【正文】 目錄 摘要 …………………………………………………………………… 1 關(guān)鍵詞： ………………………………………………………………… 1 引言 ……………………………………………………… …………… 2 第一章 概述 課題背景 ……………………………………………………… 2 課題簡介 ……………………………………………………… 2 方案比較 ……………………………………………………… 3 項目原理 ……………………………………………………… 3 第二章 硬件設(shè)計 系列單片 機介紹 ……………………………………… 3 AT89C51 單片機簡介 …………………………………… …… 3 最小系統(tǒng)介紹 …… …………………………………………… 5 鍵盤部分設(shè)計 ………………………………………………… 6 顯示部分設(shè)計 ………………………………………………… 6 電梯的硬件電路分析 ………… … …………………………… … 7 電梯內(nèi)部電路 … ………………………………………… 7 樓層間的電梯電路 ……………………………………… 7 控制臺電路 … … …………………………………………… 8 電動機驅(qū)動 … … …………………………………………… 9 報警部分 … … … …………………………………………… 9 單片機電路 … … … …………………………………………… 10 樓層檢測電路 … … … …………………………………………… 10 第三章 軟件設(shè)計 簡易控制方案 ………………………………………………… 10 工作原理 ………… … ………………………………… … … 10 設(shè)計要點 ………………………………………………… 10 項目程序流程圖 …… ……………………………………… 11 獨立按鍵的查詢 ………… … ………………………………… 12 有請求控制方案 ……………………………………………… 15 工作原理 …………………………………… … ………… 15 編程要點 ………………………………………………… 15 項目程序流程圖 ……………………………………… … … 16 致謝 …………… …………………………………………… ……… 17 參考文獻： … ……………………………………………………… 17 附錄 … ………………………………………………………… 19 參考程序 ………………………………………………………… 19 摘 要 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，一些電梯廠也在不斷改進設(shè)計、修正工藝、更新?lián)Q代，生產(chǎn)更新型的電梯。電梯是集機械原理應(yīng)用、電氣控制技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學等多學科和技術(shù)分支于一體的機電設(shè)備。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制系統(tǒng)、單片機控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)。本 論文采用51單片機為核心控制元件，設(shè)計了一個四層電梯系統(tǒng)，使用單片機匯編語言進行編程，實現(xiàn)運送乘客到任意樓層，并且顯示電梯的樓層和上下行。利用單片機控制電梯有成本低通用行強、靈活性大及易于實現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞 ： 電梯、單片機、系統(tǒng)、控制 基于 單片機 的電梯控制系統(tǒng) 引 言 隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展及人口向都市集中 ,使都市的建筑物普遍朝高層化發(fā)展。電梯在我們的生活中起著舉足輕重的作用。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備 ,更是一種人們頻繁乘用的交通運輸設(shè)備。交流電梯是采用交流繼電接觸器控制的最普通 .最大量的一種電梯控制類型，這種控制使用繼電器數(shù)量大 , 保護連鎖觸點多。電氣線路復(fù)雜 .維護工作量大 ,可靠性稍差。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展 ,采用無觸點控制來代替有觸點控制已勢在必行。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點，所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式。采用單片機構(gòu)成控制系統(tǒng) ,不但可以大大降低成本 ,而且做成專用控制系統(tǒng) ,程序被固化 ,加強了保密性 ,提高了可靠性。 第一章 概述 課題背景 電梯是標志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運輸工具，是機電一體化的復(fù)雜運輸設(shè)備。它涉及電子技術(shù)、機械工程、電力電子技術(shù)、電力拖動系統(tǒng)和土木建設(shè)工程等多個科學領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個國家現(xiàn)代化程度的標志之一。隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，每天都有大量人流及物流需要輸送。為節(jié)約用地和適應(yīng)經(jīng)貿(mào)事業(yè)的發(fā)展，一幢幢高樓拔地而起，這些高層建筑的垂直運輸是一個突出問題，與人們的工作和生活緊密相關(guān)。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強大的保障。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也 在進步。 電梯的使用越來越普遍，已從原來只在商業(yè)大廈、賓館使用，過渡到在辦公室、居民樓等場所使用，并且對電梯功能的要求也不斷提高，相應(yīng)的控制方式也在不停地發(fā)生變化。