《毕业论文 基于单片机的电梯控制系统的设计与实现.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文 基于单片机的电梯控制系统的设计与实现.doc（57页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、前 言 电梯已成为人类现代生活中广泛使用的运输工具，人们对电梯安全性，高效性，舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。目前，在电梯上使用较广的是可编程序控制，简称PLC，而采用单片机的话在接口性能和计算速度等方面均有资源不足的问题，仍然不能适应较复杂的控制算法和故障诊断等要求，但利用单片机控制电梯具有成本低，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。该设计主要能实现对各楼层用户按钮信号的检测和处理,按预定的运行规则和程序,发出控制信号对电机进行调节,从而控制电梯的启停、速度；电梯运行所在楼层指示、设有电梯所处位置指示装置以及电梯运行模式（上升或下降）指示装置、关门延时设置、电梯到达有停站请求楼
2、层，经过1 秒电梯门打开，开门4 秒后，电梯门关闭（开门指示灯熄灭），电梯继续运行，直至执行完最后一个请求信号后停留在当前楼层、每一层电梯的入口处设有上下请求开关，电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关、看门狗报警、超载报警、故障报警等。摘 要单片机控制电梯有成本低，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。故本文采用89C51单片机对电梯进行控制。本设计主要利用单片机对电梯的轿厢内呼梯输入模块，轿厢外呼梯输入模块，重量检测模块，轿厢位置检测模块，其他信号输入模块进行处理，实现轿内外呼梯信号的处理，轿内外呼梯信号的显示，电机正反转的控制，轿厢门的开关控制等。显示部分本设计采用1602液晶显示来
3、实现。因为1602液晶显示屏是以若干个5x8点阵块组成的显示字符群，具有模块结构紧凑、轻巧、装配容易，低功耗、长寿命、高可靠性等特点。关键字：电梯 单片机 液晶显示AbstractThe monolithic integrated circuit control elevator has the cost to be low, versatile, the flexibility big and easy to realize merits and so on plurality of controls. Therefore this article uses the 89C51 monoli
4、thic integrated circuit to carry on the control to the elevator. This design mainly uses the monolithic integrated circuit to shout the ladder load module to elevators sedan theater box, outside the sedan theater box shouts the ladder load module, the weight examination module, the sedan theater box
5、 position examination module, other signal input module carries on processing, realizes inside and outside the sedan to shout the ladder signal processing, the sedan inside and outside shouts the ladder signal the demonstration, the electrical machinery the control which reverses, the sedan theater
6、box gate stop-go control and so on. Demonstrated that part this design uses 1602 liquid crystal displays to realize. Because 1602 liquid crystal display monitors are by certain 5x8 lattice block composition demonstration character group, has the modular structure compact, dexterous, the assembly to
