【正文】 相四線制步進電機驅(qū)動。電機正轉(zhuǎn)代表電梯上升，電機反轉(zhuǎn)代表電梯下降，并實時通過液晶顯示當(dāng)前電梯狀態(tài)以及按鍵響應(yīng)。當(dāng)電梯到達相應(yīng)樓層時，相應(yīng)樓層的LED燈會被點亮，離開當(dāng)前樓層時，LED則會被熄滅。開門或者關(guān)門狀態(tài)時，蜂鳴器蜂鳴和紅燈閃爍以起到警示作用。按鍵實用IO口直接驅(qū)動。電梯總共有4個狀態(tài)：停止、等待、上和下。2．2方案論證及選擇方案一：采用可編程控制器（PLC）作為主要器件來控制電機的運動、內(nèi)外按鍵的響應(yīng)、按鍵后的電路顯示等等。用PLC編程比較簡單，電路也不復(fù)雜，但此方案的各個模塊的費用都比較高，硬件設(shè)計也不靈活，故不采用此方案。方案二：MCU采用一個單片機控制所有的按鍵、數(shù)碼管顯示、電動機的轉(zhuǎn)動、傳感器的輸出信號等等，并對以上所有信號進行處理。單片機技術(shù)目前較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計簡單，成本低，可靠性高，結(jié)合軟件完全可以實現(xiàn)電梯運行狀況的簡單模擬。故采用本方案。根據(jù)層次化設(shè)計理論，該設(shè)計問題自頂向下可分為單片機最小系統(tǒng)模塊、開關(guān)控制模塊、電機驅(qū)動模塊、報警模塊，顯示模塊等。本次設(shè)計是采用開關(guān)控制實現(xiàn)上下到指定樓層，通過電機轉(zhuǎn)動帶動電梯箱上下運動，到達指定樓層。顯示模塊是顯示電梯箱此時運動的樓層和所有呼叫的樓層，報警模塊具有樓層到達的提示功能?？驁D如圖21所示:單片機AT89S52開關(guān)控制電機驅(qū)動顯示模塊報警模塊圖21 智能電梯控制系統(tǒng)框圖單片機最小系統(tǒng)包括主芯片，復(fù)位電路和晶振脈沖產(chǎn)生電路。使用12MHz外部晶振，與30Pf電容并聯(lián)，產(chǎn)生1/12us的脈沖信號作為單片機的“心臟”部分。復(fù)位電路是開關(guān)與10uf電容并聯(lián)組成的上電自動復(fù)位電路，在RST端為高電平時單片機清零，也即開關(guān)按下會產(chǎn)生清零信號。最小系統(tǒng)模塊如圖22圖22最小系統(tǒng)框圖開關(guān)控制模塊，按鍵與I/O連接電梯，寫鍵盤代碼時運用按鍵掃描，確定任務(wù)，呼叫和所要到達的樓層及系統(tǒng)的控制。圖23 按鍵模塊電機驅(qū)動采用ULN2003A環(huán)形計數(shù)分配器驅(qū)動完成。本次設(shè)計采用步進電機，目的是方便智能控制，可實現(xiàn)調(diào)速功能。電機使用的是二相步進電機，由于僅用來實驗，所以電機采用5V電源供電即可，實際中必須使用大電壓來供電方能帶動重物（人等）。圖24 步進電機驅(qū)動模塊由于點陣和雙位數(shù)碼管耗電流較大，不能直接連接單片機IO口驅(qū)動其正常工作，所以采用1602液晶顯示。直接用IO口驅(qū)動液晶顯示。其中使用P0口來驅(qū)動液晶顯示輸入輸出。圖25 液晶顯示模塊表21 1602液晶管腳說明管腳說明1VSS地電源2VDD5V正電源3顯示器對比度調(diào)整端4RS為寄存器選擇5RW為讀寫信號線6E端使能端7~14D0~D7為8位雙向數(shù)據(jù)線15~16空腳（可接背光）本設(shè)計采用9012三極管驅(qū)動蜂鳴器。因為三極管是PNP，當(dāng)PO口送高電平時，三極管處于截止狀態(tài)，三極管Vce電壓約為VCC，蜂鳴器只有很少電流流過，沒法驅(qū)動其發(fā)聲。當(dāng)PO口送低電平時，三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，蜂鳴器有較大電流流過，能驅(qū)動其報警發(fā)聲。圖26 蜂鳴器報警模塊 電路總圖圖27 電路總圖電梯總共有4個狀態(tài)：停止、等待、上和下。電梯初始狀態(tài)為停止狀態(tài)。當(dāng)停止/啟動按鍵長按，電梯轉(zhuǎn)為等待狀態(tài)，響應(yīng)相應(yīng)電梯樓層數(shù)按鍵。若開門鍵先按，電梯開門，等待選擇樓層數(shù)，不響應(yīng)當(dāng)前樓層數(shù)。電梯等待一定時間，自動關(guān)門。若長時間不選擇樓層數(shù)，電梯將自動運行到1層。當(dāng)電梯處于1層時，若停止/啟動按鍵按下，電梯先開門，等待一定時間，再關(guān)門，電梯轉(zhuǎn)為停止狀態(tài)。電梯上下行任務(wù)處理，電梯處于等待或運行狀態(tài)①、 電梯處于等待狀態(tài)。只有一個樓層數(shù)響應(yīng)，不響應(yīng)當(dāng)前樓層按鍵。當(dāng)電梯當(dāng)前樓層數(shù)小于按鍵值，電梯轉(zhuǎn)為上運行狀態(tài)，否則轉(zhuǎn)為下運行狀態(tài)。運行當(dāng)中，響應(yīng)相應(yīng)的電梯樓層按鍵，并鎖存。電梯每運行一層，鎖存值清零，更行電梯樓層數(shù)。②、 電梯處于等待狀態(tài)，電梯當(dāng)前樓層上下層都有按鍵響應(yīng)時，優(yōu)先執(zhí)行電梯當(dāng)前狀態(tài)任務(wù)，直到當(dāng)前狀態(tài)無響應(yīng)按鍵，轉(zhuǎn)為另一狀態(tài)，并到達相應(yīng)樓層。