對于電梯的控制，電梯控制器的實現(xiàn)有多種方式，諸如 PLC、單片機等等。在以前的電梯控制器設(shè)計中，大部分都采用 PLC 來實現(xiàn)，但是 PLC 是基于外圍的硬件實現(xiàn)電梯的控制，這樣的設(shè)計很難實現(xiàn)電梯的智能化， 而單片機的性能高、速度快、體積小、價格低、穩(wěn)定可靠、通用性強，能實現(xiàn)其智能化。因此我們采用了硬單片機來完成電梯控制器的設(shè)計。 課題簡介 本次設(shè)計主要介紹的是電梯手動控制器，硬件部分我們使用的是單片機及外圍電路組成高度為四層樓的電梯控制系統(tǒng)。單片機采用 AT89C51，晶體振蕩器選 6NHZ， C C2為 30PF瓷片電容與晶體振蕩器形成時鐘電路。電容 C3，電阻 R2， R1和按鍵 Reset構(gòu)成上電復(fù)位和手動復(fù)位電路。軟件部分采用兩種控制方案，簡易控制方案只是簡單的控制電梯上升下降。在各樓層短暫停留。而進一步控制方案則考慮各樓層的信號請求，以完成各樓層的升降控制。該系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點。 方案比較 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)計不靈活，故不采用本方案。 方案二： 隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的功能也在日益的壯大，單片機的應(yīng)用也越來越廣泛，單片機正在讓人們的生活逐漸走向智能化。 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，功能強，速度高，功耗低，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。 項目原理 電梯控制器由各樓層的電梯間 電路、電梯內(nèi)電路和控制臺電路三部分組成。電梯在各樓層的定位本應(yīng)采用程序開關(guān)，考慮到模型的操作，采用延時控制。相鄰樓層間升降設(shè)定為 2s。 第二章 硬件設(shè)計 MCS— 51系列單片機簡介 單片機是把中央處理器（ CPU），存儲器，定時器和 I/O 端口電路等一些計算機的主要功能部件集成在一塊電路芯片上的微型計算機。單片機的應(yīng)用是非常的廣泛，主要是基于其控制功能，由于單片機具有集成度高，體積小，可靠性高，價格低和易實現(xiàn)產(chǎn)品化等特點，特別適合應(yīng)用于測量和控制領(lǐng)域，可分為單片機應(yīng)用和多機應(yīng)用。 MCS— 51系列單 片機事是目前最廣泛的一種單片機系列 ,是 Intel公司于 1976年推出的一種單片機系列產(chǎn)品的名稱。 MCS— 51 是一種高性能 8 位單片微型計算機，它把構(gòu)成計算機的中央處理器 CPU,存儲器 ,寄存器組 ,I/O 接口制作在一塊集成電路芯片中 ,從而構(gòu)成較為完 整的計算機 .另外 ,在其內(nèi)部還集成有定時器 /記數(shù)器 ,串行通信接口等部件 ,因此可以方便地用于定時控制和遠程數(shù)據(jù)傳送 .常見的 MCS— 51 系列的單片機有 8051/8031/8751/80C51等型號。其中 8051 有 4KB 的 ROM， 8751 有 4KB 的 EPROM， 80C51 有 4KB 的 Flash 存儲器，而 8031 內(nèi)部沒有程序存儲器，必須由外部配置。 AT89C51單片機簡介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 1．主要特性： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 2．管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個TTL 門電流。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而 要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指 令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， 這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施 加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 3．振蕩器特性： XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余 至內(nèi) 部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 4．芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合， 并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM， 定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 單片機系統(tǒng)的擴展是以基本的最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，故應(yīng)首先熟悉最小應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。實際 上內(nèi)部帶有程序存儲器的 8051 或 8751 單片機本身就是一個最簡單的最小應(yīng)用系統(tǒng)， 許多實際應(yīng)用系統(tǒng)就是這種成本和體積小的單片機結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了高性能的控制。對于目前國內(nèi)較多的內(nèi)部無程序存儲器的芯片 8031 來說，則要用外接程序存儲器的方法才能構(gòu)成一個最小應(yīng)用系統(tǒng)