7、be easy, low characteristics and so on power loss, long life, redundant reliability.Key words：elevator Monolithic integrated circuit liquid crystal display目 录前 言1摘 要IABSTRACTII目 录I1.1开发背景11.1.1基于单片机的电梯控制模型主要特色21.1.2电梯控制方案比较21.2任务概述3第二章 设计的整体方案42.1控制系统硬件组成42.1.1 89C51介绍42.1.2 1602液晶显示介绍62.1.3 压敏电阻介绍7
8、2.2系统结构图92.3系统详解92.3.1 供电电源模块102.3.2 轿厢位置检测模块102.3.3 重量检测模块102.3.4 电机控制模块102.3.5 轿内外呼梯信号处理112.3.6 轿内外呼梯信号显示模块112.3.7 中断信号处理112.3.8 轿厢开关门11第三章 系统硬件设计123.1呼叫及选层123.2显示功能模块的实现143.3供电模块143.4单片机复位电路153.5位置检测模块163.6超重检测模块与超重报警163.7电机上下转设计183.8轿厢开关门设计18第四章 系统软件设计194.1主流程图194.2安全等待流程204.3故障处理流程214.4轿厢内要梯处理流
9、程234.5轿厢外要梯处理流程244.6电梯关开门处理254.7显示输出264.8键盘扫描30第五章 系统可靠性分析及抗干扰措施355.1破坏电梯设备的噪音来源355.2抗干扰的措施355.2.1把交流电线分开355.2.2减小分布电容365.3 软件抗干扰措施37第六章 毕业设计小结39致 谢40参考文献41附录一42附录二43第一章 绪论1.1开发背景随着现代高科技的发展，住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展。电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。1889年美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力的升降机，同年在纽约市马累特大厦安装成功。
10、随着建筑物规模越来越大，楼层也越来越高，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性都提出了更高的要求。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看,这种系统将逐渐被淘汰。目前电梯控制模型大多采用可编程控制器(PLC)智能控制，交流变频调速驱动，其硬件结构的组成及功能与实电梯基本相同，事实上可以把它看作是小型化了的真实电梯。具有自动平层、自动关门、顺向响应轿内外呼梯信号、直驶、电梯安全运行保护以及电梯急停、检修、慢上、慢下、照明、风扇等功能。且具有性能可靠、运行平稳、操作简单、能耗低和便于教学等
11、特点。而采用单片机的话在接口性能和计算速度等方面均有资源不足的问题，仍然不能适应较复杂的控制算法和故障诊断等要求，但利用单片机控制电梯有成本低，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。由可编程控制器（PLC）或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。可编程控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机，它有良好的抗干扰性能，适应很多工业控制现场的恶劣环境，所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制。但是由于PLC的针对性较强，每一台PLC都是根据一个设备而设
12、计的，所以价格较昂贵。而单片机价格相当便宜，如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替PLC实现对工控设备的控制。当然单片机并不象PLC那么有针对性，所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级。1.1.1基于单片机的电梯控制模型主要特色基于单片机的电梯控制模型与基于PLC 的电梯控制模型相比，主要特色有以下几个方面：第一、成本低。本电梯控制模型由于采用单片机代替了PLC 作为主控芯片，同时用PWM 驱动直流电机代替了变频调速驱动，从而导致整套系统成本很低。第二、高精度的重量检测及显示。基于PLC 的电梯模型虽然有重量检测，但检测精度较低。本电梯模型采用了
13、高精度的重量传感器和测量电路，配合设计优良的数字处理软件，从而能进行高精度的重量检测和显示，方便学生进行检测技术和信号处理来等方面的课程的学习。第三、功能多样。基于PLC 的电梯控制模型主要用于了解电梯的工作原理和如何使用电梯等。本电梯控制模型除了以上功能外，由于硬件采用了模块化的设计，各硬件模块可以拆卸，能进行重新开发和二次开发。此外本电梯控制模型采用了单相电供电，使用更灵活。1.1.2电梯控制方案比较电梯的控制方案主要有三种：基点启控制、可编程控制器控制、微机控制。基点启控制：过去电梯的电器控制大多采用继电器逻辑线路，这种硬布线的逻辑控制方式具有原理简单，直观的特点，但是通用性差，布线成本
