基于51單片機(jī)的電梯控制設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

第一章緒論電梯進(jìn)入人們的生活已經(jīng)150年了。一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升人類生活質(zhì)量的承諾。1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，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。他站在裝滿貨物的升降梯平臺上，命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒有墜毀，而是牢牢地固定在半空中——奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?！耙磺邪踩?，先生們?！闭驹谏堤萜脚_上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新——手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機(jī)對話等等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢；變速式自動人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)?！豢羁罴{了人類在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。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。1951年，黨中央提出要在天安門安裝一臺由我國自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任，四個(gè)月后不辱使命，順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會后，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。如今，在我國任何一個(gè)城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。電梯是高層建筑中安全、可靠、垂直上下的運(yùn)載工具，對改善勞動條件、減輕勞動強(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、娛樂場所、倉庫以及居民住宅大樓等。在現(xiàn)代社會中，電梯已成為人類必不可少的垂直運(yùn)輸交通工具。1889年，美國奧梯斯升降機(jī)公司推出了世界第一部以電動機(jī)為動力的升降機(jī)，同年在紐約市的馬累特大廈安裝成功，標(biāo)志著電梯的誕生。1915年已設(shè)計(jì)成功電梯自動平層控制系統(tǒng)。1933年美國制造出6m/s的高速電梯。1949年研制出4-6臺電梯群控系統(tǒng)。1955年出現(xiàn)真空電子管小型計(jì)算機(jī)控制電梯。1962年在美國已出現(xiàn)8.5m/s的超高速電梯。1967年將固體晶閘管用于電梯拖動系統(tǒng)。電梯使用的驅(qū)動由最初的直流電機(jī)到單速交流感應(yīng)電機(jī)，后來的交流雙速電機(jī)的發(fā)明，才基本滿足了電梯的運(yùn)行要求。1976年將微處理器應(yīng)用于電梯。1977年日本三菱電機(jī)開發(fā)出10m/s的超高速電梯。至此，電梯的控制技術(shù)已有了很大的發(fā)展......本文主要是用51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電梯控制系統(tǒng)，使其具備電梯基本升、降功能，并當(dāng)多層對電梯呼叫時(shí)，能安排電梯?？?，從而實(shí)現(xiàn)電梯的基本運(yùn)行情況的模擬。論文的第2章進(jìn)行方案的提出與論證，分析本次設(shè)計(jì)所采用方案的可行性；第3章給出電梯控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊電路的設(shè)計(jì)和所需主要器件的主要參數(shù)，并介紹硬件實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)方案，給出本次設(shè)計(jì)的硬件原理電路圖，并分點(diǎn)描述各模塊功能；第4章給出軟件實(shí)現(xiàn)的程序流程圖，并介紹各模塊所要實(shí)現(xiàn)的功能。第5章系統(tǒng)的仿真方法。第二章系統(tǒng)功能介紹及方案論證本章先簡要介紹了電梯的組成及其電梯控制系統(tǒng)的工作原理，然后詳細(xì)介紹了基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。電梯主要由以下兩大部分組成：（1）機(jī)械部分：包括曳引系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)，嬌廂，門系統(tǒng)等（2）電路部分:包括重量平衡系統(tǒng)，電力拖動系統(tǒng)，電梯控制系統(tǒng)，安全保護(hù)系統(tǒng)等。本文主要是針對電梯控制系統(tǒng)所作的研究，設(shè)計(jì)一種基于MCU的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行的模擬。