【正文】 的運(yùn)動(dòng)5. 能顯示轎廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號(hào)。s gross structure, the hardware design and the software debugging specifically. In line with systems control39。本著系統(tǒng)控制的理念，穩(wěn)定可靠的原則，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了題目要求的各種基本功能，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的基礎(chǔ)上，電梯模型實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音提示、語(yǔ)音命令、電源切換等拓展功能。它涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、微機(jī)技術(shù)、MCU 技術(shù)和土建工程等多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。(3) 電梯運(yùn)行時(shí)響應(yīng)按鈕的優(yōu)先順序如下：① 方向優(yōu)先：電梯按某方向運(yùn)行時(shí)，優(yōu)先響應(yīng)該運(yùn)行方向的按鈕；② 距離優(yōu)先：同一方向有多個(gè)按鈕呼叫時(shí)，優(yōu)先響應(yīng)最近的樓層。 要有措施保證轎廂模型J起動(dòng)、停止時(shí)不出現(xiàn)震蕩。 要電路板、關(guān)鍵電路版必須是自行制作的模塊。當(dāng)市電電網(wǎng)停電時(shí)，用備用電源將電梯運(yùn)行到最近樓層待機(jī)并開(kāi)門。5mm。示意圖如圖1所示。圖1電梯控制模型圖1中：電梯間豎井模型部分可由有機(jī)玻璃粘成無(wú)上蓋板的六面體ABCDEFGH，；電梯轎廂模型J通過(guò)滑輪懸掛并由電動(dòng)機(jī)M牽引，可在電梯間豎井模型的空間內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)。2. 平均每層運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)4秒，平層結(jié)束時(shí)給出提示信號(hào)。 3. 播放語(yǔ)音提示，包括報(bào)告樓層、電梯運(yùn)行方向、問(wèn)好等。 電子版論文必須附完整的程序代碼、電路原理圖（PROTEL格式）、元器件清單等相關(guān)文件； 電梯豎井間部分也可簡(jiǎn)化，由一垂直平面代替，如圖2所示。 關(guān)于電梯模型運(yùn)行規(guī)則的說(shuō)明：(1) 電梯有兩種類型的按鈕：第一種為各樓層上的“向上”、“向下”按鈕；第二種為電梯轎廂內(nèi)表示要到達(dá)樓層編號(hào)的數(shù)字按鈕。 評(píng)分細(xì)則：目前，我國(guó)是世界最大的新裝電梯市場(chǎng)和最大的電梯生產(chǎn)國(guó)，而且還有著巨大的潛在市場(chǎng)和發(fā)展空間。各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果表明該電梯模型系統(tǒng)可靠性高、系統(tǒng)成本低、人機(jī)交互性良好，較為真實(shí)的模擬出一臺(tái)單廂電梯模型控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，對(duì)實(shí)際電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定借鑒意義。s idea, the stable reliable principle, the system has realized topic request each kind of basic function, in t目錄 2 2 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 7 7 7 7 7 84. 系統(tǒng)測(cè)試及實(shí)現(xiàn)功能 10 10附錄 11附錄1各部分原理圖以及PCB圖 11附錄2部分程序清單 13基本要求：1. 當(dāng)某層有呼叫并有呼叫信號(hào)顯示時(shí)，轎廂模型作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并準(zhǔn)確平層，平層的位置誤差163。擴(kuò)展要求：1. 增設(shè)可以延長(zhǎng)和縮短轎廂樓層停留時(shí)間的按鈕（用于延長(zhǎng)或縮短開(kāi)門時(shí)間）。3. 播放語(yǔ)音提示，包括報(bào)告樓層、電梯運(yùn)行方向、問(wèn)好等。結(jié)構(gòu)包括轎廂、配重、導(dǎo)軌、拖動(dòng)滑輪、支架結(jié)構(gòu)幾部分。其中，邏輯控制部分包括主控制器模塊、電梯按鍵模塊和數(shù)碼管顯示模塊；拖動(dòng)控制模塊包括直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、平層監(jiān)測(cè)紅外模塊兩部分；后臺(tái)監(jiān)測(cè)控制包括了語(yǔ)音提示模塊、語(yǔ)音命令和人機(jī)交互；電源穩(wěn)壓及切換包括市電電源轉(zhuǎn)化以及穩(wěn)壓電路。