14、高，操作麻烦，对不同的楼层和不同的控制方式其原理图，接线图等必须重新绘制，且逻辑系统由许多个触电组成，接线复杂，故障率高。因此，目前已经逐渐被淘汰。可编程控制器控制：由于现代化办公大楼的出现，需要对电梯实现群控及智能化管理，所以用微机对电梯实行控制成了未来电梯的发展趋势。由微机实现继电器的逻辑功能，比继电控制有较人的灵活性，不同的控制方式可用相同的硬件，只是软件各不相同，只要把按钮，限位开关，光电开关，无触电行程开关等电器元件作为输入信号，把制动器，接触器等功率输出元件接到输出端，就算完成了接线任务。层数变化，无需增减继电器和大量的布线困难。但是，微机控制的电梯需要解决运行可靠性，排除干扰等方
15、面的问题。干扰是影响整个系统安全，可靠性，稳定运行的主要原因。例如电源的波动，电动机的启动，晶闸管的导通与截止，接触器的工作等等。微机控制：目前，在电梯上使用较广的是可编程序控制，简称PLC，而采用单片机的话在接口性能等方面均有资源不足的问题，不能适应较复杂的控制算法和故障诊断等要求，但利用单片机控制电梯有成本低，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。1.2任务概述本设计采用单片机为主要元器件，实现对电梯的模拟控制,画出设计相关电路图。在电梯控制系统的设计中，核心是电梯运行的状态控制器的设计。软件部分完成: 对各楼层用户按钮信号的检测和处理,按预定的运行规则和程序,发出控制信号对电机进行
16、调节,从而控制电梯的启停、速度；电梯运行所在楼层指示、设有电梯所处位置指示装置以及电梯运行模式（上升或下降）指示装置、关门延时设置、电梯到达有停站请求楼层，经过1 秒电梯门打开，开门4 秒后，电梯门关闭（开门指示灯熄灭），电梯继续运行，直至执行完最后一个请求信号后停留在当前楼层、每一层电梯的入口处设有上下请求开关，电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关、看门狗报警、超载报警、故障报警等。第二章 设计的整体方案2.1控制系统硬件组成用单片机实现电梯控制系统，由于89C51有良好的开发坏境和C语言程序设计的便利条件，价格低廉，容易购买，故单片机首选89C51。而显示而言要求而言应做到模块结构紧凑、轻
17、巧、装配容易、低功耗、长寿命、高可靠性等所以决定显示器件选用1602液晶显示。2.1.1 89C51介绍89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C
18、51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图1 89C51引脚图89c51单片机引脚介绍：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管
19、脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在F
20、LASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。89C51单片机的结构特点：8位CPU； 片内振荡器和时钟电路； 32根I/O线； 外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K； 2个16位的定时器/计数器； 5个中断源，两个中断优先级； 全双工串行口； 布尔处理器；2.1.2 1602液晶显示介绍1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图
21、形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。图2 1602引脚图1602引脚接口介绍：1602采用标准的14脚接口，其中:第1脚：VSS为地电源第2脚：VDD接5V正电源第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R
22、W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。 另外引脚A和K为背光引脚,A接正,K接负便会点亮背光灯.1602液晶显示模块特点：标准1602LCD，标准的接口特性。液晶显示屏是以若干个5x8点阵块组成的显示字符群。每个点阵块为一个字符位，字符间距和行距都为一个点的宽度。具有字符发生器ROM可显示192种字符。具有64个字节的自定义字符RAM，
