【正文】 的運動5. 能顯示轎廂模型當前到達的樓層編號。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上，電梯模型實現(xiàn)了語音提示、語音命令、電源切換等拓展功能。它涉及機械工程、電子技術、電力電子技術、自動控制理論、微機技術、MCU 技術和土建工程等多個科學領域。(3) 電梯運行時響應按鈕的優(yōu)先順序如下：① 方向優(yōu)先：電梯按某方向運行時，優(yōu)先響應該運行方向的按鈕；② 距離優(yōu)先：同一方向有多個按鈕呼叫時，優(yōu)先響應最近的樓層。 要有措施保證轎廂模型J起動、停止時不出現(xiàn)震蕩。 要電路板、關鍵電路版必須是自行制作的模塊。當市電電網(wǎng)停電時，用備用電源將電梯運行到最近樓層待機并開門。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玻璃粘成無上蓋板的六面體ABCDEFGH，；電梯轎廂模型J通過滑輪懸掛并由電動機M牽引，可在電梯間豎井模型的空間內(nèi)上下運動。2. 平均每層運行時間不超過4秒，平層結束時給出提示信號。 3. 播放語音提示，包括報告樓層、電梯運行方向、問好等。 電子版論文必須附完整的程序代碼、電路原理圖（PROTEL格式）、元器件清單等相關文件； 電梯豎井間部分也可簡化，由一垂直平面代替，如圖2所示。 關于電梯模型運行規(guī)則的說明：(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)表示要到達樓層編號的數(shù)字按鈕。 評分細則：目前，我國是世界最大的新裝電梯市場和最大的電梯生產(chǎn)國，而且還有著巨大的潛在市場和發(fā)展空間。各項測試結果表明該電梯模型系統(tǒng)可靠性高、系統(tǒng)成本低、人機交互性良好，較為真實的模擬出一臺單廂電梯模型控制系統(tǒng)的運行狀況，對實際電梯的控制系統(tǒng)設計有一定借鑒意義。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)測試及實現(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. 當某層有呼叫并有呼叫信號顯示時，轎廂模型作相應的運動，并準確平層，平層的位置誤差163。擴展要求：1. 增設可以延長和縮短轎廂樓層停留時間的按鈕（用于延長或縮短開門時間）。3. 播放語音提示，包括報告樓層、電梯運行方向、問好等。結構包括轎廂、配重、導軌、拖動滑輪、支架結構幾部分。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；拖動控制模塊包括直流電機驅(qū)動模塊、平層監(jiān)測紅外模塊兩部分；后臺監(jiān)測控制包括了語音提示模塊、語音命令和人機交互；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點數(shù)量的增加價格隨之提高，本系統(tǒng)中較多的按鍵及數(shù)碼管等需要大量的IO點來控制，若采用PLC則成本過高。但是此方案的缺點也很明顯：由于只有一片單片機，從功能上看雖然比較強大，但編著程序量顯然復雜的多；又輸出部分比較多會顯得電路十分零亂；再加上整機調(diào)試過程時糾錯和調(diào)試都比較麻煩，故不采用本方案。本模型系統(tǒng)采用3片廉價單片機ATMEGA16作為主控制中心。一片控制電梯運行及LED顯示，另外一片處理按鍵輸入，第三片作為后臺控制及監(jiān)控用。這樣，在流線圈在磁場中就會一直地轉(zhuǎn)動下去。采用紅外反射式一體傳感器。方案二：電機附帶碼盤測速,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，將兩種方案相結合，達到較高的控制精度和運行的穩(wěn)定性。方案二：采用nrf24l01無線通信模塊。故本系統(tǒng)選用此方案?？紤]到電梯運行的可靠性和穩(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LM7800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。各種性能指標均比ISD2560的要好。使得整個系統(tǒng)的運行安全性能高，可靠性好。模塊框圖如下所示. 系統(tǒng)結構圖邏輯控制部分電路的主要功能為：為主控單片機提供最小工作系統(tǒng)，驅(qū)動數(shù)碼管和LED，并構成行列式鍵盤。本電路中用于樓層間按鍵提示和電梯運行方向顯示的LED共為10個，同樣采用74HC595來實現(xiàn)對它們的控制。要想使電梯系統(tǒng)的各個部分聯(lián)系起來，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。 我們采用兩個二極管的或方式連接。電梯響應呼叫的順序應遵循：同向優(yōu)先，其次就近。運行過程中，會即時地將目前電梯的位置寫入單片機的EEPROM中，若出現(xiàn)短時掉電，則可從EEPROM中讀取當前層數(shù)。3． 當有多層呼叫時，轎廂模型將按說明中的電梯模型運行規(guī)則作相應的運動，并依次在呼叫的樓層停留3～8秒；4． 增設模擬轎廂內(nèi)表示乘客欲到達層數(shù)的按鈕，轎廂模型將按照電梯模型運行規(guī)則作相應的運動5． 短時停電操作。2． 停電時緊急操作。4． 在電梯運行及待機過程中，采取其他措施起到有效的節(jié)能作用。經(jīng)過這將近一個月的比賽，我們確實學到了不少東西，有了新的提升，特小結如下：（1） 進一步鞏固了使用Visual C++進行邏輯仿真的方法，使得整個硬件調(diào)試過程得以順利完成，同時，我們也注意到了Visual C++與AVR的編譯器還是有些區(qū)別，一些原來在Visual C++上運行正確的卻在硬件調(diào)試中出現(xiàn)了錯誤，這提醒我們在進行設計的時候應做到嚴謹問題、考慮的全面性、注意更多的細節(jié)，以避免不必要的錯誤。