【電梯模擬系統(tǒng)設計7100字（論文）】

PAGE1電梯模擬系統(tǒng)設計目錄 1緒論 41.1課題背景及研究意義 51.2課題的設計要求 51.3課題的研究內(nèi)容 52總體的設計 62.1硬件的設計 62.2引言 62.3主控芯片的選擇 72.4電源的選取 83系統(tǒng)硬件實際單元電路的設計 83.1主控制模塊 83.2單片機時鐘電路與復位電路的設計 93.3電源設計 93.4電梯的呼叫按鍵電路 93.5樓層顯示和樓層指示電路 103.6電梯上下指示電路 103.7聲音提示電路 114系統(tǒng)軟件設計 124.1主程序流程圖 124.2電梯各情況下對應的處理方法 134.3系統(tǒng)的安裝調(diào)試 145結(jié)論 15參考文獻 161緒論1.1課題的設計背景和意義隨著人民生活水平的越來越高,人們對于物質(zhì)生活,還有對現(xiàn)代化社會生活品質(zhì)的要求也越來越大,人們已經(jīng)開始進入了一個電梯式現(xiàn)代化的社會生活,而且電梯在日常生活中已經(jīng)成為必不可少的一件設備,到現(xiàn)在為止已經(jīng)持續(xù)有幾百年,經(jīng)歷了一個多世紀的社會大風暴和巨浪,翻天覆地的過程就是社會的變遷,是改革開放社會生活的進步,人們一次次突破生活中的極限讓生活和工作品質(zhì)越來越高,永遠都不變的一個原理就是技術(shù)越好,人們的工作生活水平也就會越好,人們的工作幸福指數(shù)也就會越來越高,電梯技術(shù)的一次次更新,就會使得人們的工作生活水平更加便利,給廣大人們的工作帶來了越來越多的愉悅。

生活本應該是一直向前看,科技也一定會不斷地向前發(fā)展,當然電梯技術(shù)也一定會不斷更新和向前發(fā)展。在這一百多年里,電梯技術(shù)不斷地快速更新和向前發(fā)展的過程中,樣式也越來越多樣,技術(shù)也越來越強大,樣式又直上型到現(xiàn)在的斜式,在操作和功能方面也越來越先進,從我們最初開始的操作復雜到現(xiàn)在的操作簡單,但是在技術(shù)上和快捷程度上反而越好,一步步更新一步步向前進,無論是在開關(guān)操作上還是在按鍵操作上也都一代一代更新得越來越先進,多臺電梯出現(xiàn)了分開控制,雙層電梯展現(xiàn)了可以有效地節(jié)省井道和運輸空間這一點,不但可以有效的提高電車的性能力和技術(shù)的優(yōu)勢,還可以進行自動化的變速,這樣就可以大大節(jié)省行人的工作時間,電梯演變出不同的造型,比如三角形,半菱型,扇形,半圓型,整個橢圓形等等,這種觀光電梯可以讓乘坐在里面的旅游者和乘客有更好的體驗感?，F(xiàn)目前全球各地有許多的公司都已經(jīng)分分專注于研究家用電梯這一塊上并且有了很大的進步和發(fā)展,比如美國的公司都任然在專注于研究它們對家用電梯的新技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā),和不斷的改進完善和維修保養(yǎng)服務系統(tǒng),同時也已經(jīng)出現(xiàn)了許許多多的不同方式來進行控制,如調(diào)頻和門控還有主機節(jié)能,低噪音賴用,每一款都是集納了整個人類在機械,電子,光學等各個方面技術(shù)領(lǐng)域科技成果新型家用電梯的發(fā)展,讓現(xiàn)代人們的日常生活也變得越來也美好和方便。

