【正文】 個按鍵，所以本電路采用 5 5 鍵盤矩陣，其電路如圖 所示，單片機(jī)采用行和列掃描法，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī) I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O 則作為輸入。 圖 紅外發(fā)射對管 圖 紅外對管電路圖 圖 所示為反射式紅外線發(fā)射 接收器的示例。本設(shè)計(jì)是 8層樓的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，樓層數(shù)最大為 8，所以選用一個 8 位數(shù)碼管來顯示電梯所達(dá)到的樓層數(shù)。為了解決這個問題，該電路必須要接功率放大器。 圖 電梯運(yùn)行方向指示電路 （ 3）登記顯示電路 當(dāng)我們 在操作電梯按鍵的時 候，如何知道自己是否成功將自己想去的樓層數(shù)信號發(fā)給了控制系統(tǒng)呢？ 按鍵反饋是指當(dāng)你按下一個按鍵的時候，系統(tǒng)會給你一個反饋，表示你按鍵成功按下。 圖 登記顯示 電路 稱重電路 為了 乘客 和貨物以及電梯本身的安全，國家標(biāo)準(zhǔn) GB7588《電梯制造與安裝安全規(guī)范》為防止電梯超載運(yùn)行制定了嚴(yán)格要求。本設(shè)計(jì)采用 8255 來擴(kuò)展 I/O 口。 由于本設(shè)計(jì)所需的 I/O 端口較多，所以需要兩塊 8255，其電路連接如圖 所示，給出一塊 8255 芯片的連接電路圖。 本章節(jié)為接下來的軟件設(shè)計(jì)部分打下基礎(chǔ)。電源電路如圖 所示。 8255 可作為 單片機(jī) 與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。利用這種原理，可以做到為電梯提供輕載，滿載，超載等開關(guān)信號。發(fā)光管要接在輸出端口，按鍵信號先傳送到單片機(jī)內(nèi)，單片機(jī)將信號處理運(yùn)算給出指令控制響應(yīng)的發(fā)光管亮起。電梯的上行下行與電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)有關(guān)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，電梯上行；電機(jī)反轉(zhuǎn)，電梯下行。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，節(jié)約大量的I/O 端口。只要在紅外線發(fā)射－接收管前插入一件對紅外光有無反射作用的物質(zhì)，圖示的輸出端口“ OUT”的電平立即從高變成低。 樓層檢測 電路 電梯運(yùn)行到的樓層數(shù)，是用 平層感應(yīng)器發(fā)送給單片機(jī)的。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 按鍵電路 電梯按鍵電路屬于電梯的輸入模塊，乘客通過按下要去樓層的按鍵，向單片機(jī)發(fā)送樓層數(shù)信號，單片機(jī)將信號判斷處理，指揮電梯正確到達(dá)指定樓層。 ④ XDATA 區(qū)： AT89S52 的 XDATA 存儲空間為 64K，采用 16 位地址 尋址。 ② 在數(shù)據(jù)段中也可通過 R0和 R1 采用間接尋址。 FLASH 存儲器 編程 時，該 引腳 加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件 使用 12V 編程電壓 Vpp。對 FLASH 存儲器 編程 期間，該 引腳 還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 (6)P3 口 P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 單片機(jī) AT89S52 引腳功能說明 單片機(jī) AT89S52 引腳定義見圖 圖 AT89S52引腳圖 (1)Vcc：電源電壓 (2)GND：地 (3)P0 口 P0 口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O 口?？刂葡到y(tǒng)的主要運(yùn)行過程就是采集請求信號，然后通過單片機(jī)存儲、識別和判斷，再輸出 相應(yīng)的控制信號并控制拖動電機(jī)動作、門控電機(jī)動作和 顯示模塊變化。 這時 小區(qū)保衛(wèi)人員知道電梯有緊急情況發(fā)生， 就會 積極采取措施施救，確保人員安全。但是價格較貴，表達(dá)內(nèi)容固定，只能表達(dá)錄音內(nèi)容。 本設(shè)計(jì)中采用由珠海阿爾法機(jī)電科技有限公司生產(chǎn)的 DS112 電梯稱重傳感器 。雖功耗大， 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 總體方案設(shè)計(jì) 9 但其軟件驅(qū)動簡單，硬件電路調(diào)試方便，價格便宜，亮度大，能滿足本設(shè)計(jì)的要求。單片機(jī)通過金屬接近開關(guān)輸出的變化知道電梯轎廂的位置。 位置檢測模塊 在電梯信號控制中，電梯轎廂位置的檢測是其中的一個重要環(huán)節(jié)。 按鍵模塊 電梯按鍵是人與電梯交互的入口，通過電梯系統(tǒng)，乘客給電梯系統(tǒng)傳達(dá)自己的意愿。這種 方案的控制系統(tǒng)相對復(fù)雜，只適用于較簡單的電梯控制系統(tǒng)，因?yàn)檫@次 設(shè)計(jì)的內(nèi)容是 8層電梯控制系統(tǒng)，所以選用這種方案。