【正文】 ：............................4 電梯總體結(jié)構(gòu)介紹.....................................42 系統(tǒng)電路模塊方案..........................................5 主控制臺模塊.........................................5 驅(qū)動控制模塊..........................................7 模塊間通訊方案.......................................9軟件編程.................................................9系統(tǒng)測試及小結(jié)...........................................10附程序清單..................................................11設(shè)計任務(wù)與要求 A 電梯控制模型1) 任務(wù)J2B CA D345F GE H DJ1M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)玻璃粘成無上蓋板的六面體ABCDEFGH，；電梯橋廂模型J通過滑輪懸掛并由電動機(jī)M牽引，可在電梯間豎井模型的空間內(nèi)上下運(yùn)動。二、 要求：a) 基本要求：i. 當(dāng)某層有呼叫并有呼叫信號顯示時，橋廂模型作相應(yīng)的運(yùn)動，并準(zhǔn)確平層，平層的位置誤差163。iii. 能自動記錄、顯示橋廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號。三、 說明a) 控制電機(jī)類型不限，其安裝位置及安裝方式自定。 A J2345 B 1MJ圖2 簡化電梯控制模型e) 關(guān)于電梯模型運(yùn)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；第二種為電梯橋廂內(nèi)表示要到達(dá)樓層編號的數(shù)字按鈕。引言電梯系統(tǒng)是機(jī)電一體化的，運(yùn)用于高層建筑的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。目前，在發(fā)達(dá)國家，各類電梯的使用相當(dāng)普遍。世界上有名的幾家電梯公司，包括美國奧的斯公司、瑞士迅達(dá)公司、日本三菱公司和日立公司、芬蘭科恩公司，其電梯產(chǎn)量已經(jīng)占世界市場的51%。今后幾年。1個PLC 控制器定價一般需要數(shù)萬元，價格比較昂貴。同時，采用現(xiàn)場總線技術(shù)，應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場在各種微機(jī)測量控制設(shè)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(luò)，為自動化系統(tǒng)的最終用戶帶來方便。這樣使電梯控制系統(tǒng)更靈活方便，同時成本更低。 軟件編程采用結(jié)構(gòu)化、模式化的C語言編程，根據(jù)每個模塊的特點編寫兼容的程序。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。對應(yīng)廂外廂內(nèi)3組鍵（每組6鍵），每組LED由一個寄存器控制其狀態(tài)。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。步進(jìn)電機(jī)的一些特點：6. 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的35%，且不累積。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。步進(jìn)電機(jī)與單片機(jī)的接口電路如圖下所示： 平層檢測光電對射管平層電路是五個獨立的電路模塊，安裝于每層樓固定位置。并聯(lián)負(fù)反饋放大電路有著穩(wěn)定的增益和低的輸入阻抗，能消除光敏管結(jié)電容的影響，獲得良好的高頻特性。這個電路的缺點是當(dāng)多個探頭同時使用時因為頻率接近，一旦相鄰單元的光斑出現(xiàn)部分重合就會有差拍干擾造成輸出抖動。要求平均每層運(yùn)行時間不超過5秒，平層結(jié)束時顯示所在樓層。（5） 能進(jìn)行短時或長時停電操作。sbit f2dn=P2^3。sbit f4dn=P2^5。sbit f6dn=P2^7。uint button[2][7]。uint temp。i=3。 //開啟串口通訊 TMOD=0x20。 TL1=0xfd。 }void operate_led(){ if (tempst0x10) { button[dir][tempst16]=LEDON。 } P1=NCTs[tempst+6]。 f2dn=button[DOWN][2]。 f4dn=button[DOWN][4]。 f6dn=button[DOWN][6]。 led_dn=LEDON。 } else { if (flag12) { tempst=temp。 led_dn=LEDOFF。 P2=0x00。sbit DCLK=P1^7。sbit PEN=P1^2。 uint XX,YY,tp_count,tp_en,tp_change。i0。 }//延時100usvoid Delay100us(){ uchar i=20。 PCON=0。