但是PLC隨IO點(diǎn)數(shù)量的增加價(jià)格隨之提高，本系統(tǒng)中較多的按鍵及數(shù)碼管等需要大量的IO點(diǎn)來(lái)控制，若采用PLC則成本過(guò)高。但是此方案的缺點(diǎn)也很明顯：由于只有一片單片機(jī)，從功能上看雖然比較強(qiáng)大，但編著程序量顯然復(fù)雜的多；又輸出部分比較多會(huì)顯得電路十分零亂；再加上整機(jī)調(diào)試過(guò)程時(shí)糾錯(cuò)和調(diào)試都比較麻煩，故不采用本方案。本模型系統(tǒng)采用3片廉價(jià)單片機(jī)ATMEGA16作為主控制中心。一片控制電梯運(yùn)行及LED顯示，另外一片處理按鍵輸入，第三片作為后臺(tái)控制及監(jiān)控用。這樣，在流線圈在磁場(chǎng)中就會(huì)一直地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。采用紅外反射式一體傳感器。方案二：電機(jī)附帶碼盤測(cè)速,這種方法可以精確,但編程要求太高.基于上述分析，我們采用了兩種方案的優(yōu)點(diǎn)，將兩種方案相結(jié)合，達(dá)到較高的控制精度和運(yùn)行的穩(wěn)定性。方案二：采用nrf24l01無(wú)線通信模塊。故本系統(tǒng)選用此方案。考慮到電梯運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，必須提供穩(wěn)定而且可靠的電源。一般的電源穩(wěn)壓模塊為L(zhǎng)M7800系列的穩(wěn)壓模塊，考慮到系統(tǒng)功耗較大，此系列的穩(wěn)壓模塊功耗較大，不利于系統(tǒng)的工作。各種性能指標(biāo)均比ISD2560的要好。使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性能高，可靠性好。模塊框圖如下所示. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖邏輯控制部分電路的主要功能為：為主控單片機(jī)提供最小工作系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管和LED，并構(gòu)成行列式鍵盤。本電路中用于樓層間按鍵提示和電梯運(yùn)行方向顯示的LED共為10個(gè)，同樣采用74HC595來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的控制。要想使電梯系統(tǒng)的各個(gè)部分聯(lián)系起來(lái)，并協(xié)調(diào)穩(wěn)定地工作，就必須使用快速可靠的通信方式。 我們采用兩個(gè)二極管的或方式連接。電梯響應(yīng)呼叫的順序應(yīng)遵循：同向優(yōu)先，其次就近。運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)即時(shí)地將目前電梯的位置寫(xiě)入單片機(jī)的EEPROM中，若出現(xiàn)短時(shí)掉電，則可從EEPROM中讀取當(dāng)前層數(shù)。3． 當(dāng)有多層呼叫時(shí)，轎廂模型將按說(shuō)明中的電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并依次在呼叫的樓層停留3～8秒；4． 增設(shè)模擬轎廂內(nèi)表示乘客欲到達(dá)層數(shù)的按鈕，轎廂模型將按照電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)5． 短時(shí)停電操作。2． 停電時(shí)緊急操作。4． 在電梯運(yùn)行及待機(jī)過(guò)程中，采取其他措施起到有效的節(jié)能作用。經(jīng)過(guò)這將近一個(gè)月的比賽，我們確實(shí)學(xué)到了不少東西，有了新的提升，特小結(jié)如下：（1） 進(jìn)一步鞏固了使用Visual C++進(jìn)行邏輯仿真的方法，使得整個(gè)硬件調(diào)試過(guò)程得以順利完成，同時(shí)，我們也注意到了Visual C++與AVR的編譯器還是有些區(qū)別，一些原來(lái)在Visual C++上運(yùn)行正確的卻在硬件調(diào)試中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，這提醒我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)做到嚴(yán)謹(jǐn)問(wèn)題、考慮的全面性、注意更多的細(xì)節(jié)，以避免不必要的錯(cuò)誤。臨近期末，大家都開(kāi)始著手準(zhǔn)備期末考，而我們還需在空余時(shí)間投入比賽。（4） 經(jīng)過(guò)參加此次比賽，培養(yǎng)了我們對(duì)電子設(shè)計(jì)和制作的興趣。214。 uchar keys_H。// unsigned char flag1=0。 uchar arm_layer。202。190。180。 uchar frst_send1=0b00000101。241。170。 180。 //191。 