2.2電梯控制系統(tǒng)組成框圖及工作原理該系統(tǒng)主要由MCU控制模塊、電梯間電路模塊、電梯內(nèi)電路模塊、控制臺電路、樓層檢測模塊、電動機(jī)驅(qū)動模塊、報(bào)警模塊等7部分組成。圖2-1系統(tǒng)總原理圖該系統(tǒng)以MCU控制模塊核心，控制臺電路主要是完成電梯的啟動、停止以及樓層數(shù)的顯示，電梯內(nèi)電路是用來讓電梯內(nèi)用戶選擇目標(biāo)樓層（作為內(nèi)招信號），電梯間電路是同來讓電梯外用戶選擇目標(biāo)樓層（作為外招信號），內(nèi)外招使用按鍵按下與否而引起的電平的改變作為用戶請求信息發(fā)送到MCU，MCU控制電動機(jī)轉(zhuǎn)動，到達(dá)目標(biāo)樓層。樓層檢測模塊一般采用傳感器，實(shí)時(shí)檢測反饋給MCU，來確定的電機(jī)的轉(zhuǎn)停。報(bào)警模塊作為電梯的求救系統(tǒng)。方案一：采用可編程控制器（PLC）作為主要器件來控制電機(jī)的運(yùn)動、內(nèi)外按鍵的響應(yīng)、按鍵后的電路顯示等等。用PLC編程較簡單，電路也不復(fù)雜，但此方案的各個(gè)模塊的費(fèi)用都比較高，硬件設(shè)計(jì)不靈活，故不采用本方案。方案二：MCU采用一個(gè)單片機(jī)控制所有的按鍵、數(shù)碼管顯示、電動機(jī)的轉(zhuǎn)動、傳感器的輸出信號等等，并對以上所有信號進(jìn)行處理。單片機(jī)技術(shù)目前較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計(jì)簡單，成本低，可靠性高，結(jié)合軟件完全可以實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀況的簡單模擬。故采用本方案。系統(tǒng)框圖2-1所示。2.4單元電路的設(shè)計(jì)與論證通過對系統(tǒng)總框圖的分析，此系統(tǒng)的各個(gè)模塊方案設(shè)計(jì)如下：2.4.1單片機(jī)最小系統(tǒng)此處選用最常用的AT89C51，它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)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。外形及引腳排列如下圖所示主要特性：與MCS-51兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，壽命：1000寫/擦，循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級程序存儲器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2.4.2電機(jī)驅(qū)動電路模塊采用L298N芯片驅(qū)動，根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)定PWM信號，在輸出端接入直流電機(jī)，根據(jù)不同按鍵的不同信號就可以實(shí)現(xiàn)電梯上升與下降。以及電梯門的開關(guān)。圖2-22.4.3報(bào)警模塊直接采用單片機(jī)控制輸出口電平的高低來控制蜂鳴器的發(fā)聲與否。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡單，控制也較簡單。2.4.4樓層檢測模塊在當(dāng)下檢測技術(shù)多種多樣，其中光電檢測方法占有十分重要的地位，不僅具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，體積小的特點(diǎn)，所以在此次設(shè)計(jì)當(dāng)中選擇光電傳感器作為樓層檢測部分的主要部件，完成樓層檢測的功能。2.4.4.1光電傳感器原理光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件，分為脈沖式和模擬式兩種，而模擬式光電傳感器又分為吸收式、反射式、遮光式和輻射式，其工作原理是基于光電元件的光電特性,由于光通量是隨被測量而變的,光電流就成為被測量的函數(shù),故又被為光電傳感器的函數(shù)運(yùn)用狀態(tài)光電傳感器。此外，光電傳感器的體積很小，而敏感范圍很寬，加上機(jī)殼有很多樣式，所以使用范圍很廣。近年來，隨著光電技術(shù)的發(fā)展，光電傳感器已成為系列產(chǎn)品，其品種及產(chǎn)量日益增加，用戶可根據(jù)需要選用各種規(guī)格產(chǎn)品，目前已在各種自動機(jī)上已獲得廣泛的應(yīng)用。此處采用脈沖式光電傳感器，通過電梯行至相應(yīng)樓層裝有傳感器的地方時(shí)，產(chǎn)生的電平變化，發(fā)送到單片機(jī)計(jì)數(shù)就可以確定樓層數(shù)。結(jié)構(gòu)簡單，易于控制。2.4.4.2光電傳感器的選擇在本設(shè)計(jì)中選擇GK-310C型光電管作為本次設(shè)計(jì)樓層檢測部分主要器件。GK-310C型光電管是將砷化鎵紅外光發(fā)光管和硅光敏三級管裝在中間帶槽的支架上。當(dāng)槽內(nèi)無物體時(shí)，砷化鎵發(fā)光管發(fā)出的光直接照在硅光敏三級管的窗口上，從而產(chǎn)生大的電流輸出，當(dāng)有物體經(jīng)過槽內(nèi)時(shí)則擋住光線，此時(shí)光敏管的輸出端為低電平，這樣可識別物體的有無。