) UP31；是電梯內(nèi)目標(biāo)樓請求，轉(zhuǎn) UP31；清 3 樓電梯間上升請求標(biāo)志位；取得3 樓請求情況；3 樓無請求，轉(zhuǎn) 3 樓下降；上升指示燈亮；上升 2s；清

47、4 樓電梯間下降請求標(biāo)志位；清電梯內(nèi)目標(biāo) 4 樓請求標(biāo)志位；上升指示燈滅；5s 定時開始；等待 5s 延時ANL JNZ AJMPDOWN4：CLRACALL DOWN3： MOVJB JBSJMP CLR SETB MOV CJNZDOWN32：MOVORL ORL ANL JNZ AJMPDOWN33：CLRACALL DOWN2： MOVJB；取得4 的請求情況；下降指示燈亮；下降 2s；到達(dá) 3 樓，數(shù)碼管顯示“3”；是 3 樓電梯間的下降請求，轉(zhuǎn) DOWN31；是電梯內(nèi)目標(biāo) 3 樓請求，轉(zhuǎn) DOWN31DOWN32 3 樓電梯間下降請求標(biāo)志位22H.2 P0.6 R2，#0R2，#50，A，20H A，21H A，22H A，#03H DOWN33 UP32P0.6 DLYP3，#2FH21H.1，DOWN2