UCSRB|=(1RXEN)|(1RXCIE)。 DDRD|=BIT(1)。(BIT(UDRE)))) 。253。205。229。230。208。 UDR=send[n]。200。162。234。200。189。187。177。203。170。234。172。239。227。177。184。186。200。191。247。162。243。187。 DDRDamp。 temp1=UDR。220。216。193。206。168。163。214。181。210。214。253。216。199。//210。210。202。211。184。214。172。244。208。184。249。216。211。216。189。244。177。161。162。189。184。188。212。249。189。180。197。221。163。161。217。179。253。170。172。225。248。187。209。247。216。}void delay(unsigned int ums){ unsigned int i,j。j1411。211。168。172。243。180。252。162。1186。163。188。207。 send[0]=frst_send1。191。247。162。175。188。162。253。172。206。246。 200。214。200。211。216。 delay(1)。 while(!flag)//181。180。187。 { uart_send()。//181。211。 system_init()。179。188。172。226。180。184。205。184。181。196。184。203。184。187。202。206。192。200。204。181。194。 //191。200。200。181。=~BIT(5)。211。248。175。211。210。195。184。176。 208。212。180。176。208。 switch(inbox[1]) { case 0x01: arm_layer=0x01。181。214。204。 case 0x02: arm_layer=0x02。181。214。204。 case 0x80: arm_layer=0x05。181。214。204。 } } flag=0。 if(flag) { if(inbox[0]amp。211。248。175。211。210。195。184。176。 208。212。180。176。208。 if(inbox[1]==0x05)// { frst_send1|=BIT(5)。=~BIT(5)。目前，我國(guó)是世界最大的新裝電梯市場(chǎng)和最大的電梯生產(chǎn)國(guó)，而且還有著巨大的潛在市場(chǎng)和發(fā)展空間。采用模塊化的軟硬件設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，明了，易于理解和接受。3． 轎廂模型的額定負(fù)荷可以數(shù)控設(shè)置，當(dāng)加載的物體超過(guò)額定值時(shí)，將發(fā)出超重報(bào)警信號(hào)。5． 播放語(yǔ)音提示，報(bào)告樓層、電梯運(yùn)行方向、問(wèn)好等。本系統(tǒng)加入紅 外傳感非接觸式按鈕，代替?zhèn)鹘y(tǒng)上的機(jī)械式按鈕，使得操作方便快捷，適合多種人群。示意圖如圖1所示。5mm。（2） 停電時(shí)緊急操作。4. 采用適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)界面（如采用觸摸屏、語(yǔ)音辨識(shí)等），使界面與用戶的交互性良好， 操作簡(jiǎn)易，運(yùn)行迅速，適合各類人群。 平層的要求是以轎廂模型J的底平面（或自定標(biāo)志）與表示樓層的標(biāo)志線平齊。實(shí)際制作時(shí)，按鈕的安裝位置不作任何限制。它涉及到多 個(gè)方面，包括：機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)理論、自動(dòng)控 制理論、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、微機(jī)技術(shù)、MCU 技術(shù)和土建工程等多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在世界各地運(yùn)行的電梯有 400 多萬(wàn)臺(tái)，其中日本就有 34 萬(wàn)臺(tái)。其中美國(guó)奧的斯公司和日本三菱公司是世界上年產(chǎn)量最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。隨著城市向大型化、高層化的發(fā)展，我國(guó)每年將需要電梯在 40000 臺(tái)以上，5 年后將達(dá)到 50000 臺(tái)，如此大的市場(chǎng)需求，將是電梯業(yè)再創(chuàng)輝煌的最好契機(jī)。1 個(gè) PLC 控制器定價(jià)一般需要數(shù)萬(wàn)元，價(jià)格比較昂貴。但是此方案的缺點(diǎn)也很明顯：由于只有一片單片機(jī)，從功能上看雖然比較強(qiáng)大，但編著程序量顯然復(fù)雜的多；又輸出部分比較多會(huì)顯得電路十分零亂；再加上整機(jī)調(diào)試過(guò)程時(shí)糾錯(cuò)和調(diào)試都比較麻煩，故不采用本方案。