GK-310C型光電管的主要技術(shù)參數(shù)：最大正向電流IFMAX=50Ma反向耐壓VR＞5V反向漏電IR≤50uA輸出特性如下：反向耐壓VBR(CEO=20V光電流IL為2至3mA響應(yīng)時(shí)間tr≤3us，tf≤4us2.4.5電梯內(nèi)部電路、電梯間電路及控制臺電路模塊的設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)由各樓層的電梯間電路、電梯內(nèi)電路和控制臺電路三部分組成。各樓層的電梯間：電路二、三樓的電梯間均有“上升"和“下降”選擇按鍵，一樓只有“上升"按鍵，四樓只有“下降"按鍵，每個(gè)按鍵配一只發(fā)光二極管，作為指示燈。電梯內(nèi)部電路：目標(biāo)樓層號1-4選擇按鍵。每個(gè)按鍵配有相應(yīng)指示燈?？刂婆_電路：兩個(gè)按鍵用于手動控制。控制電梯的“開始運(yùn)行"和“停止運(yùn)行"。兩個(gè)指示燈，分別指示電梯當(dāng)前的升降情況。樓層顯示部分用一只數(shù)碼管，顯示電梯當(dāng)前所在的樓層。采用74HC164共陰極數(shù)碼管顯示，公共端接地。74HC164共陰極數(shù)碼管數(shù)字編碼表2.5本章小結(jié)在第2章當(dāng)中，給出了基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，該設(shè)計(jì)所要完成的功能，并對系統(tǒng)主要功能模塊方案選擇進(jìn)行論證以及器件的選擇，以上各個(gè)模塊實(shí)際電路將在下一章中詳細(xì)介紹。第三章基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)單元電路的設(shè)計(jì)圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖3-1所示，單片機(jī)采用ATMEL公司的AT89C51，晶體振蕩器選12MHz，C1、C2為30p瓷片電容，與晶體振蕩器構(gòu)成時(shí)鐘電路。電容C3按鍵RESET構(gòu)成上電復(fù)位和手動復(fù)位電路。如下圖所示，此部分電路是提供給處于各個(gè)樓層電梯外的用戶發(fā)出上下樓請求。按鍵與單片機(jī)的P1.0-P1.5分別相連，指示燈通過P0.0-P0.5來控制。其中R52、R55、R56、R59、R60和R62是上拉電阻，其作用是保證按鍵未按下時(shí)，端口P1.0～P1.5為高電位。當(dāng)按鍵按下時(shí)，端口P1.0～P1.5通過按鍵接地，使得.0～P1.5變?yōu)榈碗娖?。各樓層電梯的升降選擇按鍵均與單片機(jī)P1口連接，上升按鍵與P1口的P1.0—P1.2連接，下降按鍵與P1口的P1.3~P1.5連接。即由P1口可以讀到電梯間升、降按鍵的狀態(tài)。每個(gè)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PO口的P0.0～P0.5連接。每個(gè)發(fā)光二極管通過一只阻值為470Ω的限流電阻接電源(VCC，這樣流經(jīng)發(fā)光二極管的電流約為7．5mA，有適當(dāng)?shù)牧炼?，同時(shí)單片機(jī)的端口在不加驅(qū)動的情況下可以承受。圖3-2各個(gè)樓層控制電路3.3電梯內(nèi)電路電梯內(nèi)電路如圖3-3所示，提供給電梯內(nèi)的乘客用戶使用，四個(gè)目標(biāo)樓層選擇按鍵F1、F2、F3、F4和4個(gè)與之配合的發(fā)光二極管作為指示燈，即FS1、FS2、FS3和FS4。按鍵與P3口的P3.2～P3.5連接，指示燈與P2口的P2.0～P2.3相連。上拉電阻R11~R14的作用同上。圖3-3電梯內(nèi)部控制電路3.4控制臺電路在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，光電傳感器電路連接圖如下所示：圖3-4電梯控制臺電路如圖所示，D1，T1組成紅外發(fā)射-接受對管，D1通電后發(fā)出紅外信號，光槽若未擋住，T1將導(dǎo)通，比較器LM339輸出低電平，光槽光線若被擋，T1截止，LM339輸出高電平。利用電梯行至樓層標(biāo)志處光槽光線被電梯遮擋所帶來的電平變化發(fā)送到單片機(jī)P3.6計(jì)數(shù)即可實(shí)現(xiàn)樓層檢測。圖3-5樓層檢測電路3.6電動機(jī)驅(qū)動直流電動機(jī)驅(qū)動電路主要是用來控制直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，通過改變直流電動機(jī)兩端的電壓可以控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。采用L298N驅(qū)動，可根據(jù)PWM調(diào)節(jié)脈寬進(jìn)行電機(jī)調(diào)速和正反轉(zhuǎn)。由L298N內(nèi)部電路無續(xù)流二極管對三極管進(jìn)行保護(hù)，所以必須在外部接線OUT1，OOUT2，OUT3，OUT4加入續(xù)流二極管保護(hù)電路。L298N的輸出電流為2A，最高電流為4A，最高工作電壓為50V.一臺用于電梯上升和下降，另臺電機(jī)用于帶動電梯門的開關(guān)。