【正文】 目錄 （一） 前言 ........................................1 （二） 現(xiàn)代電梯概述 ......................................3 （三） 硬件部分設(shè)計 .....................................6 （四） 軟件部分設(shè)計 .....................................12 （五） 電梯運行界面 .......................................52 （六） 設(shè)計總結(jié)與 感悟 ........................................................56 （七） 參考文獻(xiàn) ........................................................57 電梯仿真程序 一、前言： 本電梯仿真程序采用的是一個基于單片機及其相關(guān)外設(shè)，編程語言采用匯編與 C 語言結(jié)合的方式，通過矩陣鍵盤線反選法輸入樓層，上、下行等控制信號，經(jīng) I\O 口讀入，進(jìn)行相關(guān)實時控制，軟硬件結(jié)合的仿真系統(tǒng)，輸出設(shè)備包括由 CD4511 驅(qū) 動顯示樓層的 7 段數(shù)碼管，顯示實時信息的顯示屏 LCD12864,由 PWM 控制顯示電梯門開關(guān)的舵機，以及由I\O 口間接控制的驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)雙橋驅(qū)動電路等幾個部分組成?？梢詫崿F(xiàn)真實電梯中，任意層呼叫，目的層到達(dá)按要求順序到達(dá)，開關(guān)門，無輸入自動回 1 層等一系列功能，并實時顯示當(dāng)前電梯運行狀態(tài)，關(guān)于真實電梯門控光幕裝置，電機自動抱閘平層等部分，由于知識不足，沒有足一實現(xiàn)，但會在接下來的專業(yè)知識學(xué)習(xí)過程中不斷完善，同時也希望得到程老師的指導(dǎo)。 二、現(xiàn)代電梯概述： 電梯是一種以電動機為動力的垂直升降機， 裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱自動電梯。 服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于 15176。的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物 ，本次微機課程設(shè)計電梯仿真選用的是垂直升降梯。 、 電梯功能 現(xiàn)代電梯主要由曳引機（絞車）、導(dǎo)軌、對重裝置、安全裝置 (如限速器、安全鉗和緩沖器等 )、信號操縱系統(tǒng) 、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機房中。通常采用 鋼絲繩 摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機驅(qū)動曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。電梯的基本參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。簡單使用方法（緊急情況下面有解決方法）載人電梯都 是微機控制的智能化、 自動化設(shè)備 ，不需要專門的人員來操作 電梯電梯結(jié)構(gòu)圖 電梯內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖駕駛，普通乘客只要按下列程序乘坐和操作電梯即可。 、運行過程： 在乘梯樓層電梯入口處，根據(jù)自己上行或下行的需要，按上方向或下方向箭頭按鈕，只要按鈕上的燈亮，就說明你的呼叫已被記錄，只要等待電梯到來即可。 電梯到達(dá)開門后， 先讓轎廂內(nèi)人員走出電梯，然后呼梯者再進(jìn)入電梯轎廂。進(jìn)入轎廂后，根據(jù)你需要到達(dá)的樓層，按下轎廂內(nèi)操縱盤上相應(yīng)的數(shù)字按鈕。同樣，只要該按鈕燈亮，則說明你的選層已被記錄；此時不用進(jìn)行其他任何操作，只要等電梯到達(dá)你的目的層?？考纯?。 電梯行駛到你的目的層后會自動開門，此時按順序走出電梯即結(jié)束了一個乘梯過程。 三、硬件部分設(shè)計 、總電路圖 ： 、單片機最小系統(tǒng)： 單片機最小系統(tǒng) ,或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng) ,是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng) . 對 51 系列單片機來說 ,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括 :單 片機、晶振電路、復(fù)位電路 . 下面給出一個 51單片機的最小系統(tǒng)電路圖 . 、矩陣鍵盤： 在 鍵盤 中按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成 矩陣 形式。在 矩陣 式鍵盤 中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如 P1 口） 就可以構(gòu)成 4*4=16 個按鍵， 1．鍵盤的工作原理： 按鍵設(shè)置在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的 兩端。行線通過上拉電阻接到 +5V 電源上。無按鍵按下時，行線處 于高電平的狀態(tài)， 而當(dāng)有按鍵按下時， 行線電平與此行線相連的列 線電平?jīng)Q定。 2．行列掃描法原理： 第一步， 使行線為 編程 的輸入線，列線是輸出線，拉低 所有的列線， 判斷行線的變化，如果有按鍵按下，按鍵按下的對應(yīng)行線被拉低，否則 所有的行線都為高電平。 第二步， 在第一步判斷有鍵按下后， 延時 10ms 消除機械抖動，再次讀取行值，如果此行線還處于低電平狀態(tài)則進(jìn)入下 一步，否則返回第一步重新判斷。 第三步，開始掃描按鍵位置，采用逐 行掃描，每間隔 1ms 的時間，分別拉低第一列，第二列，第三列，第四 列，無論拉低哪一列其他三列都為高電平，讀取行值找到按鍵的位置， 分別把行值和列值儲存在 寄存器 里。 、 CD4511 當(dāng)前樓層顯示 CD4511 是一片 CMOS BCD鎖存 /7 段譯碼 /驅(qū)動器，用于驅(qū)動共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼 七段碼譯碼器。它具有 BCD 轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功 能的 CMOS 電路能 提供 較大的 拉電流 。