中國最早的一部電梯誕生于上海,它主要是由來自美國的一家電梯公司進行安裝的,美國的這家電梯公司現(xiàn)目前還在不斷的更新著自己的電梯技術(shù),隨著時間的推移我國的電梯技術(shù)也在不斷的快速進步和發(fā)展,在當時我國的電梯公司都不斷研究著這部電梯技術(shù)對于我國的經(jīng)濟建設都有了快速的影響和向前發(fā)展的趨勢,也為我國家對現(xiàn)代化建設的推進有了快速的發(fā)展,電梯中高層建筑中的安全可靠和方便,也為當前我國的現(xiàn)代化建設提供了很大的保障,改善了其勞動環(huán)境。電梯在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽梅秶浅V泛,而且電梯給日常生活中的人們帶來的快捷也逐漸成為了加速經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)和保障,電梯廣泛的應用于各種賓館,酒店,辦公大樓,商場,娛樂活動場所,倉庫和城市居民的辦公室和大樓,在這個現(xiàn)代化的社會中,電梯已經(jīng)成為了整個人類生活中不可缺少的重要交通工具。1.2課題的設計要求1.設計電路模擬的8層電梯運行

2.設置一個位于樓梯的每一層發(fā)光按鍵,每次只要輕輕按一下就行了會自動出現(xiàn)一個相應的發(fā)光二極管信號指示

3.用二極管設計一個向上和向下的指令,顯示器顯示到達了那一層

4.電梯在沒有人時應該默認在第一層

5.構(gòu)建一個單片機最小化系統(tǒng),完成相關(guān)硬件電路的設計并加以執(zhí)行1.3課題的研究內(nèi)容現(xiàn)在對電梯的控制主要是選擇一種蓄電池供電或者說采用可編程的控制器來進行控制,這兩者都存在弊端比如它們的使用成本都很高,或者說它們還有著三相供電的缺點,本設計給出的是一個基于電梯模型的控制設計方案,這是一個相對比較簡單的設計,它的主要內(nèi)容就是以一臺單片機作為控制核心,同時以軟硬件電路和控制程序的方式來管理整個電路的正常運行,具有成本低通用性能強,同時也比較的快捷和靈活,擴展也比較容易也非常容易達到復雜控制的特點,本畢業(yè)設計基于解決基本的一些原理和方法以及電梯設備在其設計和運行過程中可能遇到的一些問題,同時針對大學生獨立自主創(chuàng)新的各個方面的能力的檢測。知識點可以得到加強訓練,同時也可以幫助我們加深對一些基礎(chǔ)知識的認真掌握,為以后畢業(yè)設計后工作或研究生學習打下堅實的基礎(chǔ),總的說來該項目綜合能力是非常的強,可以對學生專業(yè)知識進行一個強化提升。2總體設計2.1硬件的設計本研究課題主要選擇采用的是STC89C52單片機,這個單片機首先是作為一個電梯呼叫控制系統(tǒng)的一個控制部分的核心,然后在其上有一個電源開關(guān)進行輸出和電源開與關(guān),電路上設置了一個位于電梯的呼叫系統(tǒng)的按鍵,用戶也就是通過這個按鍵來指定你去那一個樓層,有一個位于那一樓層的自動數(shù)字信號管顯示器就是它可以直接用來顯示當前你已經(jīng)到達了那一個樓層,同時安裝了一個電梯的指示燈可以指示電梯向上和向下的按鍵,以便用戶可以方便觀察是向上還是向下,相應的樓層指示燈可以指示電梯在那一樓層,整體的設計框圖如2.1所示：樓層電梯呼叫按鍵樓層電梯呼叫按鍵樓層數(shù)碼管顯示STC89C52主控模塊7805電源電梯向上向下指示相應樓層指示燈圖2.1系統(tǒng)總體方框圖2.2引言本課題的設計目標就是為了設計一個能夠帶電梯配送乘客的系統(tǒng),因此在各個電梯樓層的各個用戶中都應該配備一個按鍵,從而滿足各個樓層的不同用戶的需求。