}include include /****************************************************//********************中斷設(shè)計************************/void init_serial_(){ EA=0。j0。/****************************************************//********************通用函數(shù)************************///延時msvoid Delay(uint ms) { uint i,j。 uint timer,pcc_sense,timer_en。sbit DIN=P1^5。sbit RW=P3^6。 while(1) { if (!RS) { P0=0x00。 operate_led()。 temp=SBUF。 led_dn=LEDOFF。 f5dn=button[DOWN][5]。 f3dn=button[DOWN][3]。 f1dn=button[DOWN][1]。 } else { button[dir][tempst]=LEDOFF。 EA=1。//含SMOD位波特率選擇位 SCON=0x50。j=6。uint i,j。 uint dir。sbit led_dn=P2^1。sbit f5dn=P2^6。sbit f3dn=P2^4。sbit f1dn=P2^2。（3） 能自動記錄、顯示橋廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號。 模塊間通訊方案 利用89C52單片機(jī)上的RXD串行口輸入和TXD串行口輸出實現(xiàn)雙機(jī)通訊軟件編程：否否是是開始初始化二號機(jī)就緒？掃描按鍵到達(dá)平層？發(fā)送下一停層指示到二號機(jī)是是開始讀取歷史是否接收到一號機(jī)的指示？停至最近平層向一號機(jī)發(fā)送就緒信號電機(jī)驅(qū)動光電對管有感應(yīng)？到達(dá)停層？開關(guān)廂門是否否否系統(tǒng)測試及小結(jié) 本系統(tǒng)很好地完成了以下功能：（1） 當(dāng)某層有呼叫并有呼叫信號顯示時，橋廂模型作相應(yīng)的運(yùn)動，并準(zhǔn)確平層，平層的位置誤差163。在outi和outo之間的510K電阻和1000p電容用于給比較器添加50mV的滯回，消除調(diào)制頻率紋波造成的輸出抖動。如下頁圖所示，由LM567的內(nèi)部振蕩器提供方波信號，點亮探頭的LED，由探頭的光敏管接收反射光。本系統(tǒng)采用的是SANYO DENKI的步進(jìn)電機(jī)，型號為：103H546－0440。9. 步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏8090度完全正常。它又分為兩相和五相： ?，F(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 一號機(jī)的6個普通按鍵對應(yīng)廂內(nèi)的6個樓層控制鍵；二號機(jī)的2個普通按鍵對應(yīng)廂內(nèi)的開門鍵和關(guān)門鍵。將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。 電梯總體結(jié)構(gòu)介紹經(jīng)過分析，我們把電梯模型分為三部分：?機(jī)械結(jié)構(gòu)?電路硬件?軟件編程 A J2345 B 1M廂內(nèi)按鍵廂外按鍵主控制臺模塊驅(qū)動控制模塊串口通訊光電對管感應(yīng)步進(jìn)電機(jī) 電梯控制模型示意圖1．2．1機(jī)械結(jié)構(gòu)主體由積木構(gòu)件搭建而成，導(dǎo)軌與地基之間用拉索物理穩(wěn)固。同時降低了通用性，增加了產(chǎn)品成本。采用合理的CPU 控制，充分利用CPU眾多的擴(kuò)展外設(shè)。它是一個相當(dāng)復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)，系統(tǒng)要在首要保證乘客安全的基礎(chǔ)上，在極短的時間內(nèi)對幾百個信號進(jìn)行檢測和處理。在亞洲，日本對電梯市場占有絕對優(yōu)勢，占有率約67%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國。全世界電梯年需求量大概在15萬臺/部左右。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量成為一個國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。(2) 各按鈕呼叫時應(yīng)有指示燈顯示，電梯響應(yīng)該按鈕的呼叫后，其指示燈應(yīng)自動熄滅。c) 平層的要求是以橋廂模型J的底平面（或自定標(biāo)志）與表示樓層的標(biāo)志線平齊。ii. 增設(shè)模擬橋廂內(nèi)表示乘客欲到達(dá)層數(shù)的按鈕，橋廂模型將按照電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動。要求平均每層運(yùn)行時間不超過10秒，平層結(jié)束時給出提示信號。設(shè)計并制作一個電梯控制模型。采用模塊化的軟硬件設(shè)計，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔明了，易于理解和接受。它涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制理論、微機(jī)技術(shù)、MCU 技術(shù)和土建工程等多個科學(xué)領(lǐng)域。