可 直接驅(qū) 動共陰 LED 數(shù)碼管 。 以下是 CD4511 數(shù)碼管驅(qū)動原理電路圖。是 CD4511 實現(xiàn) LED 與單片機的并行接口方法。 、 LCD12864 不 帶中文字庫的 128X64 是一種 具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體 中文字庫的點陣圖形液晶顯示 模塊 ；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符 集 .利用該模塊 靈活 的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示 84 行 1616 點 陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu) 成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 、電機雙橋驅(qū)動系統(tǒng) 一、 H 橋驅(qū)動 電路 圖 中所示為一個典型的直流電機控制電路。電路得名于 “H橋驅(qū)動電路 ”是因為它的形狀酷似字母 H。 4 個三極管組成 H 的 4 條垂直腿，而電機就是 H 中的橫杠（注意：圖 及隨后的兩個圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅(qū)動電路沒有畫出來）。 如圖所示， H橋式電機驅(qū)動電路包括 4 個三極管和一個電機。要使電機運轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉(zhuǎn)向。 圖 H 橋驅(qū)動電路 要使電機運 轉(zhuǎn)，必須使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，如圖 所示，當(dāng) Q1管和 Q4 管導(dǎo)通時，電流就從 電源 正極經(jīng) Q1 從左至右穿過電機，然后再經(jīng) Q4 回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)三極管 Q1 和 Q4導(dǎo)通時，電流將從左至右流過電機，從而驅(qū) 動電機按特定方向轉(zhuǎn) 動（電機周圍的箭頭指示為順時針方向）。 圖 H 橋電路驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動 圖 所示為另一對三極管 Q2 和 Q3 導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機。當(dāng)三極管 Q2 和 Q3導(dǎo)通時，電流將從右至左流過電機，從而驅(qū)動電機沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機周圍的箭頭表示為逆時針方向）。 圖 H 橋驅(qū)動電機逆時針轉(zhuǎn)動 二、使能控制和方向邏輯 驅(qū)動電機時，保證 H 橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導(dǎo)通非常重要。如果三極管Q1 和 Q2 同時導(dǎo)通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負(fù)極。此時，電路中除了三極管外沒有其他任何負(fù)載，因此電路上的電流就可能達(dá)到最大值（該電流僅受電源性能限制），甚至燒壞三極管?；谏鲜鲈颍趯嶋H驅(qū)動電路中通常要用硬件電路方便 地控制三極管的開關(guān)。 圖 所示就是基于這種考慮的改進(jìn)電路，它在基本 H橋電路的基礎(chǔ)上增加了 4個與門和 2 個非門。 4 個與門同一個 “使能 ”導(dǎo) 通信 號相接 ，這樣，用這一個信號就能控制整個電路的開關(guān)。而 2 個非門通過提供一種方向輸人，可以保證任何時候在 H 橋的同側(cè)腿上都只有一個三極管能導(dǎo)通。（與本節(jié)前面的示意圖一樣 ，圖 所示也不是一個完整的電路圖，特別是圖中與門和三極管直接連接是不能正常工作的。） 圖 具有使能控制和方向邏輯的 H 橋電路 采用以上方法，電機的運轉(zhuǎn)就只需要用三個信號控制：兩個方向信號和一個使能信號。如果 DIR－ L 信號為 0， DIR－ R 信號為 1，并且使能信號是 1，那么三極管 Q1 和 Q4導(dǎo)通，電流從左至 右流經(jīng)電機（如圖 ）；如果 DIR－ L信號變?yōu)?1，而 DIR－ R 信號變?yōu)?0，那么 Q2 和 Q3 將導(dǎo)通，電流則反向流過電機。 四、軟件部分設(shè)計： 、程序框圖 否 是 否 否 是 是 硬件上電待命 顯示提示，開發(fā)者、版本信息 鍵盤輸入目的樓層 結(jié)束鍵是否按下 記錄并該樓層標(biāo)志位 程序開始運行 While(1){...} 電機運行，到達(dá)下一層 當(dāng)前樓層標(biāo)志位加一并與存儲樓層對比 若相等 電機停轉(zhuǎn)，電梯門開，延時 lcd 顯示 ,7 段數(shù)碼管顯示 電梯門，電機運行，延時 lcd 顯 示 ,7 段數(shù)碼管顯示 運行至最后目 的樓層 鍵盤掃描 繼續(xù)否 結(jié)束待命 、 C51 單片機匯編、 C 語言混編程序： 。 電 梯。 SRC generated from: 電 梯 .c 。 COMPILER INVOKED BY: 。 C:\Keil\C51\BIN\ 電 梯 .c BROWSE DEBUG OBJECTEXTEND $NOMOD51 NAME 電 梯 P0 DATA 080H P1 DATA 090H P2 DATA 0A0H P3 DATA 0B0H T0 BIT AC BIT T1 BIT T2 BIT EA BIT IE DATA 0A8H clock BIT EXF2 BIT RD BIT ES BIT IP DATA 0B8H RI BIT INT0 BIT CY BIT TI BIT INT1 BIT RCAP2H DATA 0CBH PS BIT SP DATA 081H T2EX BIT OV BIT RCAP2L DATA 0CAH C_T2 BIT WR BIT RCLK BIT TCLK BIT SBUF DATA 099H PCON DATA 087H SCON DATA 098H TMOD DATA 089H TCON DATA 088H IE0 BIT IE1 BIT B DATA 0F0H CP_RL2 BIT ACC DATA 0E0H servo_door BIT ET0 BIT ET1 BIT TF0 BIT ET2 BIT TF1 BIT TF2 BIT RB8 BIT TH0 DATA 08CH EX0 BIT IT0 BIT TH1 DATA 08DH TB8 BIT EX1 BIT IT1 BIT TH2 DATA 0CDH P BIT SM0 BIT TL0 DATA 08AH SM1 BIT TL1 DATA 08BH SM2 BIT TL2