【正文】 。 １． 內帶程序存儲器的最小應用系統(tǒng) 片內帶程序存儲器的 805 8751 本身即可構成一片最小系統(tǒng)，只要將單片機接上時鐘電路和復位電路即可，同時 /EA 接高電平， ALE、 /PSEN 信號不用，系統(tǒng)就可以工作。 該系統(tǒng)的特點如下： a)系統(tǒng)有大量的 I/O 線可供用戶 使用 P0、 P P P3 四個口都可以作為 I/O 口使用。 b)內部存儲器的容量有限，只有 128B 的 RAM 和 4KB 的程序存儲器。 c)應用系統(tǒng)的開發(fā)具有先特殊性，由于應用系統(tǒng)的 P0 口、 P2 口在開發(fā)時需要作為數(shù)據(jù)、地址總線，故這兩個口上的硬件調試只能用模擬的方法進行。 8051 的應用軟件須依靠廠家用掩膜技術置入，故一般只適用于可作大批量生產(chǎn)的應用系統(tǒng)。 ２．片內無程序存儲器的最小應用系統(tǒng) 片內無程序的芯片構成最小應用系統(tǒng)時，必須在片外擴展程序存儲器。由于一般用作程序存儲器的 EPROM 芯片不能鎖存地址，故擴展時 還應加上 1 個鎖存器，構成一個 3 片最小系統(tǒng)。其中 74LS373 為地址鎖存器，用于鎖存低 8 位地址。 2764 為 EPROM 芯片，容量為8K*8。時鐘電路和復位電路與的接法相同，所以不同的的 /EA端必須接低電平， /PSEN與 EPROM的輸出允許端 /OE 連接， ALE 信號與地址鎖存器的鎖存控制端 G 連接。當 ALE 處于下降沿時，鎖存從 P0 口輸出的低 8 位地址，而在 /PSEN 低電平期間， EPROM 把數(shù)據(jù)送到 P0 口以便 8031讀入。由于系統(tǒng)中只含一片 EPROM 芯片，故其片選端 /CE 可直接接地。 系統(tǒng)工作時， P0 口分時地用作地址總 線或數(shù)據(jù)總線，地址鎖存器的輸出作為地址總線的低8 位， P2 口作為地址的高 8 位。這樣， P0 口和 P2 口就不能作為一般的 I/O 口使用，而只能將 P1 和 P3 作為 I/O 使用（ P3 還是兩功能口）。 由于 8031 和 EPROM 芯片價格非常低廉，且 8031 的運行和開發(fā)的環(huán)境相同，故 3 片最小系統(tǒng)是目前最常用的基本系統(tǒng)。 鍵盤部分設計 為了能實現(xiàn)改變電梯的方向和速度，必須使用鍵盤接口電路。根據(jù)按鍵的識別方法分類 可分為編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤兩大類。通過硬件識別的鍵盤稱編碼鍵盤，通過軟件識別 的鍵 盤稱非編碼鍵盤。非編碼鍵盤有兩種接口方式。 在單片機系統(tǒng)中，若所需按鍵數(shù)量少，采用獨立式鍵盤，本設計中就用這種鍵盤結構。 鍵盤可分為獨立式和行列式兩類，在本設計中，可采用獨立式按鍵結構。 顯示部分設計 1 LED 數(shù)碼顯示器是一種由 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件，它使用了8 個 LED 發(fā)光二極管，其中 7 個用于顯示字符， 1 個用于顯示小數(shù)點，顧通常稱為 7 段（也有稱作 8 段）發(fā)光二極管數(shù)碼顯示。 2 LED 數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：①共陽極接法：把二極管的陽極連接在一起構成公共陽極，使用時公共陽 極接 +5V，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。當陰極端輸入低電平時，七段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入高電平時則不點亮。②共陰極接法：把二極管的陰極連接在一起構成公共陰極，使用時公共陰極接 +5V，每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。當陽極端輸入高電平時，七段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入低電平時則不點亮。 本設計采用共陰極連接方法。 電梯的硬件電路分析 電梯內部電路 電梯內電路如圖 22 所示，提供給電梯內的乘客用戶使用，四個目標樓層選擇按鍵 SS S S4 和 4 個與之配合的發(fā)光二極管作為指示燈，即 FS FS FS3 和 FS4。按鍵與 P2 口的 ～ 連接，指示燈與 P3 口的 ～ 相連。上拉電阻 R11~R14 和電容 C41~C14 的作用同上。 圖 22 電梯內電路 R11 10K R12 10K R13 10K R14 10K C11 C12 C13 C14 VCC R16 470 R17 470 R18 470 R19 470 FS1 FS2 FS3 FS4 S1 S2 S3 S4 樓層間的電梯電路 樓層間的電梯電路如圖 22所示。各樓層電梯間的升降選擇按鍵均與單片機并行口 P1口可以讀到電梯樓層間升降按鍵的狀態(tài)。上升按鍵與并行口 P1的 ～ ，下降按鍵與并行口 P0的 ～ （ 1樓沒有下降按鍵， 4樓沒有上升按鍵）。每個上升、下降按鍵均有一只發(fā)光二極管作為指示燈，發(fā)光二極管與并行口 P1的 ～ 。每個發(fā)光二極管通過 470 ?的限流電阻與電源連接，流經(jīng) 發(fā)光二極管的電流為 ，其亮度適中，且單片機的并行口不加驅動是可以承受。上拉電阻 R5 R5 R5 R5 R60、和 R62和消振電容 C51～ C56的作用與電梯內部電路的上拉電阻和消振電容相同。 