基于51單片機(jī)模擬電梯模擬點(diǎn)陣畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

畢業(yè)設(shè)計(jì)說明題目：基于51單片機(jī)模擬電梯模擬點(diǎn)陣產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)√類型：學(xué)生姓名：___________學(xué)號(hào)：___________學(xué)院：__電子信息工程學(xué)院___專業(yè)：_____應(yīng)用電子技術(shù)_______班級(jí)：_________________學(xué)校指導(dǎo)教師：_____企業(yè)指導(dǎo)教師：___________________2016年4月16日摘要該設(shè)計(jì)主要介紹了基于51單片機(jī)模擬電梯點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)模擬電梯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行方法?；?1單片機(jī)模擬電梯點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)主要由五大部分組成：鍵盤輸入模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路模塊、顯示模塊電路、電源模塊電路。鍵盤輸入模塊用來輸入停止樓層數(shù)；驅(qū)動(dòng)電路模塊的核心是H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成的L298芯片，用來模擬電梯運(yùn)行；顯示模塊是用點(diǎn)陣顯示模擬電梯到達(dá)的層數(shù)。設(shè)計(jì)模擬運(yùn)行功能正常。關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī)；驅(qū)動(dòng)芯片L298；模擬電梯；點(diǎn)陣顯示

目錄1.引言 .引言該設(shè)計(jì)給出了一種基于單片機(jī)的電梯模擬控制系統(tǒng)。以單片機(jī)為核心，再輔以適當(dāng)?shù)挠布娐穪砟M檢測電梯到達(dá)樓層的信號(hào)，配以程序，能實(shí)現(xiàn)模擬電梯的運(yùn)行。本設(shè)計(jì)介紹了模擬電梯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行方法。2.系統(tǒng)總體方案2.1設(shè)計(jì)完成的功能(1)初始時(shí)電梯在一樓，當(dāng)有按鍵按下時(shí)電梯所到相應(yīng)樓層數(shù)時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊控制電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，檢測到所到層數(shù)時(shí)電機(jī)停止運(yùn)行；(2)電梯在一樓以上時(shí)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)電梯所到相應(yīng)樓層數(shù)時(shí)，當(dāng)輸入的層數(shù)小于所在層數(shù)時(shí)驅(qū)動(dòng)模塊控制電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，模擬電梯下行，檢測到所到層數(shù)時(shí)電機(jī)停止運(yùn)行；當(dāng)輸入的層數(shù)大于所在層數(shù)時(shí)驅(qū)動(dòng)模塊控制電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，模擬電梯上行，檢測到所到層數(shù)時(shí)電機(jī)停止運(yùn)行；（3）電梯運(yùn)行所到達(dá)的層數(shù)的狀態(tài)由點(diǎn)陣屏顯示；2.2設(shè)計(jì)方框圖該設(shè)計(jì)電路主要由4大部分組成：鍵盤模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)控制電路、顯示模塊電路、驅(qū)動(dòng)模塊電路。其中單片機(jī)最小系統(tǒng)主要復(fù)位電路，電路復(fù)位后樓層顯示樓層數(shù)字1，模擬電梯此時(shí)停在一樓，而電梯樓層位置是由程序中的延時(shí)模塊控制的，假設(shè)延時(shí)2秒為運(yùn)行一層，即電梯運(yùn)行2秒走過一層。系統(tǒng)總體方框圖如圖2.2所示。圖2.2系統(tǒng)總體框圖2.3模擬電梯樓層顯示模塊模擬電梯樓層顯示模塊采用8×8的點(diǎn)陣一塊，它的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3模擬樓層顯示的點(diǎn)陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣的行由單片機(jī)的P0口控制點(diǎn)陣的行，單片機(jī)的P2口控制點(diǎn)陣的列，單片機(jī)控制點(diǎn)陣的掃描方式為列掃描和行掃描方式，掃描頻率必須大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms，它能符合視覺暫留要求。同時(shí)為了讓LED亮度滿足要求，在行或列上外加驅(qū)動(dòng)電路提高電流。2.4單片機(jī)的最小系統(tǒng)電梯模擬系統(tǒng)控制器的核心是STC89C52單片機(jī)，它的最小系統(tǒng)是由單片機(jī)STC89C52、復(fù)位電路、振蕩電路、單片機(jī)的31腳接電源等組成。它的電路原理圖如圖2.4所示。圖2.4單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖2.5模擬電梯樓層的輸入模塊模擬電梯樓層的輸入模塊采用獨(dú)立式鍵盤，直接用I/O口線構(gòu)成的單按鍵開關(guān)電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵獨(dú)立占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其他I/O口線的狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)中僅使用到6個(gè)按鍵。分別與單片機(jī)的6個(gè)I/O口相連。模擬電梯樓層的輸入模塊原理圖如圖2.5所示。圖2.5模擬電梯樓層的輸入模塊原理圖2.6模擬電梯運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)模塊模擬電梯運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)模塊核心是L298N，L298N是專用驅(qū)動(dòng)集成電路，屬于H橋集成電路，其輸出電流為2A，最高電流4A，最高工作電壓50V，可以驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如大功率直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，電磁閥等，特別是其輸入端可以與單片機(jī)直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機(jī)控制。當(dāng)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)時(shí)，可以直接控制步進(jìn)電機(jī)，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。