同時電梯一定是圍繞著現(xiàn)代社會人們的生活和需求進行設計,應能夠具備人性化的電子圖顯示,在不同的情況下根據(jù)人們在工作中遇見的不同問題,可以及時有效的去解決,滿足現(xiàn)代社會客戶的各種生活的需求,如只要按一下電子圖的按鍵就能給不同一個樓層的二極管點亮,還應該配備一個發(fā)光數(shù)碼管不停地顯示電梯所在的一個樓層,可以用一個發(fā)光二極管來組成上下的不同箭頭一起來說明了電梯的當前正常運行的位置和方向等,同時這些零碎的原件,又因為他們需要高效率的芯片來進行控制,彼此之間存在著物理上的連接問題這些都被認為是所要硬件設計組成部分。2.3主控芯片選擇本文的研究課題主要考慮諸多應用方面的問題，同時在國際市場上我們目前可以直接購買和得到的應用芯片和操作系統(tǒng)根據(jù)不同要求及其能夠?qū)崿F(xiàn)的應用功能不同來看,我們最終采用的芯片是STC89C52單片機。該存儲設備也是采用8位的結(jié)構(gòu)單片機,單片機的每個類部分別有著8KB的隨機只讀只寫存儲器和256個8位字節(jié)的隨機只讀存儲器,在每個單片機的每個類部分別還有著一個基于通用8位的一個中央處理器和一個存儲單元,這個存儲設備可以直接讓STC89C52為許多新的嵌入式計算機操作系統(tǒng)在硬件設計上能夠提供比較高靈活度和非常有效的硬件解決問題方案。STC89C52具有以下的幾個標準設計特點，它擁有著256個2千字節(jié)的32位數(shù)據(jù)定時存儲器SRRAM,有著一個8k##2千字節(jié)的內(nèi)存Flash,有著一個32位的兩個I/O口的數(shù)據(jù)接線,有著兩個跟蹤數(shù)據(jù)的定時指針和一個數(shù)據(jù)定時器,有著三個16位的數(shù)據(jù)定時器也可以叫做定時計數(shù)器,有著一個六進位矢量的二級射頻中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu),有著全新的雙工串聯(lián)并行口與一個片上的類射頻晶振管的時鐘控制電路[1]。其次,該單片機類型支持單片機的正常工作頻率可以自動減少為0HZ的一種自動靜態(tài)邏輯運算模式操作,同時支持兩種不同類型的處理軟件,用戶可以同時自動選擇一種靜態(tài)節(jié)電工作模式,在保證單片發(fā)電機正常工作運轉(zhuǎn)的情況下,CPU都會自動暫時停止正常的運算工作[2]。在這種具有掉電自動保護的工作方式下,存儲器里面的所有硬件內(nèi)容都將會被暫時存放和自動保留,振蕩器也將同樣會被暫時冷卻和自動凍結(jié),從而整個驅(qū)動單片機的所有硬件工作將會被暫時地自動停止,直到整個單片機的下一次工作中斷和所有硬件自動復位。該控制模塊主要是以微控單片機的外部軟件模塊為控制核心將應用程序代碼進行燒寫輸入內(nèi)部,然后外圍電路連接器加上了電機復位控制電路、振蕩器自動控制電路、按鈕和控制鍵盤的自動控制電路、LED數(shù)字顯示器和自動報警控制電路[3]。2.4電源選取本設計系統(tǒng)是一個簡單的電梯模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的是電壓為9伏的電梯模擬系統(tǒng)提供電力。