R51 470 UP1 LED C51 R52 10K UPA1 +5 UP2 DOWN2 C52 C53 R53 470 R54 470 R55 10K R56 10K DOWNA2 UPA2 +5 UP3 DOWN3 C52 C53 R57 470 R58 470 R59 10K R60 10K DOWNA3 UP3 +5 R61 470 DOWN4 C51 R62 10K DOWN4 +5 控制臺電路 控制臺電路如圖 23所示?！?START”和“ STOP”兩個按鍵用與手動控制電梯的運行狀態(tài)； ‘ UP DOWN’ 兩個指示燈指示電梯當前的升降情況；數(shù)碼管 D2用于顯示電梯當前所在樓層；發(fā)光二極管 LED1是電源指示燈，用以顯示供電是否正常；采用共陰極數(shù)碼管顯示當前樓層，CD4511是譯碼器， R31～ R37是限流電阻。 圖 23 控制臺顯示電路 根據(jù) CD4511真值表的得： 控制臺電路 輸入 輸出 A3 A2 A1 A0 a b c d e f g 數(shù)碼管 顯示 控制字 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1F 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 2F 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 3F 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 4F 24電梯控制臺顯示電路 POWER C41 C42 R41 10K R42 10K R45 470 VCC R43 470 R44 470 UP DWON STOP START A1 1 A2 2 A3 6 A0 7 OUT A 13 OUT B 12 OUT C 11 OUT D 10 OUT E 9 OUT F 15 OUT G 14 LT 3 BL 4 LE 5 CD4511 R31 R32 R33 R34 R35 R36 R37 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp 9 GND a b f c g d e dp DISP VCC 電動機驅動 直流電動機驅動電路主要是用來控制直流電動機的轉動方向，通過改變直流電動機兩端的電壓可以控制電動機的轉動方向。電路采用功率三級管 8050和 8550，以滿足電動機啟動的瞬間的大電流要求。 如圖所示輸入端分別與單片機 ，電梯上升時， 電平， 輸出為高電平，晶體管功率放大器 VT3， VT2導通， VT1， VT4截止。 VT3， VT2與直流電動機一起形成回路，驅動電機正轉。電梯下降時， ， ，晶體管功率放大器 VT3， VT2截止， VT1， VT4導通， VT1， VT4與直流電動機形成回路，驅動電動機反轉。 4個二極管起到保護晶體管的作用。功率晶體管采用 TP521光耦器驅動，將控制部分與電動機驅動部分隔離。光耦器的電源為 +5V， H型驅動電路中的晶體管功率放大器 VT3，VT1的發(fā)射極所加的電源為 12V。 報警部分 如圖所示，此處利用兩個常用三極管 CS9013，連接成達林頓管結構，此電路與單片機。其中 R為限流電阻，當電梯運行過程中出現(xiàn)故障停止， ，蜂鳴器報警，另外用戶在電梯中如果遇到緊急情況也可按“ HELP”直接報警求救。 A + MOTOR SERVO VT1 8050 VT2 8050 R73 R74 VT3 8550 VT4 8550 C31 R75 R77 R72 R78 +5 U5A TP5212 U5B TP5212 +5 5V R76 470 R71 470 VD5 VD6 VD1 IN4148 VD2 IN4148 VD3 IN4148 VD4 IN4148 R5 1k CS9013 NPN CS9013 NPN SPEAKER +5 HELP 單片機電路 單片機電路如圖 26所示。單片機采用 ATMEL公司的 AT89C51； C C2為 30pF瓷片電容，與晶體振蕩 器構成時鐘電路，晶體頻率為 6MHz；電容 C電阻 R R2和按鍵 Reset構成手動復位電路。 圖 26 單 片 機 電 路 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P00 1 P01 2 P02 3 P03 4 P04 5 P05 6 P06 7 P07 8 P10 39 P11 38 P12 37 P13 36 P14 35 P15 34 P16 33 P17 32 P30 21 P31 22 P32 23 P33 24 P34 25 P35 26 P36 27 P37 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U1 AT89C51 X1 C1 30P C2 30P C3 22u RESET VCC STOP START VCC 樓層檢測電路 在本設計當中，光電傳感器電路連接 圖如下所示： 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 現(xiàn)樓層檢測。 第三章 軟件設計 簡易控制方案 工作原理 控制臺按下開始鍵后，通過 AT89C51單片機的控制使得電梯運行，該系統(tǒng)中電梯運行時不受各樓層的控制和影響往復運動，只有在控制臺按下停止鍵后，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)碼管顯示當前樓層。 設計要點 電梯通電后 ,起始位置在一樓 ,數(shù)碼管顯示“ 1”。當按下“ START”按鍵，電梯開始向上運動。 2s 后到達 2 樓，數(shù)碼管顯示“ 2”并在 2 樓停留 5s，然后繼續(xù)上升。每樓層停留 5s，直到 4 樓，在 4 樓停留 5s 后開始下降。每層樓停留 5s，直到 1 樓。然后重復上述過程。 在上下循環(huán)過程中，如果按下過“ STOP”鍵，電梯下降到一樓后停止工作。直到再次按下“開始”鍵后重新恢復工作。延時 5s 由定時器 T0 和寄存器 R2 完成 。定時器 T0