H橋的工作原理電路如圖2.6所示。圖2.6模擬電梯運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)模塊與單片機(jī)端口連接電路圖H橋的工作原理：當(dāng)Q3、Q2導(dǎo)通時(shí)電流從5V經(jīng)Q3、MG、Q2到地，這時(shí)電機(jī)有從左至右的電流通過，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)Q4、Q1導(dǎo)通時(shí)電流從5V經(jīng)Q4、MG、Q1到地，這時(shí)電機(jī)有從右至左的電流通過，電機(jī)反轉(zhuǎn)。要想滿足上述功能，只需控制A~D的高低電平，Q1、Q2導(dǎo)通讓單片機(jī)輸出高電平，Q3、Q4導(dǎo)通讓單片機(jī)輸出電平為低。為了保證兩側(cè)的三極管不同時(shí)導(dǎo)通，將A、B和C、D的控制信號(hào)經(jīng)過一個(gè)反相器來控制。L298N內(nèi)部集成H橋，L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)高電平，高電平可接4．5～7V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋2．5～46V。在該設(shè)計(jì)中接5V，輸出電流可達(dá)2．5A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)，模擬電梯運(yùn)行中選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。5、7、10、12腳接輸入控制電平，分別與單片機(jī)P3^0、P3^1、P3^2、P3^3相連接，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。ENA、ENB接使能端控制，分別與單片機(jī)P3^4、P3^5端口相連，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。ENA為低電平時(shí)，輸入電平對電機(jī)控制起作用，當(dāng)ENA為高電平，輸入電平為一高一低，電機(jī)正或反轉(zhuǎn)。同為低電平電機(jī)停止，同為高電平電機(jī)剎停。3.軟件設(shè)計(jì)當(dāng)模擬電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)接通電源時(shí)，單片機(jī)上電復(fù)位，相當(dāng)于電梯停止在第一層，這時(shí)如果有人要到3層或有人要從3層下來，則按下按鈕S3，當(dāng)單片機(jī)接收到按鈕S3按下時(shí)，讓點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字3，同時(shí)單片機(jī)的P3口給L298送入相應(yīng)的控制信號(hào)，控制電機(jī)正機(jī)，相當(dāng)于電梯上行，調(diào)延時(shí)模塊延時(shí)4秒，表示電梯上行到3樓，這時(shí)單片機(jī)的P3口給L298送入電機(jī)剎?？刂菩盘?hào)。如果在這時(shí)有人在6樓要下來，則按下按鈕S6，當(dāng)單片機(jī)接收到按鈕S6按下時(shí)，讓點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字6，同時(shí)單片機(jī)的P3口給L298送入相應(yīng)的控制信號(hào)，控制電機(jī)正機(jī)，相當(dāng)于電梯上行，調(diào)延時(shí)模塊延時(shí)6秒，表示電梯從3樓上行到6樓，這時(shí)單片機(jī)的P3口給L298送入電機(jī)剎?？刂菩盘?hào)。如果這時(shí)有人要到3層或有人要下到3層，則按下按鈕S3，當(dāng)單片機(jī)接收到按鈕S3按下時(shí)，讓點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字3，同時(shí)單片機(jī)的P3口給L298送入相應(yīng)的控制信號(hào)，控制電機(jī)反機(jī)，相當(dāng)于電梯下行，調(diào)延時(shí)模塊延時(shí)6秒，表示電梯下行到3樓，這時(shí)單片機(jī)的P3口給L298送入電機(jī)剎停控制信號(hào)。5.總結(jié)通過這次制作一個(gè)模擬電梯運(yùn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)，鞏固單片機(jī)知識(shí)、電路繪圖知識(shí)、文檔處理知識(shí)，用按鍵設(shè)定來控制電梯升降的目標(biāo)樓層，按下目標(biāo)樓層后，點(diǎn)陣顯示電梯升降的過程，當(dāng)達(dá)到制定樓層后，顯示的數(shù)字停止，按下其它樓層按鍵時(shí)后，電梯繼續(xù)運(yùn)行。參考文獻(xiàn)[1]楊欣電路設(shè)計(jì)與仿真·清華大學(xué)出版社·2006·56~102[2]樓然苗51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例·航空航天大學(xué)出版·2004·89~152[3]王田苗·嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā)·清華大學(xué)出版社·2005·35~89致謝完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)刻，我要向所有在我畢業(yè)設(shè)計(jì)階段乃至我大學(xué)三年幫助過我的老師和同學(xué)們致以深深的謝意，感謝他們在學(xué)習(xí)和生活上給我的幫助。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識(shí)，極大地提高了實(shí)踐能力，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問題，最后在老師的指導(dǎo)下，在同學(xué)的熱情幫助下,終于迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我學(xué)到很多實(shí)用的知識(shí)，在此，我表示感謝！最后，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝。感謝三年對我的教育與培養(yǎng)，對所有的老師和領(lǐng)導(dǎo)說一聲，您們辛苦了。附錄源程序：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharm=0,n=0;ucharo,p,d;uchartime=0;/******************************************************數(shù)碼顯示數(shù)據(jù)定義*******************************************************/ucharcodetaba[]={0xff,0xef,0xef,0xef,0xab,0xc7,0xef,0xff};ucharcodetab1[]={0xff,0xef,0xcf,0xef,0xef,0xef,0xef,0xc7};ucharcodetab2[]={0xff,0xc7,0xbb,0xfb,0xf7,0xcf,0xbf,0x83};ucharcodetab3[]={0xff,0xc7,0xbb,0xfb,0xe7,0xfb,0xbb,0xc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