其缺點(diǎn)是由于 PLC 的針對性較強(qiáng)，每一臺 PLC重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 總體方案設(shè)計(jì) 7 都是根據(jù)一個設(shè)備而設(shè)計(jì)的，所以價格較昂貴。（ 2）繼電器的安裝和調(diào)試以及改動都是需要投入大量的時間和人力物力（ 3）繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作， 經(jīng)常造成停梯 ， 大大降低了電梯的安全性和可靠性， 給乘梯人員帶來困擾。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 總體方案設(shè)計(jì) 6 2 總體方案設(shè)計(jì) 電梯控制器 方案選擇 電梯是勢能負(fù)載，在使用過程中起動、制動頻繁 ,負(fù)載變化較大，行駛方向也不停地變化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)實(shí)時控制系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 （ 7）快速安裝技術(shù)（改變過去的電梯安裝方法，能夠快速組裝）。總之，與國外先進(jìn)技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進(jìn)水平。同時交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制與開發(fā)，使交流電重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 緒論 4 梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。在設(shè)計(jì)電梯時，對機(jī)械零件部件和電氣元器件都取用了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。 （ 7）電氣控制系統(tǒng)：電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。 （ 3）轎廂：轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。 四大空間： 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 緒論 2 （ 1）機(jī)房部分 包括電源開關(guān)、曳引機(jī)、控制柜（屏）、選層器導(dǎo)向輪、減速器、限速器、限位開關(guān)、制動抱閘裝置、機(jī)座等。 而在我國于八十年代初至九十年代初投入使用的電梯 ,其中絕大部分采用繼電器 — 繼電器陣列結(jié)構(gòu) ， 該結(jié)構(gòu)體積大、噪音大 、 觸點(diǎn)易磨損、接線復(fù)雜、維護(hù)工作量大 、故障率高，已無法跟上現(xiàn)代社會對電梯的要求 。此外 ，本設(shè)計(jì)還加入了電梯荷載稱重和報警方案設(shè)計(jì)， 這樣 使電梯具有超重報警功能 和緊急預(yù)案功能，提高了安全性 。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是電梯位置控制方案設(shè)計(jì)與呼叫請求響應(yīng)方案設(shè)計(jì)。而 電梯作為 一種 生產(chǎn)生活的典型運(yùn)載工具 ，其使用已十分普及。 在未來幾十年里，微機(jī)控制系統(tǒng)將一直是電梯控制系統(tǒng)的核心，它可以在其他很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 緒論 3 圖 電梯基本結(jié)構(gòu)剖視圖 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 電梯是機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)問題。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為 80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有 540 億人次之多。另外，用可編程控制器（ PC）取代繼電器控制系統(tǒng)的機(jī)型也已投產(chǎn)，使電梯性能得到改善，故障率明顯降低。 （ 4）雙向安全保護(hù)技術(shù)（雙向安全鉗、雙向限速器在歐洲必須使用，中國正在被普遍使用）。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 緒論 5 課題研究的內(nèi)容 電梯是垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備，是高層建筑中不可缺少的交通運(yùn)輸設(shè)備。所要實(shí)現(xiàn)的基本功能有：召喚信號登記、選層定向、轎廂位置判斷、順向截梯、反向截梯、消號及反向保號等。（ 2）從控制速度上看， 繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動現(xiàn)象。 常用的微機(jī)控制主要 有兩種技術(shù)：基于 PLC 控制和基于單片機(jī)控制 。 綜上，本課題設(shè)計(jì)所用的電梯控制系統(tǒng)選用單片機(jī)控制系統(tǒng)。所以根據(jù)功能 要求需要選用 5 片 AT89C2052單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)該電梯的功能。