它是經(jīng)過7805穩(wěn)定后為硬件中的STC89C52的單片機和指示燈還有數(shù)碼管提供電力，給它們提供相應的電壓，通過多次試驗可以知道，在正常工作的時候，整個系統(tǒng)中對應的單片機和數(shù)碼管還有指示燈在正常工作穩(wěn)定的時候都可以滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定需求[4]。3系統(tǒng)硬件的實際單元電路設計3.1主控模塊單片機STC89C52的最小系統(tǒng)電路如圖3.1所示：圖3.1單片主控電路3.2單片機的時鐘電路與復位電路的設計本研究課題設計的單片機STC89C52為主要控制系統(tǒng)的程序設計,如果想要讓整個單片機正常運行工作就需要具備一個電源和振蕩器的復位電路以及一個晶體振蕩器的電路。本控制系統(tǒng)主要采用外部時鐘模式的復位電路和內(nèi)部按鍵時間表[5]。它們的圖如3.2所示: 圖3.2復位電路3.3電源的設計本課題對電源的設計,該設計是用9伏的電壓通過78L05穩(wěn)定后通過輸出5伏特的電壓供電。D25為電源的指示燈。C4、C5、C6、C7四個電容如圖是為電源的濾波提供的如圖3.3所示：圖3.3電源電路3.4電梯的呼叫按鍵電路本課程設計系統(tǒng)是一個簡單八層電路的電梯設計系統(tǒng),總共有八個電梯按鍵,其中的每一個按鍵對應的是一層樓,八個按鍵接在P2口,電路圖如圖3.4所示:圖3.4電梯呼叫按鍵電路圖3.5樓層顯示和樓層指示電路本課程設計研究設計了八層的八個控制電路,如下圖3.5樓層的控制顯示采用八個一位共陰的二極管信號進行控制顯示,每個不同樓層的控制按鍵以及指示燈分別設置為簡單的8個二極管,具體如下圖3.5所示：圖3.5顯示和樓層指示電路圖3.6電梯上下指示電路該研究課題設計有著一個關(guān)于電梯上走和向下走的指示信號控制電路該指示控制電路主要采用的是一個由發(fā)光的電子二極管連接組成的箭頭,當一個用戶在使用一個電梯向上時,直接在其中點亮一個電梯向上的箭頭,在向下的情況時候直接在其中點亮一個向下的箭頭,簡單的電路圖下圖3.6所示：圖3.6紅外光電傳感器安裝3.7聲音提醒電路該系統(tǒng)的設計主要有一個簡單的機械蜂鳴器安裝,它的設計目的是為了讓當電梯能夠到達各個樓層的位置時,可以看到機械蜂鳴器的發(fā)光二極管提示,簡單的機械蜂鳴器安裝電路框圖如下圖3.7所示：圖3.7聲光提醒電路4系統(tǒng)的軟件設計4.1主程序流程圖本課題電梯的軟件設計非常的重要它是電梯設計的核心保障。當電梯每停留在一個對應的樓層的時候,系統(tǒng)就會自動的調(diào)用該函數(shù),它有著很大的作用同時有著很高的執(zhí)行效率,在運行的時候時間非常的短,在簡單的人性化的基礎(chǔ)上,可以比較合理的對電梯進行簡單的調(diào)整,我們可以結(jié)合實際情況,最終得出電梯的一個停留的流程如圖如下圖4.1所示：圖4.1主程序流程圖該設計的主程序流程圖如上面的示意圖我們可以清楚地看出,程序由上面的四種情況我們可以簡單地分為幾種情況:一是電梯的向上行駛送人,電梯處于底層,當高層有人出現(xiàn)呼叫需要上樓,電梯向上行駛通過電梯來接送更多在高層大廈的用戶,簡單地說就是電梯在下面,電梯上面有人進行了呼叫。電梯需要往上面接用戶,電梯向下的目的主要是為了接送用戶下樓,電梯此時在一個高層,顧客在電梯的下層進行一個呼叫,電梯通過接受到的指令向下去接送人。這幾種情況,就簡單的包含了實際電梯中的絕大多情況,情況不同在分析方法的時候也就不一樣。我們應該了解電梯是如何做到下達的指令是以上的四種情況是其中的哪一種。