同時(shí)，采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)在各種微機(jī)測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信，也被稱為開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)，為自動(dòng)化系統(tǒng)的最終用戶帶來(lái)方便。結(jié)構(gòu)圖如下： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 主控板電路圖 后臺(tái)板電路圖如圖所示，以下三圖分別為電梯按鈕布局、樓層顯示界面及后臺(tái)各個(gè)菜單，各個(gè)界面均較人性化，人機(jī)交互效果良好。采用譯碼器的原因是減少I/O口的數(shù)量。紅外接收管的電路圖如下： 紅外接收管檢測(cè)電路由于樓層檢測(cè)需要有較高的實(shí)時(shí)性，以利于平層，所以必須使用外中斷。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。電路圖如下 稱重模塊原理圖在主板上，我們使用ISD1760芯片實(shí)現(xiàn)報(bào)方向、樓層、問(wèn)好等功能。每個(gè)采樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)EEPROM單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。 ISD1760原理圖 本電機(jī)電源使用開(kāi)關(guān)電源220V市電轉(zhuǎn)換為直流12V供電，經(jīng)過(guò)主控穩(wěn)壓芯片降壓至5V。而且相對(duì)于主機(jī)而言只存在接受的關(guān)系，并不構(gòu)成交流，所以直接通過(guò)IO口進(jìn)行連接，雖然占用比較多的IO口，但在IO口充足的的條件下，更為直截了當(dāng)，且避免了數(shù)據(jù)遺失的可能。ISD1760語(yǔ)音播報(bào)程序流程圖如下圖所示： 開(kāi)始發(fā)送播音地址啟動(dòng)播音退出 ISD1760語(yǔ)音播報(bào)流程圖進(jìn)入等待程序后，開(kāi)定時(shí)器，清零計(jì)數(shù)變量，每秒變量加1，直到計(jì)數(shù)超過(guò)等待設(shè)定值后，跳出死循環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行程序，完成等待過(guò)程。程序流程圖如下： 系統(tǒng)測(cè)試及實(shí)現(xiàn)功能 經(jīng)過(guò)測(cè)試，本系統(tǒng)很好地完成了題目中所涉及到的所有基本功能及擴(kuò)展功能，具體如下：基本功能：1． 當(dāng)某層有呼叫并有呼叫信號(hào)顯示時(shí)，轎廂模型作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并準(zhǔn)確平層，平層的位置誤差163。轎廂運(yùn)行時(shí)，將模型停電10秒后再重新送電，電梯應(yīng)運(yùn)行到最近樓層（期間不接收所有樓層呼叫），到達(dá)平層位置后，重新接收樓層呼叫并可正常運(yùn)行。9． 轎廂模型的額定負(fù)荷可以數(shù)控設(shè)置，當(dāng)加載的物體超過(guò)額定值時(shí)，將發(fā)出超重報(bào)警信號(hào)。11. 播放語(yǔ)音提示，報(bào)告樓層、電梯運(yùn)行方向、問(wèn)好等。本系統(tǒng)的后臺(tái)管理可以實(shí)現(xiàn)用戶密碼登錄、賬號(hào)管理、設(shè)置高峰期不停層、修改等待時(shí)間、通過(guò)圖形顯示電梯運(yùn)行狀態(tài)等功能，管理方便有效。用單片機(jī)和可編程邏輯器件編著的程序結(jié)合可以使電路和設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單；系統(tǒng)的功能也比較穩(wěn)定且容易控制；軟硬件的結(jié)合無(wú)疑是這幾年并且是今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的主流，對(duì)于今后的電子設(shè)計(jì)與制作的發(fā)展前景，我們充滿信心。因此，深入學(xué)習(xí)和研究電梯控制系統(tǒng)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞： 電梯控制系統(tǒng) 模塊化 雙機(jī)通訊 單片機(jī)目錄摘要........................................................1目錄........................................................1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求..............................................2引言........................................................3電梯模型系統(tǒng)總體構(gòu)架.....................................4