23、可自定义8个5x8字符或四个5x11字符。模块结构紧凑、轻巧、装配容易。单+5V电源供电。低功耗、长寿命、高可靠性。1602液晶显示内部控制：指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存储器地址0001字符发生存储器地址(AGG)8置数据存储器地址001显示数据存储器地址(ADD)9读忙标志或地址01BF计数器地址(AC)10写数到CGRAM或DDRAM10要写的数11从CGRAM
24、或DDRAM读数11读出的数据1602液晶显示复位时序图：2.1.3 压敏电阻介绍压敏电阻电路的“安全阀”作用：压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值UN时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。保护用压敏电阻的基本性能：保护特性，当冲击源的冲击强（或冲击电流Isp=Usp/Zs)不超过规定值时，压敏电阻的限制电压不允许超过被保护对象所能承受的冲击耐电压（Urp）。 耐冲击特性，即压敏电阻本身应能承受规定的冲击电流，冲击能量，以及多次冲击相继出现时的平均
25、功率。 寿命特性有两项，一是连续工作电压寿命，即压敏电阻在规定环境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间（小时数）。二是冲击寿命，即能可靠地承受规定的冲击的次数。 压敏电阻介入系统后，除了起到安全阀的保护作用外，还会带入一些附加影响，这就是所谓二次效应，它不应降低系统的正常工作性能。这时要考虑的因素主要有三项，一是压敏电阻本身的电容量（几十到几万PF），二是在系统电压下的漏电流，三是压敏电阻的非线性电流通过源阻抗的耦合对其他电路的影响。压敏电阻的基本参数：1. 标称电压(V)：指通过1mA直流电流时压敏电阻器两端的电压值。 2. 电压比：指压敏电阻器的电流为1mA时产生的电压值与压敏电阻器
26、的电流为0.1mA时产生的电压值之比。 3. 最大限制电压(V)：指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值。 4. 残压比：通过压敏电阻器的电流为某一值时，在它两端所产生的电压称为这一电流值的残压。残压比则是残压与标称电压之比。 5. 通流容量(kA)：通流容量也称通流量，是指在规定的条件（规定的时间间隔和次数，施加标准的冲击电流）下，允许通过压敏电阻器上的最大脉冲（峰值）电流值。 6. 漏电流(mA)：漏电流也称等待电流，是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下，流过压敏电阻器电流。 7. 电压温度系数：指在规定的温度范围（温度为2070）内，压敏电阻器标称电压的变化率，即在通过压敏电阻器的电
27、流保持恒定时，温度改变1时，压敏电阻器两端电压的相对变化。 8. 电流温度系数：指在压敏电阻器的两端电压保持恒定时，温度改变1时，流过压敏电阻器电流的相对变化。 9. 电压非线性系数：指压敏电阻器在给定的外加电压作用下，其静态电阻值与动态电阻值之比。 10. 绝缘电阻：指压敏电阻器的引出线(引脚)与电阻体绝缘表面之间的电阻值。 11. 静态电容量（PF）：指压敏电阻器本身固有的电容容量。2.2系统结构图图3 电梯控制系统原理框图2.3系统详解本电梯控制模型硬件采用了模块化的设计，各模块间通过接插件连接，可以拆卸。硬件主要由供电电源、轿厢内呼梯输入模块，轿厢外呼梯输入模块，轿内呼梯信号处理、轿外
28、呼梯信号处理、系统信息显示、轿厢位置检测、重量检测、电机控制、轿厢门开关等模块组成。2.3.1 供电电源模块本系统设计的电源的种类较多，有些模块电压大小虽然相同，但要求隔离以提高系统的抗干扰能力。采用7085集成稳压器来给单片机，1602显示器供电。单片机的电源一般要求为5V稳定直流电，一般的生活电压为220V交流电，所以对单片机的电源需要将220V的交流电转换为稳定5V电压直流电。通过变压器将220V的电压转化成5V电压，此时的5V电压依然是交流电，利用桥式整流将5V交流电转化为直流电，再通过两个电容进行滤波，输出的电压及为直流电。2.3.2 轿厢位置检测模块在电梯控制中，轿厢位置的检测是设
29、计中的一个关键环节。轿厢位置的检测又分为接触式和非接触式。为了准确定位楼层，采用反射式非接触式光电传感器。此传感器具有发散角小、精度高， 反应速度快， 有效距离较远， 抗干扰能力强、可靠性较高等优点。此光电式传感器供电电源为636V，设计中用5V 供电。在每个楼层和极限位置均安装一个传感器，传感器信号由电路处理变成高、低电平，经光耦隔离和电平转换后送入单片机。2.3.3 重量检测模块本设计中重量检测模块是一个很有特色的模块，能进行重量的高精度检测。重量传感器采用力敏应变片，此压力传感器价格便宜，精度高，在01kg 的压力下输出020mV 的电压信号。传感器输出的020mV 信号经性能优良的三运