開始初始化電梯等待有無鍵按按鍵處理任務(wù)響應(yīng)控制電機并顯示樓層到達蜂鳴器動作顯示YNYN圖28 軟件流程圖表22 元件清單元件名稱元件屬性數(shù)量89S52微控制器1晶振12MHz1液晶16021瓷片電容30pF1電解電容10uF1電阻10K1620011K7二極管LED1按鍵7蜂鳴器1三極管90121 調(diào)試過程 在編程方面，主要面臨的問題是電梯的邏輯，通過軟件仿真能夠快速方便地解決硬件調(diào)試問題。比如，智能電梯使用步進電機帶動樓層運動，并通過LCD1602液晶顯示電梯相應(yīng)信息，所以電梯控制編程要與電機控制和電梯邏輯相符合。在進行電梯邏輯控制時，使用軟件仿真，極大的簡化了軟件編程調(diào)試。在硬件方面，液晶和蜂鳴器供電沒有接上拉電阻容易導(dǎo)致液晶顯示紊亂。最主要的問題出現(xiàn)在電梯運行的邏輯方面。比如，電梯運行到三樓，同時一樓和四樓有人按下，電梯該往上還是往下運行。通過逐個擊破，找出電梯邏輯運行問題。在步進電機的控制方面，剛開始使用四拍，我們發(fā)現(xiàn)步進電機轉(zhuǎn)動非常慢，進而我們用八拍的做了改善，且使用定時器中斷，讓步進脈沖間隔減短，步進電機的速度才最終得到了提升。軟件仿真是完全理想的狀態(tài)，在進行硬件調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)電機轉(zhuǎn)動慢以及蜂鳴器蜂鳴導(dǎo)致液晶顯示亂碼問題。針對問題，經(jīng)過查詢步進電機相關(guān)資料，采用半步八拍驅(qū)動時序，定時器中斷時間減為毫秒級，增加步進脈沖，問題得以解決。對于液晶顯示亂碼，在軟件調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)只要蜂鳴器蜂鳴，液晶便開始亂碼。蜂鳴器驅(qū)動電路采用三極管放大驅(qū)動蜂鳴，在進行蜂鳴的瞬間，電流激增，導(dǎo)致液晶控制端信號異常，從而顯示亂碼。商量之后，我們決定增加限流電阻。蜂鳴器蜂鳴聲音稍微降低，液晶顯示正常，問題得以解決。天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)課程設(shè)計參考文獻[1] 周立功.《IEEE電腦鼠開發(fā)指南》．廣州致遠電子有限公司．[2] LM3S615 Datasheet．[3] ARMCortexM3 Datasheet．[4] BA6845FS Datasheet．[5] IRM8601S Datasheet．[6] ZLG7289B Datasheet．[7] 《IAR使用指南》．廣州周立功單片機發(fā)展有限公司．[8] 張齊，,2007.[9] ,2005.[10] ,2007.[11] ,2007.[12] ,2002.[13] ,2001.[14] ,2001.附錄1 電梯代碼uint8 CurrentFloor=FLOOR1。uint16 SecCt=0。uint8 RunTask = 1。uint8 CallFloor= 0。uint16 ucPul = 0。uint16 ucPulC = 0。uint8 Check2=1。uint8 Check3=1。uint8 *liftstate[]={STOP,UP ,DOWN,WAIT }。uint8 *liftfloor[]={E,1,2,3,4}。uint8 *DoorStat[]={C,O}。uint8 data Line1[]={State:STOP }。uint8 data Line2[]={Floor:1 DOOR:C}。uint8 LiftDir = LIFTUP。uint8 LiftS = LIFTSTOP。uint8 LiftF = FLOOR1。uint8 MotoS = MOTOSTOP。uint8 DoorFlag=0。uint8 code pic[8][8]={{0x04,0x0e,0x15,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00},{0x00,0x04,0x04,0x04,0x04,0x15,0x0e,0x04},}。void delay(uint8 k) { uint8 i,j。 for(i=0。ik。i++) for(j=0。j80。j++)。}void wait_unit_ready(){ LCD_RS=0。 LCD_RW=1。 LCD_data=0xff。 LCD_EN=1。 delay(20)。 while(LCD_dataamp。0x80==0)。 LCD_EN=0。}void LCD_write_cmd(uint8 cmd){ wait_unit_ready()。 LCD_RS=0。 LCD_RW=0。 LCD_data=cmd。 LCD_EN=1。 delay(1)。 LCD_EN=0。 }void LCD_write_data(uint8 S_L_data){ wait_unit_ready()。 LCD_RS=1。 LCD_RW=0。 LCD_data=S_L_data。 LCD_EN=1。 delay(1)。 LCD_EN=0。}void LCD_string(int8 *s,uint8 x){ LCD_write_cmd(x)。 for(。*s!=39。\039。s++) LCD_write_data(*s)。}void LCD_write_pic(uint8 CGadd,uint8 *pic_num){ uint8 i。 CGadd=CGadd3。 for(i=0。i8。i++) { LCD_write_cmd(0x40 | CGadd+i)。 LCD_write_data(*pic_num++)。 }}void LCD_init(){ LCD_write_cmd(0x38)。 //8位數(shù)據(jù)，2行顯示 LCD_write_cmd(0x08)。 //顯示關(guān)閉 LCD_write