這樣，一個端口（如 P1 口）就可以構(gòu)重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 總體方案設(shè)計(jì) 8 成 4*4=16 個按鍵，比直接將端口線用于 鍵盤 多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯。此傳感器的響應(yīng) 時間為 ，且體積小、功耗 低、容易安裝?；谶@些要求，現(xiàn)有兩種方案供選擇： 方案一：采用點(diǎn)陣式液晶顯示器（ LCD 即 Liquid Crystal Displa）顯示各種相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息。 它的工作原理：傳感器輸 出的信號經(jīng) 運(yùn)放差動放大器放大到一定值、 A/D 轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號后送入單片機(jī)進(jìn)行顯示和過載判斷?，F(xiàn)有兩個方案如下： 方案一：采用美國 ISD公司的 2590 語音芯片，該語音芯片錄放時間為 90 秒。 報警模塊 報警模塊分為緊急情況報警模塊和超重報警模塊兩部分。 本章小結(jié) 本章對基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)方案進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，并對各個模塊既有方案進(jìn)行了初步的選擇。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在 flash 編程 時， P0 口也用來接收指令 字節(jié) ；在 程序 校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時， P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個 機(jī)器周期 以上高電平將是 單片機(jī) 復(fù)位 (8)ALE/PROG 當(dāng)訪問外部 程序存儲器 或數(shù)據(jù) 存儲器 時， ALE（ 地址鎖存 允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 (10)EA/VPP 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部 程序存儲器 （地址為 0000HFFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。數(shù)據(jù)存儲器常用來存放程序運(yùn)行中所需要的常數(shù)或變量。這些寄存器被稱作特殊功能寄存器，簡稱 SFR。 AT89S52 單片機(jī)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器 PC 的內(nèi)容為 0000H，系統(tǒng)從 0000H 單元開始取指令，并執(zhí)行程序。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。調(diào)整發(fā)射管的限流電阻（ 200 Ω），可以調(diào)整靈敏度，但是注意不能讓電流超過 50mA，以免燒毀發(fā)射管。數(shù)碼管的驅(qū)動方式有兩種，靜態(tài)驅(qū)動和動態(tài)驅(qū)動。本設(shè)計(jì)采用三極管來作功率放大器，接線圖如 所示， PB2 端電流較小，基電極電流小，集電極正向?qū)?，外接電壓給 A端供電，A端與數(shù)碼管的一根控制線相接，使其輸入電流變大。本設(shè)計(jì)采用的是亮燈方式，就是當(dāng)你按下一個鍵的時候，與其相對應(yīng)的燈就會亮起。 稱重電路是電梯安全保障的一個重要系統(tǒng)。 8255 是Intel 公司生產(chǎn)的可編程并行 I/O 接口芯片，有 3 個 8位并行 I/O 口。 圖 8255端口擴(kuò)展電路 電源電路 本系統(tǒng)所要用到的電壓有 +12V 和 +5V，對各電路 進(jìn)行供電，電源采用 220V 交流用電，用降壓器降到合適的電壓大小， 然后用穩(wěn)壓管 7805 和 7812 進(jìn)行穩(wěn)壓。另外，完整的電氣原理圖會附在后面。本設(shè)計(jì)采用整流橋的方式將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，整流橋即將橋式整流的四個二級管封裝在一起，只引出四個引腳。其各口功能可由 軟件 選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。 DS112 稱重傳感器和永磁磁鐵（圓磁鋼）配合使用，當(dāng)傳感器探頭處的磁場強(qiáng)度大于一定值的時候，傳感器內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)，指示燈燃亮，輸出高電平信號，反之指示燈熄滅，輸出低電平信號。如果接在輸入端，那么即使燈亮也不能保證按鍵信號已經(jīng)輸入到了單片機(jī)內(nèi)。 圖 功率放大電路 圖 （ 2）方向顯示電路 電梯顯示部分除了要顯示樓層數(shù)外，還需要顯示電梯的運(yùn)行方向。動態(tài)驅(qū)動將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管 的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，單片機(jī)對位選通 COM 端電路的控制，所