30、放差动放大器（又称为仪表放大器或测量放大器）放大到一定值成数字信号后送入单片机进行显示和过载判断。2.3.4 电机控制模块电机控制模块完成以下功能：第一、电机运行方向的控制。单片机根据输入信号进行逻辑分析，决定电机停止、上升或是下降。单片机的一个引脚控制一个继电器的吸合，此继电器的吸合与断开切换直流电机供电电压的极性，从而控制电机的上升或下降的目的。第二、电机的速度控制。单片机根据设定的速度值输出不同占空比的PWM 信号，经硬件平滑滤波控制电机的运行速度。第三、平层时轿厢的惯性的处理。电梯到达楼层时，若直接切断电机的供电，由于轿厢的惯性，必然造成平层的不准确。本设计中加入了反向电压制动到达了精
31、确平层的效果。2.3.5 轿内外呼梯信号处理本电梯控制模型设计为九层结构，轿内呼梯信号的设置与实际电梯基本相同。每楼设置上、下两个（一楼和九楼除外）呼梯信号，轿厢内设置了九个呼梯信号表示乘客需要到达的楼层，这些呼叫信号组成矩阵式键盘结构经光耦隔离送入单片机进行处理。由单片机P0.0,P0.1,P0.2,P0.3和P1.0,P1.1,P1.2,P1.3这8个引脚控制处理乘客的呼叫请求。轿厢外的呼叫由单片机的串行接口P3.0,P3.1两个引脚处理乘客的呼叫请求。2.3.6 轿内外呼梯信号显示模块每个呼梯请求需要有一个对应的指示灯，同时每楼和轿厢内均应显示此时电梯的运行状态，如上行或下行、电梯目前到
32、达的楼层等信息。为此我选用1602液晶显示器作为显示器件。由单片机P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7，P1.5，P1.6，P3.6引脚控制显示楼层。2.3.7 中断信号处理本设计的中断有INT0,INT1两个中断，INT0中断用开处理键盘输入中断，INT1用于故障处理中断2.3.8 轿厢开关门电梯门开关控制装置，通过检测对门作开关驱动的电动机的转速以及上述门的位置，发生基于该位置的速度指令值，输出转矩指令值，以使上述转速跟踪上述速度指令值来使上述门开关，其特征在于：具有在对门作开关驱动的电动机从以所定值以上的转速进行旋转的状态起，转速瞬时变为零、且该
33、状态持续规定时间以上时，进行动作的故障判定构件。第三章 系统硬件设计3.1呼叫及选层呼叫及选层系统是整个电梯的主要组成部分，也是电梯与乘客信息交换的窗口。它主要功能是及时地接受乘客的请求指令，同时还要通知乘客，请求指令已被电梯系统接受，无需重复发指令。要实现上述任务，要求呼梯及选层电路应具有下列功能：第一，对呼梯信号及选层信号具有锁存功能。第二，对锁存信号具有显示功能。第三，对锁存信号还要具有清除功能。本设计的工作原理是，当某一层有人要梯或者电梯内的人想要到达某一层时，按下相应的按钮，则该信号被锁存显示。待电梯查询到该命令后，就自动运行。当执行完请求任务后，就撤销请求信号。以便再接受后来人发送
34、的请求指令。根据人们上下楼的要求可知，1-8层门外应该没有上呼按钮，2-9层门外应该没设有下呼按钮，轿厢内应该没有选层按钮，为了保证电梯对乘客的各种要求及时存储和显示，可用1602液晶显示器完成。电梯到达某一层后，经扫描在这一层有呼梯或选层信号时便停梯开门。同时，89c51将这一层的消号信号输出。电梯在运行过程中，为了减少换向，提高工作效率，要求电梯上升时只响应上呼及选层信号，在下降时，只响应下呼及选层信号，因此在撤销信号时也只能是撤销执行过的命令，保留未执行的命令，要实现这一点，必须把层撤销信号和上行、下行信号结合起来才行。呼叫分为两种呼叫，一种是叫电梯内呼叫，另一种则是叫电梯外呼叫。电梯内
35、的呼叫我采用单片机P2.0,P2.1,P2.2,P2.3和P1.0,P1.1,P1.2,P1.3的8个引脚组成矩阵模块，本设计的设计楼层为9层，共有16种选择，故这8个引脚组成的矩阵已经足够乘客的这种请求。电梯内的呼叫电路图如下。图4 电梯轿厢内要梯引脚控制电路图另一种呼叫是电梯外呼叫，我采用89c51单片机的串行口P3.0与P3.1连接控制。电梯外呼叫电路图如下。图5 电梯轿厢外要梯引脚控制电路3.2显示功能模块的实现本设计方案的显示模块是选用的1602液晶显示器与89C51单片机一起共同实现的。我以单片机的P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7这8个
36、引脚分别 与1602液晶显示器的D00,D01,D02,D03,D04,D05,D06,D07这8个引脚相接。RW和EN两个引脚分别与P3.6和P1.6两个引脚相接RS与P1.6相接。当较内有乘客呼叫电梯信号时，显示呼叫楼层。1602液晶显示器与89c51接线如下图所示。图6 显示引脚控制电路图3.3供电模块单片机的电源一般要求为5V稳定直流电，一般的生活电压为220V交流电，所以对单片机的电源需要将220V的交流电转换为稳定5V电压直流电。稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电，整流器将交流电转化为直流电，经过滤波后，稳压器再把不稳定的直