圖3-6電機(jī)驅(qū)動電路圖3-7L289N內(nèi)部邏輯圖3.7報(bào)警部分如圖3-8所示，此處利用兩個(gè)常用三極管CS9013，連接成達(dá)林頓管結(jié)構(gòu)，此電路與單片機(jī)P3.7相連。其中R為限流電阻，當(dāng)電梯運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障停止，P3.7輸出高電平，蜂鳴器報(bào)警，另外用戶在電梯中如果遇到緊急情況也可按“HELP”直接報(bào)警求救。圖3-8報(bào)警電路3.8本章小節(jié)在本章當(dāng)中，給出了本次設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)和所需器件的特性及主要參數(shù)，并分部份闡述用硬件實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)各模塊的詳細(xì)方案，并結(jié)合方案出硬件電路圖。第四章軟件設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，所以軟件設(shè)計(jì)部份的程序編寫用匯編語言來完成。其中主程序部分主要完成系統(tǒng)的初始化，如中斷方式的設(shè)置，開中斷，存儲單元的清零等。在中斷子程序中完成，按鍵查詢等，其它的如數(shù)碼管的顯示，鍵盤的響應(yīng)，轉(zhuǎn)動電機(jī)的控制，延時(shí)等均由相應(yīng)的子程序來完成。軟件編程是實(shí)現(xiàn)多功能、智能化、操作方便的關(guān)鍵。在本設(shè)計(jì)中，可以把程序的各部分相互結(jié)合起來，達(dá)到完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)的功能。軟件設(shè)計(jì)思想：采用模塊化的分層次設(shè)計(jì)方法，將軟件系統(tǒng)功能由多個(gè)實(shí)現(xiàn)單一功能的子程序?qū)崿F(xiàn)。通過調(diào)用不同的子程序，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜功能控制。這樣便于調(diào)試、修改。主流程圖如圖4-1所示.圖4-1系統(tǒng)主流程圖4.1按鍵查詢部分在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，鍵盤采用獨(dú)立式按鍵，按鍵由P1口和P3.0-P3.3控制，采用定時(shí)器T1中斷查詢按鍵狀態(tài)，當(dāng)有鍵按下時(shí)，即轉(zhuǎn)入相應(yīng)功能程序。鍵盤程序流程圖如圖4-2所示：圖4-2鍵盤查詢程序流程圖程序清單如下：定時(shí)器T1中斷服務(wù)程序：按鍵狀態(tài)檢查TIME1：MOVTH1，#0ECH；每10s檢查一次按鍵MOVTL1，#78HMOV6EH，AMOV30H，P1；讀入所有按鍵狀態(tài)MOV31H，P3JBP1.6，TIME11；若Stop鍵未按下,則正常運(yùn)行MOVR3，#0FFH；Stop鍵按下,標(biāo)志R3置非0數(shù)MOV20H，#0；清除全部電梯間上升請求MOV21H，#0；清除全部電梯間下降請求MOV22H，#0；清除全部電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求MOV30H，#0FFH；修改讀入的按鍵狀態(tài),使之為MOV31H，#0FEH；電梯內(nèi)目標(biāo)為一樓CLRTR1；并關(guān)閉T1,不再讀取按鍵TIME11：MOVA，30HCPLAANLA，#07H；取得電梯間上升請求ORL20H，AMOVA，20H；取得上升指示燈狀態(tài)CPLAANLA，#07HMOV32H，AMOVA，30HCPLAANLA，#38H；取得電梯間下降請求RRARRAORL21H，AMOVA，21HCPLAANLA，#0EHRLARLAORL32H，AMOVA，P0ANLA，#0C0HORLA，32HMOVP0，A；刷新上升、下降請求指示燈MOVA，31HANLA，#0FH；取得電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求ORL22H，AMOVA，22HCPLAMOVP2，A；刷新電梯內(nèi)目標(biāo)樓層指示燈TIME12：MOVA，6EHRETI4.2樓層選擇按鍵功能程序（1）存儲單元分配：20H——電梯間上升請求：20H.0——1樓；20H.1——2樓；20H.2——3樓，20H.3——4樓21H——電梯間下降請求：21H.0——1樓；21H.1——2樓；21H.2——3樓；21H.3——4樓。22H——H電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求：22H.0——1樓；22H.1——2樓；22H.2——3樓；21H.3——4樓。20H——22H：0=無請求；1=有請求。堆棧棧底：70H單元。T1中斷服務(wù)程序中6EH單元保護(hù)累加器A的內(nèi)容。30H，31H單元分別臨時(shí)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)按下過的記錄。（2）如圖4-3電梯模型上電后，系統(tǒng)一直等待，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”。當(dāng)Start按鍵按下后，電梯開始向上運(yùn)動，電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動，控制臺的上升指示燈UP亮。