臨近期末，大家都開始著手準備期末考，而我們還需在空余時間投入比賽。（4） 經(jīng)過參加此次比賽，培養(yǎng)了我們對電子設計和制作的興趣。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，我國是世界最大的新裝電梯市場和最大的電梯生產(chǎn)國，而且還有著巨大的潛在市場和發(fā)展空間。采用模塊化的軟硬件設計，使系統(tǒng)結構簡潔，明了，易于理解和接受。3． 轎廂模型的額定負荷可以數(shù)控設置，當加載的物體超過額定值時，將發(fā)出超重報警信號。5． 播放語音提示，報告樓層、電梯運行方向、問好等。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） 停電時緊急操作。4. 采用適當?shù)娜藱C界面（如采用觸摸屏、語音辨識等），使界面與用戶的交互性良好， 操作簡易，運行迅速，適合各類人群。 平層的要求是以轎廂模型J的底平面（或自定標志）與表示樓層的標志線平齊。實際制作時，按鈕的安裝位置不作任何限制。它涉及到多 個方面，包括：機械工程、電子技術、電力電子技術、電機與拖動理論、自動控 制理論、電力拖動自動控制系統(tǒng)、微機技術、MCU 技術和土建工程等多個科學領域。 據(jù)統(tǒng)計，在世界各地運行的電梯有 400 多萬臺，其中日本就有 34 萬臺。其中美國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，我國每年將需要電梯在 40000 臺以上，5 年后將達到 50000 臺，如此大的市場需求，將是電梯業(yè)再創(chuàng)輝煌的最好契機。1 個 PLC 控制器定價一般需要數(shù)萬元，價格比較昂貴。但是此方案的缺點也很明顯：由于只有一片單片機，從功能上看雖然比較強大，但編著程序量顯然復雜的多；又輸出部分比較多會顯得電路十分零亂；再加上整機調(diào)試過程時糾錯和調(diào)試都比較麻煩，故不采用本方案。同時，采用現(xiàn)場總線技術，應用于生產(chǎn)現(xiàn)場在各種微機測量控制設備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網(wǎng)絡，為自動化系統(tǒng)的最終用戶帶來方便。結構圖如下： 系統(tǒng)結構圖 主控板電路圖 后臺板電路圖如圖所示，以下三圖分別為電梯按鈕布局、樓層顯示界面及后臺各個菜單，各個界面均較人性化，人機交互效果良好。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： 紅外接收管檢測電路由于樓層檢測需要有較高的實時性，以利于平層，所以必須使用外中斷。用該芯片作為電機驅(qū)動，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芯片實現(xiàn)報方向、樓層、問好等功能。每個采樣值直接存儲在片內(nèi)單個EEPROM單元中，因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、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 本電機電源使用開關電源220V市電轉(zhuǎn)換為直流12V供電，經(jīng)過主控穩(wěn)壓芯片降壓至5V。而且相對于主機而言只存在接受的關系，并不構成交流，所以直接通過IO口進行連接，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，且避免了數(shù)據(jù)遺失的可能。ISD1760語音播報程序流程圖如下圖所示： 開始發(fā)送播音地址啟動播音退出 ISD1760語音播報流程圖進入等待程序后，開定時器，清零計數(shù)變量，每秒變量加1，直到計數(shù)超過等待設定值后，跳出死循環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行程序，完成等待過程。程序流程圖如下： 系統(tǒng)測試及實現(xiàn)功能 經(jīng)過測試，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展功能，具體如下：基本功能：1． 當某層有呼叫并有呼叫信號顯示時，轎廂模型作相應的運動，并準確平層，平層的位置誤差163。轎廂運行時，將模型停電10秒后再重新送電，電梯應運行到最近樓層（期間不接收所有樓層呼叫），到達平層位置后，重新接收樓層呼叫并可正常運行。9． 轎廂模型的額定負荷可以數(shù)控設置，當加載的物體超過額定值時，將發(fā)出超重報警信號。11. 播放語音提示，報告樓層、電梯運行方向、問好等。本系統(tǒng)的后臺管理可以實現(xiàn)用戶密碼登錄、賬號管理、設置高峰期不停層、修改等待時間、通過圖形顯示電梯運行狀態(tài)等功能，管理方便有效。用單片機和可編程邏輯器件編著的程序結合可以使電路和設計非常簡單；系統(tǒng)的功能也比較穩(wěn)定且容易控制；軟硬件的結合無疑是這幾年并且是今后相當長一段時間內(nèi)的主流，對于今后的電子設計與制作的發(fā)展前景，我們充滿信心。因此，深入學習和研究電梯控制系統(tǒng)有著重要的現(xiàn)實意義。關鍵詞： 電梯控制系統(tǒng) 模塊化 雙機通訊 單片機目錄摘要........................................................1目錄........................................................1設計任務與要求..............................................2引言........................................................3電梯模型系統(tǒng)總體構架.....................................4