基于單片機(jī)原理的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)-文庫(kù)吧
2025-06-12 19:13 本頁(yè)面
【正文】 輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2分別為AT89S51，分別為芯片的19和18腳，之間跨接12MHz石英晶振和兩個(gè)對(duì)稱30pF的電容構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，也就是時(shí)鐘振蕩電路，從而保證系統(tǒng)正常工作。圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 信號(hào)輸入電路 內(nèi)外請(qǐng)求輸入電路現(xiàn)以呼叫信號(hào)的輸入為例，來(lái)說(shuō)明信號(hào)輸入及單片機(jī)識(shí)別原理。如圖3所示，采用P0口外接上拉電阻的并行輸入形式，來(lái)輸入外呼叫信號(hào)，本電路采用44矩陣鍵盤(pán)，行掃描法識(shí)別鍵值的原理，具體原理如下：a) 判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下 ，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。 b) 判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。SOOS05為一到六樓的電梯內(nèi)部呼叫請(qǐng)求按鍵，S06S15為電梯外部請(qǐng)求按鍵。S00S15的掃描鍵值分別為01H—0FFH。圖3 內(nèi)外請(qǐng)求呼叫電路 廂體位置模擬輸入電路由于沒(méi)有電梯控制硬件模型，只能用按鍵來(lái)模擬電梯到達(dá)位置的觸發(fā)信號(hào)。本電路采用獨(dú)立式按鍵非編碼鍵盤(pán)接口查詢方式。當(dāng)任何一個(gè)鍵按下時(shí)，與之相連的輸入數(shù)據(jù)線即被清0（低電平），而平時(shí)該線為1（高電平）。要判斷是否有鍵按下，用單片機(jī)的位處理指令十分方便。這種鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，要占用較多的I/O口。查詢方式鍵盤(pán)的處理程序比較簡(jiǎn)單。本處理程序中沒(méi)有使用散轉(zhuǎn)指令，并且省略了軟件去抖動(dòng)措施，只包括鍵查詢、鍵功能程序轉(zhuǎn)移。S1S6分別為一樓到六樓的廂體位置到達(dá)觸發(fā)信號(hào)使能端。當(dāng)S1按下時(shí)，表明廂體已經(jīng)到達(dá)一樓，并使用鍵功能程序轉(zhuǎn)移到顯示電路，發(fā)出數(shù)字1的字型碼，使數(shù)碼管顯示為1。其余按鍵功能均如此設(shè)置，注意模擬程序時(shí)不能越鍵按下，要依次順序按下進(jìn)行模擬測(cè)試。具體電路如圖4所示：圖4 廂體位置模擬電路 信號(hào)模擬輸出電路 樓層顯示電路在實(shí)際中，廂外六個(gè)顯示和廂內(nèi)一個(gè)共七個(gè)數(shù)碼管顯示廂體位置樓層數(shù)，由于顯示的數(shù)據(jù)是一致的，所以本設(shè)計(jì)中只用一個(gè)LED數(shù)碼管顯示代替。由于AT89S51的串行口RXD和TXD為一個(gè)全雙工串行通信口，工作在方式0下可作同步移位寄存器，其數(shù)據(jù)由RXD（）串行輸出或輸入，而同步移位時(shí)鐘由TXD（）端串行輸出，在同步時(shí)鐘作用下，在不需要使用串行通信的場(chǎng)合，利用串行口加外圍芯片74LS164就可構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)串并口輸入/輸出電路，用于串并轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)或顯示器LED驅(qū)動(dòng)。本電路中應(yīng)用了其串并轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)了電梯所在位置的實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)顯示采用共陰數(shù)碼管，其共陰端接低電平。具體電路如下圖5所示：圖5 數(shù)碼顯示樓層電路74LS164是串行輸入、并行輸出移位寄存器，并帶有清零端，其引腳功能如下：a) Q0—Q7：并行輸出端，分別接LED顯示各引腳。b) A、B：串行輸入端，并聯(lián)接入RXD端。