到達(dá)二樓，電梯運(yùn)行經(jīng)過樓層檢測傳感器時(shí)，R4計(jì)數(shù)加1，送到數(shù)碼管顯示“2"并在二樓停留5s，然后繼續(xù)上升。每樓層停留5s，直到四樓后，在四樓停留5s后開始下降，控制臺的下降指示燈DOWN亮。每層樓停留5s，直到一樓。然后重復(fù)上述過程。（3）如果按下過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。（4）中斷服務(wù)程序每10ms一次檢查所有按鍵狀態(tài)，并記錄在相應(yīng)存儲單元，同時(shí)控制相應(yīng)指示燈。（5）定時(shí)器T0定時(shí)100ms，R2作為5s定時(shí)的計(jì)數(shù)器。T0每中斷一次R2加1，當(dāng)R2=50時(shí)，5s計(jì)時(shí)完成。圖4-3按鍵功能程序流程程序清單如下：;*********START啟動程序***********START：MOVTMOD，#11HMOVIE，#8AHMOVTH0，#3CH；定時(shí)100msMOVTL0，#0B0HMOVTH1，#0ECH；定時(shí)10msMOVTL1，#78HSETBTR0MOVSP，#6FH;*********STOP停止程序***********STOP：CLRP0.6CLRP0.7MOVR3，#0SETBTR1；啟動T1；10ms一次讀取按鍵;*********一樓上升按鍵選擇程序***********UP1：MOVA，20H；目前在1樓ORLA，21H；取得>1樓請求情況ORLA，22HANLA，#0EHSEBTP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升;*********二樓上升按鍵選擇程序***********UP2：MOVDPTR，#5BH；到達(dá)2樓，數(shù)碼管顯示“2”JB20H.1，UP21；是2樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn)UP21JB22H.1，UP21；是電梯內(nèi)目標(biāo)2樓請求，轉(zhuǎn)UP21SJMPUP22UP21：CLR20H.1；清二樓電梯間上升請求標(biāo)志位CLR22H.1；清電梯內(nèi)目標(biāo)2樓請求標(biāo)志位SETBP0.7；上升指示燈滅SEBTP2.6；電機(jī)正轉(zhuǎn)電梯門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)SEBTP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升UP22：MOVA,20HORLA,21HORLA,22HANLA，#0CH；取得>2樓請求情況JNZUP23AJMPDOWN22；>2樓無請求，轉(zhuǎn)2樓下降UP23：CLRP0.7；上升指示燈亮SEBTP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升;*********三樓上升按鍵選擇程序***********UP3：MOVDPTR，#4FH；到達(dá)3樓，數(shù)碼管顯示“3”JB20H.2，UP31；是3樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn)UP31JB22H.2，UP31；是電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求，轉(zhuǎn)UP31SJMPUP32UP31：CLR20H.1；清3樓電梯間上升請求標(biāo)志位CLR22H.1；清電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求標(biāo)志位SETBP0.7；上升指示燈滅SEBTP2.4SEBTP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始SEBTP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升UP32：MOVA，20HORLA，21HORLA，22HANLA，#08H；取得>3樓請求情況JNZUP33AJMPDOWN32；>3樓無請求，轉(zhuǎn)3樓下降UP33：CLRP0.7；上升指示燈亮SEBTP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升UP34：MOVDPTR，#66H；到達(dá)4樓，數(shù)碼管顯示“4”;*********四樓下降按鍵選擇程序***********UP41：CLR20.H3；清4樓電梯間下降請求標(biāo)志位CLR22H.3；清電梯內(nèi)目標(biāo)4樓請求標(biāo)志位SETBP0.7；上升指示燈滅SEBTP2.4SEBTP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始SEBTP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升UD4：MOVA，50HORLA，21HORLA，22HANLA，#07H；取得<4樓的請求情況JNZDOWN4AJMPUD4DOWN4：CLRP0.6；下降指示燈亮SEBTP2.5CLRP2.7；下降;*********三樓下降