短短一個月，我們兩位同學(xué)很好的分工，分別獨立完成了軟件、模型、硬件的絕大部分，獨擋一面的能力進(jìn)一步加強(qiáng)，同時，對于不熟悉的模塊一起討論、比較方案及調(diào)試，形成了較好的默契，保證了比賽的順利進(jìn)行。本系統(tǒng)電梯在靜止待機(jī)達(dá)一定時間后，會自動關(guān)閉轎廂內(nèi)的照明燈具，以達(dá)到節(jié)能的效果，若有新的請求則照明燈自動重啟。當(dāng)市電電網(wǎng)停電時，用備用電源將電梯運(yùn)行到最近樓層待機(jī)并開門。擴(kuò)展功能：7. 轎廂可根據(jù)樓層間距，以不同速度運(yùn)行，運(yùn)行間距越大，運(yùn)行速度越大。2． 平均每層運(yùn)行時間不超過4秒，平層結(jié)束時給出提示信號。于是，將信號接至外中斷，設(shè)置為邊沿觸發(fā)，觸發(fā)后適當(dāng)延時，根據(jù)讀到的高低電平處理。鍵盤掃描子程序流程圖如下圖所示：開始掃描鍵盤有鍵接下？返回鍵值退出YN 鍵盤掃描子程序流程圖錄音時，一次性錄入所有需要用到的語音信號，這樣做可以減少錄音開始及結(jié)束時引入的噪聲信號。其電路圖如下圖所示： 電源切換電路圖 由于采用的兩個單片機(jī)之間距離安排很近，只有幾厘米的差距，并不需要用到其他芯片加強(qiáng)信號，所以采用直接相連的方式進(jìn)行。同時，加入74LS164串轉(zhuǎn)并鎖存器，控制并行的錄音地址腳，大大節(jié)省了單片機(jī)I/O口。錄音時間是40s，能重復(fù)錄放達(dá)10萬次。電路圖如下： L298電機(jī)控制模塊為了實現(xiàn)稱重報警，采用電阻應(yīng)變片將負(fù)載壓力轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)運(yùn)放模塊放大，并與基準(zhǔn)電壓比較。電路圖如下： 樓層檢測信號處理電梯采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動芯片。 數(shù)碼管驅(qū)動電路僅采用一個紅外發(fā)射管做紅外線源，達(dá)到一定的省電紅效果。其中數(shù)碼管顯示及電梯上下行狀態(tài)指示燈每層樓顯示一致，可全部并聯(lián)，最后采用達(dá)林頓管或三極管提供驅(qū)動電流。一片控制電梯運(yùn)行及LED顯示，另外一片作為顯示用。采用合理的 CPU 控制，充分利用 CPU 眾多的擴(kuò)展外設(shè)。并對以上所有信號進(jìn)行處理。它是一個相當(dāng)復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)， 系統(tǒng)要在首要保證乘客安全的基礎(chǔ)上，在極短的時間內(nèi)對幾百個信號進(jìn)行檢測和處理。但是隨著我國經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)持續(xù)的發(fā)展，尤其是住宅產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)新增長點的提出，為電梯業(yè)的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。而且預(yù)計未來世界年平均增長率為 7%，而亞太地區(qū)為 9%。如今，世界各國的電梯公司還在不斷地進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，維修保養(yǎng)服務(wù) 系統(tǒng)的完善，力求滿足人們的對現(xiàn)代建筑交通日益增長的需求。(3) 電梯運(yùn)行時響應(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，優(yōu)先響應(yīng)該運(yùn)行方向的按鈕；② 距離優(yōu)先：同一方向有多個按鈕呼叫時，優(yōu)先響應(yīng)最近的樓層。 應(yīng)保證轎廂模型J起動、停止時不出現(xiàn)震蕩。 主要電路板、關(guān)鍵電路版必須是自行制作的模塊。當(dāng)市電電網(wǎng)重新送電后，切除備用電源，使用市電，電梯恢復(fù)正常運(yùn)行。3. 當(dāng)有多層呼叫時，轎廂模型將按說明中的電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動，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5. 能顯示轎廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號。電梯間豎井模型間隔均為24cm自下向上分成5層，其樓層編號如圖1所示。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(shè)置高峰期不停層、修改等待時間、通過圖形顯示電梯運(yùn)行狀態(tài)等功能，管理方便有效。本系統(tǒng)電梯在靜止待機(jī)達(dá)一定時間后，會自動關(guān)閉轎廂內(nèi)的照明燈具，以達(dá)到節(jié)能的效果，若有新的請求則照明燈自動重啟。當(dāng)市電電網(wǎng)停電時，用備用電源將電梯運(yùn)行到最近樓層待機(jī)并開門。本系統(tǒng)很好地完成了所有的基本功能之外還有增添一些創(chuàng)新功能：1． 轎廂可根據(jù)樓層間距，以不同速度運(yùn)行，運(yùn)行間距越大