【正文】 機(jī)驅(qū)動模塊的供電電路開路。緊接著定時器開始定時，若出口處第二組激光長時間未被阻斷，單片機(jī)會給語音模塊觸發(fā)信號，語音芯片 WTV020 工作并驅(qū)動揚聲器播報“出口處，請勿逗留” ,此時如果出口第二組激光被阻斷 ,出口計數(shù)器 2 自減 1，直至減為 0，語音停止播報。 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 分類號 ： 題目： 滾動電梯節(jié)能安全控制系統(tǒng)設(shè)計 作 者 姓 名： 孫海中 學(xué) 號： 2021080128 院 （系）： 機(jī)械與電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 指 導(dǎo) 教 師： 唐永剛、 司志良 指導(dǎo)教師職稱： 副教授、工程師 2021 年 4 月 20 日 Year 2021 Bachelor Graduation Assignment Title: The design for the system of energysaving and safety ocontrollment of scroll elevator Author: Sun Haizhong Student ID: 2021080128 Department: Collage of Mechanical and Electronic Engineering Major: Electronic and Information Engineering Instructor: Tang Yonggang、 Si Zhiliang Professional Title: Associate Professor、 Engineer April 20th,2021 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計設(shè)計并制作了滾動電梯節(jié)能安全控制系統(tǒng)。出口計數(shù)器的初值等于入口計數(shù)器終值。最后，電機(jī)會停止運轉(zhuǎn)，同時語音播報“系統(tǒng)故障，請勿慌張”。 Safety。 Antireversing。如何能夠有效的節(jié)約電能，這是本系統(tǒng)設(shè)計的一大初衷。一方面，電機(jī)啟動至完全運行需要一個過渡的過程，這樣可避免乘客乘電梯時因電梯突然運行而帶來的不適感。 北京地鐵四號線電梯事故現(xiàn)場圖片 在離電梯入口 2米出設(shè)置一組激光，當(dāng)乘客碰到它時，電機(jī)會啟動，待乘客上電梯時，此時的電梯已經(jīng)完全啟動。信號采集部分使用激光檢測技術(shù)和霍爾傳感技術(shù)。本設(shè)計所需硬件設(shè)備雖較少，但能有效的實現(xiàn)目的，達(dá)到令人滿意的效果。單片機(jī)就會對產(chǎn)生的信號進(jìn)行處理，控制電梯電機(jī)的運轉(zhuǎn)和語音播報系統(tǒng)。 （ 3）語音模塊。 （ 7）電機(jī)驅(qū)動模塊。 電機(jī)正反轉(zhuǎn)檢測模塊 (采集電機(jī)正反轉(zhuǎn)信號 ) 激光模塊（采集乘客進(jìn)出信號） 單片機(jī)控制模塊（節(jié)能和防倒轉(zhuǎn)） 電機(jī)驅(qū)動模塊 電機(jī)運轉(zhuǎn) 繼電器模塊 語音模塊 系統(tǒng)設(shè)計方案概述 4 圖 13 設(shè)計需求簡要框圖 信號采集系統(tǒng) 電梯上無人 有人準(zhǔn)備上電梯時 有人長時間停留在電梯出口 檢測到電機(jī)倒轉(zhuǎn) 電梯 平緩減速至停止 電梯平緩加速至平穩(wěn)速度 系統(tǒng)提示乘客離開出 口 系統(tǒng)提示乘客勿慌張 并切斷電機(jī)電源 宿州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 2. 硬件實現(xiàn) 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 單片機(jī) 本課題使用的單片機(jī)芯片為 STC89C52RC，如圖 21所示。 時鐘引腳 （ 1） XTAL1（ 19 腳）：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘 發(fā)生器電路輸入端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器，該硬件實現(xiàn) 6 腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容。當(dāng)看門狗定時器溢出輸出時，該腳將輸出長達(dá) 96個時鐘振蕩周期的高電平。 VPP：引腳第二 功能，對片內(nèi) Flash 編程，接編程電壓。 并行 I/O 口引腳 （ 1） P0 口： 8位，漏極開路的雙向 I/O 口 當(dāng)外擴(kuò)存儲器及 I/O 接口芯片時， P0 口作為低 8 位地址總線及數(shù)據(jù)總線的分時復(fù)用端口。 （ 2） P1 口： 8位，準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 （ 3） P2 口： 8位，準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 P2口可驅(qū)動 4個 LS型 TTL 負(fù)載?？沈?qū)動 4 個 LS 型 TTL 負(fù)載。單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都恢復(fù)到一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。在 MCS51 系列單片 機(jī)內(nèi)部有一個高增益反向放大器，其輸入端引腳為 XTAL1，其輸出端引腳為 XTAL2。電路圖如圖 23所示。電路圖中 DC 為電源接口，可接入電源。具體包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、語音接口、激光接口、交流電機(jī)控制接口、控 制電機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)的接口等。一旦 正反轉(zhuǎn)模塊檢測到電機(jī)反轉(zhuǎn)，該模塊單片機(jī)會接收到反轉(zhuǎn)信號，并切斷控制電機(jī)驅(qū)動模塊的繼電器模塊電源。 本設(shè)計系統(tǒng)中，在電梯入口處安裝一組激光，出口處安裝一組激光，離出口兩米處再安裝一組激光。當(dāng)有人從入口處進(jìn)入時，電機(jī)開始工作。 (2)當(dāng)有人阻斷激光時，電平由高變低，計數(shù)器計數(shù)。從而達(dá)到節(jié)能的目的。語音芯片 (插在 J3上 )WTV020是雙線串口控制。 宿州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 圖 211 語音模塊接口圖 硬件實現(xiàn) 16 圖 212 語音模塊接口實物圖 繼電器和電機(jī)驅(qū)動模塊 繼電器模塊 本模塊用于控制電機(jī)，從而控制電梯的運轉(zhuǎn)與停止。當(dāng) ULN2021 的一個輸入端為高電平時，它對應(yīng)的輸出端是低電平，它連接的繼電器線圈就得電，相應(yīng)線圈就有電流通過。電路中若干芯片功能簡述如下： （ 1） PCF8591：晶閘管單片移相觸發(fā)集成電路，是一個單片集成、單獨供電、低功耗、 8bit CMOS 數(shù)據(jù)獲取器件。 TCA785 通過一個高阻抗的電阻從線路電壓（ V5）引入一個同步信號。根據(jù)控制電壓的大小，觸發(fā)角度 可以在 0~180 的相位之間移動。之間。 應(yīng)用于輸 出端 QZ 的信號是 Q1 和Q2 的非端輸出信號。 ICL7660的 靜態(tài)電流 典型值為 170μ A，輸入電壓范圍為 ， (Intersil 公司 ICL7660A輸入電壓范圍為 ）工作頻率為 10 kHz 只需外接 10 kHz 的小體積電容，只需外接 10μ F的小體積電容效率高達(dá) 98％合輸出功率可達(dá) 700mW（以 DIP 封裝為例），符合輸出 100mA 的要求。 （ 4） LM393:電壓雙比較器。 該模塊原理圖、 PCB 圖以及實物圖如圖 21附錄六和圖 216所示。電機(jī)正反轉(zhuǎn)相應(yīng)的指示燈會點亮。當(dāng)乘客出電梯時，一是停留在出口處，此時語音提示乘客“請勿在電梯出口處逗留”；另一是乘客直接走出出口處，電梯停止。 使用 KEIL 軟件編譯調(diào)試，將產(chǎn)生的 hex 通過最小系統(tǒng)中的串行通信口將文件下載到單片機(jī)中，從而使整個系統(tǒng)正常工作。如果該乘客在規(guī)定的時間內(nèi)未阻斷出口處得第二道激光，此時語音系統(tǒng)播報提示 ” 電梯出口處，請勿逗留 ” ，直至第二道激光被阻斷，語音系統(tǒng)停止播報。在設(shè) 定的時間內(nèi)，只要有人未阻斷電梯出口的第二道激光，語音系統(tǒng)播報提示 ” 電梯出口處，請勿逗留 ” ， 直至所有人都通過出口第二道激光，語音系統(tǒng)停止播報。系統(tǒng)檢測到倒轉(zhuǎn)，會立即做出反應(yīng)，切斷電源，電梯停止運行，倒轉(zhuǎn)指示燈均滅。采集部分使用激光檢測技術(shù)以及霍爾傳感器，用單片機(jī)對信號進(jìn)行分析、處理，以語音播報提示乘客“不要在電梯出口處逗留”和“系統(tǒng)故障，請勿慌張”，并控制電機(jī)的運轉(zhuǎn)情況。近來的電梯事故多是由電梯逆行引發(fā)的，本課題引入的霍爾傳感器作為防倒轉(zhuǎn)檢測的傳感器敏感元件，一旦檢測電梯逆行，單片機(jī)會做出反應(yīng)，切斷電機(jī)的供電電源。 參考文獻(xiàn) 26 參考文獻(xiàn) [1] 李華 .可編程控制器（ PLC）在電梯設(shè)計中的重要作用 [J].科技與經(jīng)濟(jì) .2021,8(3):170180. 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