按鍵選擇程序***********DOWN3：MOVDPTR，#4FH；到達(dá)3樓，數(shù)碼管顯示“3”JB21H.2，DOWN31；是3樓電梯間的下降請求，轉(zhuǎn)DOWN31JB22H.2，DOWN31；是電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求，轉(zhuǎn)DOWN31SJMPDOWN32DOWN31：CLR21H.2；清3樓電梯間下降請求標(biāo)志位CLR22H.2；清電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求標(biāo)志位SETBP0.6；下降指示燈滅SEBTP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)CLRP2.7；下降DOWN32：MOVＡ，20HORLA，21HORLＡ，22HANLA，#03H；取得<3樓的請求情況JNZDOWN33AJMPUP32；<3無樓請求,轉(zhuǎn)3樓上升DOWN33：CLRP0.6；下降指示燈亮CLRP2.7；下降;*********二樓下降按鍵選擇程序***********DOWN2：MOVDPTR，#5BH；到達(dá)2樓,數(shù)碼管顯示“2”JB21H.1，DOWN21；是2電梯間的下降請求，轉(zhuǎn)DOWN21JB22H.1,DOWN2；是電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求，轉(zhuǎn)DOWN21SJMPDOWN22DOWN21：CLR21H.1；清2樓電梯間下降請求標(biāo)志位CLR22H.1；清電梯內(nèi)目標(biāo)2樓請求標(biāo)志位SETBP0.6；下降指示燈滅SEBTP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)CLRP2.7；下降DOWN22：MOVA，20HORLA，21HORLA，22HANLA，#02H；取得<2的請求情況JNZDOWN23AJMPUP22；<2樓請求,轉(zhuǎn)2樓上升DOWN23：CLRP0.6；下降指示燈亮CLRP2.7；下降DOWN1：MOVDPTR，#06H；到達(dá)1,數(shù)碼管顯示“1”DOWN11：CLR21H.0；清電梯內(nèi)目標(biāo)1請求標(biāo)志位SETBP0.6；下降指示燈滅SEBTP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)CLRP2.7；下降CJNER3，#0，DOWN12；Stop鍵是否按下過AJMPUP1AJMPS14.3電機(jī)控制部分本設(shè)計(jì)只是對電梯運(yùn)行狀況的簡單模擬，對電機(jī)驅(qū)動這部分要求不是很嚴(yán)格，只需要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)就可以了，所以選擇直流電機(jī)和L289N芯片驅(qū)動，可根據(jù)PWM調(diào)節(jié)脈寬進(jìn)行電機(jī)調(diào)速和正反轉(zhuǎn)。由L298N內(nèi)部電路無續(xù)流二極管對三極管進(jìn)行保護(hù)，所以必須在外部接線OUT1，OOUT2，OUT3，OUT4加入續(xù)流二極管保護(hù)電路。L298N的輸出電流為2A，最高電流為4A，最高工作電壓為50V.利用光電傳感器檢測樓層，電梯行至樓層標(biāo)志處（裝有光電傳感器）時(shí)，光槽光線被遮擋，引其電平變化，通過P3.6發(fā)送到單片機(jī)中R4計(jì)數(shù)，可實(shí)現(xiàn)樓層檢測。并實(shí)時(shí)的，通過RXD和TXD，送到74HC164數(shù)碼管顯示當(dāng)前樓層數(shù)。程序詳見附錄主程序清單。4.5報(bào)警部分當(dāng)電梯運(yùn)行中發(fā)生故障停止時(shí)，P3.7置1，發(fā)出報(bào)警，另外還可以通過手動按“HELP”實(shí)現(xiàn)報(bào)警求救。程序詳見附錄主程序清單。結(jié)論本文介紹了基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)，硬件部分主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、電梯間電路模塊、電梯內(nèi)電路模塊、樓層檢測模塊、電動機(jī)驅(qū)動模塊、報(bào)警模塊等7部分組成。該系統(tǒng)采用單片機(jī)（89C51）作為控制核心，內(nèi)外招使用按鍵按下與否而引起的電平的改變，作為用戶請求信息發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)控制電動機(jī)轉(zhuǎn)動，樓層檢測使用光電傳感器，電動機(jī)控制部分采用直流電動機(jī)及H橋式驅(qū)動，根據(jù)樓層檢測結(jié)果，單片機(jī)控制電梯停在目標(biāo)樓層，基本達(dá)到設(shè)計(jì)目的。軟件部分使用匯編語言，利用中斷方式來檢測用戶請求的按鍵信息，根據(jù)電梯運(yùn)行到相應(yīng)樓層時(shí)光電傳感器產(chǎn)生電平變化，送到單片機(jī)計(jì)數(shù)來確定樓層數(shù)，并送到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。