c) CLR：清除端，零電平時(shí)，使74HC164輸出清零，因此本設(shè)計(jì)中接高電平。d) CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端，在脈沖的上升沿實(shí)現(xiàn)移位。CLK=0、CLK=1時(shí)，74LS164保持原來(lái)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，接入TXD端。 電梯外部請(qǐng)求顯示電路電路如圖6所示，本電路采用74LS245加限流電阻驅(qū)動(dòng)發(fā)光管，高電平有效，只要給單片機(jī)的P2口任意位置1，相應(yīng)的發(fā)光管就會(huì)亮。10個(gè)發(fā)光管從低到高依次為一樓到六樓的上下行請(qǐng)求顯示。由于P2口只有8位，本電路又加入了兩個(gè)采用電源驅(qū)動(dòng)的低電平有效的發(fā)光管。每個(gè)發(fā)光管顯示都是獨(dú)立的，只要有外部請(qǐng)求按鍵按下，程序會(huì)用置位或清零指令就可以隨意改變發(fā)光管的顯示狀態(tài)使相應(yīng)的發(fā)光管點(diǎn)亮。需要注意的是74LS245與發(fā)光管之間的限流電阻不能過(guò)大，更不能省略，一般選在200到300歐之間為宜。74LS245從Ｂ傳到Ａ，要使E非端與DIR端接低電平才能正常工作，所一本電路將其直接接地。圖6 外部請(qǐng)求顯示電路 電梯方向及開(kāi)關(guān)門(mén)電路本電路采用發(fā)光二極管接上拉電阻由電源直接驅(qū)動(dòng)的方式，低電平有效。DG為關(guān)門(mén)綠色燈，DK為開(kāi)門(mén)紅色燈，Ddwon為電梯下行綠色燈，Dup為電梯上行紅色燈。要注意的是電梯在運(yùn)行期間，不管上行還是下行，開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào)燈必須為綠燈亮。程序控制十分簡(jiǎn)單，只需要對(duì)相應(yīng)的接口清零，所對(duì)應(yīng)的發(fā)光管就會(huì)點(diǎn)亮，表示正在執(zhí)行相應(yīng)的功能。具體電路如圖7所示：圖7 電機(jī)控制電路5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)具體程序見(jiàn)附錄二。 初始化程序由于本設(shè)計(jì)用到了定時(shí)器和串口輸出，所以要先用SETB EA指令開(kāi)總中斷，用MOV P2,00H指令將P2口置為低電平（高電平有效），然后調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序LCALL XIANSHI顯示為1（初始狀態(tài)電梯在一樓），轉(zhuǎn)入處理一樓子程序，進(jìn)入程序執(zhí)行狀態(tài)。 各樓層子程序若電梯在一樓或六樓，直接調(diào)用鍵盤(pán)矩陣掃描子程序KEY，判斷是否有鍵按下，沒(méi)鍵按下則繼續(xù)掃描；如有鍵按下則判斷是那個(gè)鍵按下并輸出鍵值，轉(zhuǎn)入鍵值識(shí)別子程序再合并電梯內(nèi)外的請(qǐng)求，驅(qū)動(dòng)電梯到達(dá)請(qǐng)求層。在電梯運(yùn)行期間，程序仍然繼續(xù)調(diào)用鍵盤(pán)矩陣掃描子程序KEY和電梯位置子程序ASK1,以便隨時(shí)響應(yīng)適當(dāng)?shù)恼?qǐng)求。若電梯在其它樓層，先判斷位地址28H中的數(shù)據(jù)是0還是1，0為上升狀態(tài)，1為下降狀態(tài)。若為上升狀態(tài)，則只響應(yīng)該樓層以上的請(qǐng)求（同向請(qǐng)求），若該樓層以上沒(méi)有請(qǐng)求則轉(zhuǎn)查詢下邊樓層有無(wú)請(qǐng)求，若有則轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)并響應(yīng)，如果上下均無(wú)請(qǐng)求，則停留在該層繼續(xù)循環(huán)查詢等待請(qǐng)求；若為下降狀態(tài)，則只響應(yīng)該樓層以下的請(qǐng)求（同向請(qǐng)求），若該樓層以下沒(méi)有請(qǐng)求則轉(zhuǎn)查詢上邊樓層有無(wú)請(qǐng)求，若有則轉(zhuǎn)為上升狀態(tài)并響應(yīng)，如果上下均無(wú)請(qǐng)求，則停留在該層繼續(xù)循環(huán)查詢等待請(qǐng)求。 顯示子程序調(diào)用顯
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