可以從簡單的兩個步驟進行分析:首先我們判斷電梯是向上進行行駛還是向下進行行駛,當成功通過程序判斷,就可以進行下一步,判斷是否是送人還是去接人的指令。首先我們要說一下電梯的第一個指令實際上是非常好判斷的,因為一個電梯在正常運行的過程中,有兩個與樓層相關(guān)的值可以進行比較的一個變量,一個為當前目標樓層的值,一個為發(fā)出指令目標樓層的值,當一個電梯在正常運行的過程中,可以直接讓這兩個值進行比較,如果說前面的值大于后面的值,那么就說明第一個電梯的指令是向下,如果前面的值小于后面這個值說明了電梯系統(tǒng)是一直在向上移動運行,從而可以讓狀態(tài)變量的值清零,由于在計算機電路中的上下行過程中都使用了一個非門,所以在計算程序中,兩個門分別代表上下行的狀態(tài)變量清零時有效,反之同。

其中最難準確做出判斷的其實是上面一定要求出去上門接物反而還是下面一定要出去送物。在此,巧妙地充分運用了兩個電梯狀態(tài)變量一個scanup和一個scandown,前者也同樣是向下上行電梯按鍵和其他幾層電梯按鍵的與,后者也同樣就是所有的向下上行電梯按鍵和其他幾層電梯按鍵的與,簡單地來說明就是當所有的向下上行電梯按鍵和其他幾層電梯按鍵的參數(shù)值都會被設置成零時,電梯中在向下往上行的操作過程中,那么電梯狀態(tài)就是一個向上往下去進行連接電梯到另外一個工作人的電梯狀態(tài),反之如果他們電梯中的一個電梯按鍵的值設置為1,同時按鍵上的放置一個電梯按鍵所在的其他樓層遠遠要高于另一個放置電梯按鍵所在的其他樓層,這個電梯程序原理是由一個電梯函數(shù)方程決定的,放置一個電梯在向上行的操作過程中首先要注意承受已經(jīng)通過了的樓層一個按鍵的啟動影響和其它干擾,電梯這個啟動階段的運行首先要求的就是一個電梯仍然處于上層電梯輸送信息的啟動狀態(tài),就是電梯會自動開始執(zhí)行一個相應或?qū)碾娞莩绦?其它和上面原理相同。4.2電梯各情況下所對應的處理方法本設計在保證電梯正常運行時會遇到許多的問題,在實際生活中最易的問題莫過于是在電梯閑置的情況下,然后遇到一個人在電梯上按下按鍵進行呼叫時,電梯就運行。但在實際生活中這種情況往往更加的復雜,當?shù)谝粋€人在按下電梯時就會在整個電梯正常運行的過程中,完全還有可能會遇到其它的人按下不同的電梯按鍵同時進行呼叫,這樣的情況隨時都有可能發(fā)生,所以在我們的日常生活中電梯一般都會特別規(guī)定一個優(yōu)先級的設計原則,讓電梯依據(jù)這個規(guī)則來運行,防止在電梯運行過程中亂成一團。所以在我們制定這個規(guī)則時候電梯應該是高效且比較人性化,所以規(guī)定當乘客在電梯正常運行的情況時候,電梯上行時不需要理會那些按下乘客或者接送電梯的顧客,同時規(guī)定在乘客或者電梯正常上行的過程中如果沒有通過該乘客或者顧客按下上行但是電梯已經(jīng)通過該乘客那么電梯也就不會停止下行或者接送,當然如果沒有通過乘客電梯就可以停止下行等待。電梯送乘客進入電梯,電梯便開始檢測到下行的按鍵,若在較高層有人打電話要求下行,則電梯就會自動選擇首先去接受響應他們,然后在下行的時候再響應按了下行并且處于等候中的其他顧客,最后這些顧客都送完后,再去相應那些電梯上行過程中,處于比電梯低的樓層卻按了上行鍵的顧客。簡單來說就是,電梯服務員在上行的狀態(tài)下,對于相應的不同顧客優(yōu)先級分別表現(xiàn)如下:上層服務員在電梯呼叫上行的顧客比較大于最低層呼叫下行的顧客。那么問題又回來了當電梯在正常通行的過程中,當電梯經(jīng)由程序運轉(zhuǎn)到了相應的通行狀態(tài)后,如何才能準確地判斷當天的通行目標位置是否發(fā)生了改變。例如以一輛電梯朝著正常的路徑行駛時加以詳細說明:當電梯是向上行送人,比如電梯當前在三層,樓房的第五層有人呼叫上樓,電梯會相應這一個人呼叫,電梯也會把樓層鎖定在第五層有人向上運行,如果第四樓有人呼叫,這個時候電梯的第四層已經(jīng)有了顧客進行呼叫,如果電梯還沒有正常運行到第五層,那么在電梯正常運行的過程中,每經(jīng)歷一個電梯樓層都會給出一次的判斷,此時第四層有人進行呼叫,所以在正常的情況下,它在第四次判斷后可以將電梯的目標樓層設置為四樓,如果四樓的顧客按下也是下行按鍵,或者二樓的工作人員按下呼叫鍵,電梯暫時不給予理會,在之后做出適當調(diào)整。4.3系統(tǒng)的安裝與調(diào)試1.檢查元件的好壞首先我們應該按照原來的電路圖購買下原件,檢測一下原件的性能和檢測好壞,同時根據(jù)原件的性能和檢測工具方法分別對其進行了檢測,首先我們應該認真地去核實電路圖和原來的電路圖是否完全一致,在原來的檢測工作完全通過后才能夠開始進行焊件上件,防止在焊接中出現(xiàn)任何錯誤,在焊接中