硬件設(shè)計(jì)簡單可靠，結(jié)合軟件，基本實(shí)現(xiàn)了四層電梯運(yùn)行模擬。參考文獻(xiàn)[1]王宜懷編著單片機(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程北京希望電子出版社2002年[2]馮濤秦永左主編單片機(jī)原理及運(yùn)用國防工業(yè)出版社2009年[3]葉斌主編電力電子應(yīng)用技術(shù)清華大學(xué)出版社2006年[4]張崇巍張興編著PWM整流器及其控制機(jī)械工業(yè)出版社2003年[5]夏明娜高玉芝主編單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用北京理工大學(xué)出版社2011年[6]周堅(jiān)編著單片機(jī)輕松入門北京航天航空大學(xué)出版社2006年[7]胡宴如主編模擬電子技術(shù)高等教育出版社2004年[8]楊志忠主編數(shù)字電子技術(shù)高等教育出版社2003年[9]陳菊紅主編電工基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社2003年[10]董春麗主編傳感器檢測技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社2008年26致謝辭在本論文完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師崔茂齊、馬力、趙治月致以誠摯的謝意。在論文的寫作過程中，三位老師給了我許許多多的幫助和關(guān)懷。在三位老師的悉心指導(dǎo)中，我學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識技能。同時(shí)掌握了自學(xué)的方法，形成了工程理論整體模式，使工作、學(xué)習(xí)生活都步入系統(tǒng)化流程，思考方式成熟，邏輯性規(guī)范，明確。這些方法的提高是終身受益的。其次要感謝這次設(shè)計(jì)中我的同組同學(xué)，我們一起研究課題，查閱相關(guān)資料，將所學(xué)的知識綜合運(yùn)用到一起。鞏固專業(yè)技術(shù)知識，提高電路的設(shè)計(jì)水平，加強(qiáng)綜合分析問題和解決問題的能力。啟發(fā)我們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。還要感謝在這次設(shè)計(jì)中幫助我的所有老師、和同學(xué)?？偟膩碚f，這次設(shè)計(jì)給了我一個(gè)很好的鍛煉機(jī)會，讓我學(xué)到了很多東西，它讓我將自己所掌握的理論知識運(yùn)用于工作和生活實(shí)際，這不僅有利于加深對書本知識的理解和鞏固，還很大程度上提高了我們在理論知識的指導(dǎo)下觀察、分析和解決問題的實(shí)際工作能力。27附錄一：整體電路圖電機(jī)驅(qū)動圖28電源電路圖29附錄二：主程序清單ORG0000HAJMPSTARTORG000BHAJMPTIMEORG001BHAJMPTIME1;*********START啟動程序***********START：MOVTMOD，#11HMOVIE，#8AHMOVTH0，#3CH；定時(shí)100msMOVTL0，#0B0HMOVTH1，#0ECH；定時(shí)10msMOVTL1，#78HSETBTR0MOVSP，#6FH;*********STOP停止程序***********STOP：CLRP0.6CLRP0.7MOVR3，#0CLRP2.5；電動機(jī)制動SETBP2.7；蜂鳴器報(bào)警SETBTR1；啟動T1；10ms一次讀取按鍵;*********一樓上升按鍵選擇程序***********UP1：MOVA，20H；目前在1樓ORLA，21H；取得>1樓請求情況ORLA，22HANLA，#0EHJZUP1；無請求，則等待30SETBP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升;*********二樓上升按鍵選擇程序***********UP2：MOVDPTR，#5BH；到達(dá)2樓，數(shù)碼管顯示“2”JB20H.1，UP21；是2樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn)UP21JB22H.1，UP21；是電梯內(nèi)目標(biāo)2樓請求，轉(zhuǎn)UP21SJMPUP22UP21：CLR20H.1；清二樓電梯間上升請求標(biāo)志位CLR22H.1；清電梯內(nèi)目標(biāo)2樓請求標(biāo)志位SETBP0.7；上升指示燈滅SETBP2.6；電機(jī)正轉(zhuǎn)電梯門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)SETBP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升UP22：MOVA,20HORLA,21HORLA,22HANLA，#0CH；取得>2樓請求情況JNZUP23AJMPDOWN22；>2樓無請求，轉(zhuǎn)2樓下降UP23：CLRP0.7；上升指示燈亮SETBP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升;*********三樓上升按鍵選擇程序***********UP3：MOVDPTR，#4FH；到達(dá)3樓，數(shù)碼管顯示