37、流电压变为稳定的直流电压输出。供电模块的电路图如下所示。图7 电源供电电路图3.4单片机复位电路单片机需要复位电路，出现故障可以及时解除。我接单片机89C51的RST引脚，电路图如下：图8 单片机复位电路图3.5位置检测模块在电梯控制中，轿厢位置的检测是设计中的一个关键环节。轿厢位置的检测又分为接触式和非接触式。为了准确定位楼层，采用反射式非接触式光电传感器。我选择89C51单片机的P2.4引脚进行控制。电路图如下所示。图9 电梯轿厢位置检测引脚控制电路图3.6超重检测模块与超重报警重量传感器采用力敏应变片，此压力传感器价格便宜，精度高，在01kg 的压力下输出020mV 的电压信号。重量检测
38、模块与超重报警我分别用89C51单片机的P2.5,P2.6两个引脚进行控制，报警电路图，超重检测电路图如下所示。图10 超重检测电路图图11 超重报警电路图3.7电机上下转设计电机的上转与下转是由乘客的需求所决定的，当乘客要求上行时，电机上转，当乘客要求下行，电机下转。电机上转由单片机P1.4引脚控制，电机下转由单片机P1.7引脚控制。3.8轿厢开关门设计电梯的开门与关门我选用89C51单片机的，P2.7两个引脚进行控制。P2.7输出为1时控制开门，P2.7输出为0时控制关门。图12 电梯开关门引脚控制电路图（电机上转、下转的只是引脚不一样）第四章 系统软件设计首先启动电梯，然后电梯进入初始化
39、状态，（该系统设定电梯在第一层楼时为初始状态）初始化状态后，有三种可能性，第一种是进入安全等待回路，即无人要电梯时，电梯处于等候状态。第二种可能性是乘客在电梯内要梯，则进入轿厢内要梯处理流程。最后一种可能性是，乘客在电梯外要电梯，则进入轿厢外要梯处理流程。4.1主流程图本设计针对单片机控制电梯的主要处理流程有四种，及安全等待处理流程，故障处理流程，轿厢内要梯处理流程和轿厢外要梯处理流程。主流程图如下所示：图13 总流程图程序代码：void main(void)IE0=0;IE1=0;P2_7=0;P1_4=0;P1_7=0;if(P1&0x0F|P2&0x0F)mode=in;else if(
40、P3&0x03)mode=out;else if(P2&0x10)mode=done;else mode=wait;switch(mode)case wait：break;case in:if(Run_State)Key_done();break;case out:P2_7=1;/开门break；default :break：4.2安全等待流程安全等待处理流程是，当电梯空闲时及无人要梯与电梯没有发现故障时的一种等待状态。图14 安全等待流程图程序代码：#define wait 1#definein 3#define out 4#define done 5switch(mode)case wai
41、t：break;4.3故障处理流程 故障处理流程是当电梯系统出现故障时，避免出现事故所设计的，当电梯出现故障必须马上保护现场，停止电梯运作，使电梯停止运行，再进入相对应的处理程序中进行处理。图15 外部中断1流程图程序代码：void Int1_serve (void) interrupt 2IE1=0;PUSH ACC;P1_4=0;P1_7=0;/停机str1=error;LCD_write_com(0xc0);LCD_display(str);LCD_delay1ms(1);4.4轿厢内要梯处理流程因为轿厢内的要梯输入设备与单片机的P0.0,P0.1,P0.2,P0.3和P1.0,P1.1
42、,P1.2,P1.3这8个引脚相连，构成一个矩阵形式。图16 厢内要梯处理流程图程序代码：/外部中断1(void)while(weizhi&0x0F!=zhidingweizhi)P3&=0xCF;P3|=0x10;/关门if（weizhizhidingweizhi）P3&=0x7F;/反转下降else if（weizhizhidingweizhi）P3&=0x7F;/反转下降else if（weizhi0) while(j0);i-;j-P2_7=0;/关门Str1=”The Door is Closed”;LCD_write_com(0xc0);LCD_display(str);LCD_d
43、elay1ms(1);4.7显示输出本设计的显示部分采用的是1602液晶显示，当EN=1；RW=1时，送地址到1602，实现显示功能。图19 显示处理流程图程序代码：/*LCD_1602简单显示程序STC89C51RC*/#include#includevoid LCD_write_com(unsigned char com);void LCD_write_data(unsigned char dat);void LCD_initial(void);void LCD_display(unsigned char *p);void LCD_read_data();void LCD_delay1ms(unsigned int n);bit LCD_busy(void);/check LCD busy bit RS=P16;sbit EN=P15;unsigned char *str1;unsigned char *str2;main(void)LCD_delay1