“3”JB20H.2，UP31；是3樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn)UP31JB22H.2，UP31；是電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求，轉(zhuǎn)UP31SJMPUP32UP31：CLR20H.1；清3樓電梯間上升請求標(biāo)志位CLR22H.1；清電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求標(biāo)志位SETBP0.7；上升指示燈滅SETBP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)SETBP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升UP32：MOVA，20HORLA，21HORLA，22HANLA，#08H；取得>3樓請求情況JNZUP33AJMPDOWN32；>3樓無請求，轉(zhuǎn)3樓下降UP33：CLRP0.7；上升指示燈亮SETBP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升UP34：MOVDPTR，#66H；到達(dá)4樓，數(shù)碼管顯示“4”;*********四樓下降按鍵選擇程序***********UP41：CLR20.H3；清4樓電梯間下降請求標(biāo)志位CLR22H.3；清電梯內(nèi)目標(biāo)4樓請求標(biāo)志位SETBP0.7；上升指示燈滅SETBP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)SETBP2.7；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升UD4：MOVA，50HORLA，21HORLA，22HANLA，#07H；取得<4樓的請求情況JNZDOWN4AJMPUD4DOWN4：CLRP0.6；下降指示燈亮CLRP2.7；下降;*********三樓下降按鍵選擇程序***********DOWN3：MOVDPTR，#4FH；到達(dá)3樓，數(shù)碼管顯示“3”JB21H.2，DOWN31；是3樓電梯間的下降請求，轉(zhuǎn)DOWN31JB22H.2，DOWN31；是電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求，轉(zhuǎn)DOWN31SJMPDOWN32DOWN31：CLR21H.2；清3樓電梯間下降請求標(biāo)志位CLR22H.2；清電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求標(biāo)志位SETBP0.6；下降指示燈滅SEBTP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)CLRP2.7；下降DOWN32：MOVＡ，20HORLA，21HORLＡ，22HANLA，#03H；取得<3樓的請求情況JNZDOWN33AJMPUP32；<3無樓請求,轉(zhuǎn)3樓上升DOWN33：CLRP0.6；下降指示燈亮CLRP2.7；下降;*********二樓下降按鍵選擇程序***********DOWN2：MOVDPTR，#5BH；到達(dá)2樓,數(shù)碼管顯示“2”JB21H.1，DOWN21；是2電梯間的下降請求，轉(zhuǎn)DOWN21JB22H.1,DOWN2；是電梯內(nèi)目標(biāo)3樓請求，轉(zhuǎn)DOWN21SJMPDOWN22DOWN21：CLR21H.1；清2樓電梯間下降請求標(biāo)志位CLR22H.1；清電梯內(nèi)目標(biāo)2樓請求標(biāo)志位SETBP0.6；下降指示燈滅SETBP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)SETBP2.5CLRP2.7；下降DOWN22：MOVA，20HORLA，21HORLA，22HANLA，#02H；取得<2的請求情況JNZDOWN23AJMPUP22；<2樓請求,轉(zhuǎn)2樓上升DOWN23：CLRP0.6；下降指示燈亮SETBP2.5CLRP2.7；下降DOWN1：MOVDPTR，#06H；到達(dá)1,數(shù)碼管顯示“1”DOWN11：CLR21H.0；清電梯內(nèi)目標(biāo)1請求標(biāo)志位SETBP0.6；下降指示燈滅SETBP2.4SETBP2.6；門開MOVR2，#0；5s定時(shí)開始CJNER2，#50，$；等待5s延時(shí)CLRP2.6；門關(guān)SETBP2.5CLRP2.7；下降CJNER3，#0，DOWN12；Stop鍵是否按下過AJMPUP1AJMPS1；定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序：5s計(jì)時(shí)TIME：MOVTH0，#3CHMOVTL0，#0B0HINCR2；R2計(jì)數(shù)器RETI;*********T1中斷服務(wù)程序：按鍵狀態(tài)檢查***********TIME1：MOVTH1，#0ECH；每10s檢查一次按鍵MOVTL1，#78HMOV6EH，AMOV30H，P1；讀入所有按鍵狀態(tài)MOV31H，P3JBP1.6，TIME11；若Stop鍵未按下,則正常運(yùn)行MOVR3，#0FFH；Sto