【正文】 由于輸入是交流電，而需要的是直流電，所以必須要將交流轉(zhuǎn)換為直流。本設(shè)計(jì)采用的是 DS112 電梯稱(chēng)重傳感器 。每根數(shù)據(jù)線都接一個(gè)圖 的功率放大器，這樣數(shù)碼管的亮度就得到很大的提高。輸出重慶大學(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) 18 側(cè)的 10k 電阻是提供“ 0”電平時(shí)的接地電阻，如果電路里已經(jīng)有信號(hào)輸入的接地電阻，則可以省略本處的 10kΩ電阻。程序存儲(chǔ)器是只讀的。其存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如圖 所示： 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) 15 圖 AT89S52 存儲(chǔ)器 （ 1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 AT89S52 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器根據(jù)不同的尋址方式和不同的功能分成以下四個(gè)部分： ① DATA區(qū)： AT89S52的前 128字節(jié)內(nèi)部 RAM這部分主要是作為數(shù)據(jù)段稱(chēng)為 DATA區(qū) ,指令用一個(gè)或兩個(gè)周期來(lái)訪問(wèn)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 程序 校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。這些模塊有 電梯控制系統(tǒng)方案選擇、位置檢測(cè)模塊 、 單片機(jī)控制方案選擇、聲音提示模塊、位置顯示模塊、 重量檢測(cè)模塊和 報(bào)警模塊 ，方案的選擇是第一步，本章起到了引導(dǎo)作用。ISD2500 系列具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。點(diǎn)陣式液晶顯示器屬于低功耗器件，但其價(jià)格較貴。比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20鍵的 鍵盤(pán) ，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9鍵）。 單片機(jī)控制方案選擇 方案一：一片單片機(jī)為主控制器的方案。 （ 3）從延時(shí)控制上看， 繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時(shí)間困難。它靠電力，拖動(dòng)一個(gè)可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動(dòng)，在人們生活中起著舉足輕重的作用。在技術(shù)上，應(yīng)該說(shuō)這是一大進(jìn)步，用 PC 對(duì)單梯進(jìn)行控制還是有前途的。而對(duì)現(xiàn)代電梯尤為重要的是，應(yīng)具有高度的安全性。 （ 2）導(dǎo)向系統(tǒng)：導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ， 高層建筑越來(lái)越多 ， 對(duì)電梯的運(yùn)行速度和控制性能也提出了更高的要求。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于 。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。在呼叫請(qǐng)求響應(yīng)設(shè)計(jì)中，輸入過(guò)程是 通過(guò)對(duì)電梯外 部控制請(qǐng)求信號(hào)的采集、分類(lèi)存儲(chǔ)和判斷，再對(duì) 有效的控制信號(hào) 進(jìn)行輸出；輸出則是 電梯的樓層顯示 、控制電梯拖動(dòng)電機(jī)、電梯的運(yùn)行方向顯示和電梯的門(mén)控電機(jī)等外部設(shè)備 。 電梯是機(jī)與 電緊密結(jié)合的復(fù)雜產(chǎn)品，其基本組成包括機(jī)械部分與電氣部分，但從空間上考慮一般劃為四大空間和八大系統(tǒng)。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。 （ 1） 交流調(diào)壓調(diào)速 技術(shù) 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管變流裝置越來(lái)越多的用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，性能提高。 （ 6）數(shù)字監(jiān)控技術(shù)（完全采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電梯監(jiān)控與控制）。根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求、開(kāi)題報(bào)告的綜述，本課題的研究?jī)?nèi)容包括以下五個(gè)方面： （ 1）總體方案設(shè)計(jì) （ 2）電梯位置控制方案設(shè)計(jì)與呼叫請(qǐng)求響應(yīng)方案設(shè)計(jì)； （ 3）電梯荷載稱(chēng)重和報(bào)警方案設(shè)計(jì)； （ 4）系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì)； （ 5）系統(tǒng)軟件。其優(yōu)點(diǎn)是有良好的抗干擾性能，適應(yīng)很多工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)主要還是由可編程控制器控制。 權(quán)衡上述兩種方案，本次設(shè)計(jì)采用方案一，由一片單片機(jī)控制所有的功能。 方案二：采用金屬接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)電梯到達(dá)樓層數(shù) 這是接觸式檢測(cè)，在轎廂安裝金屬片，并在豎井各個(gè)樓層設(shè)置金屬接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)轎廂運(yùn)動(dòng)到特定位置，豎井上的金屬接近開(kāi)關(guān)觸碰到金屬片，其輸出發(fā)生變化。稱(chēng)重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等 8類(lèi)，以 電阻 應(yīng)變式使用最廣。其作用是 當(dāng)電梯突然發(fā)生故障使轎箱內(nèi)的人被困或者乘 客發(fā)生突發(fā)狀況時(shí)，通過(guò)按下緊急停止按鈕，可以清除所有呼叫信號(hào)， 將電梯直接運(yùn)行至一樓，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 AT89S52 單片機(jī)的功能十分強(qiáng)大，其主要性能有：（ 1） 與 MCS51單片機(jī) 產(chǎn)品兼容； （ 2） 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 ； （ 3） 1000 次擦寫(xiě)周期； （ 4） 全靜態(tài)操作： 0Hz33MHz； （ 5） 三級(jí)加密 程序存儲(chǔ)器 ； （ 6） 32 個(gè)可編程 I/O口線； （ 7）三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ； （ 8） 8 個(gè) 中斷源 ； （ 9） 全雙工 UART 串行通道； （ 10）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) 12 低功耗空閑和掉電模式； （ 11） 掉電后中斷可喚醒； （ 12） 看門(mén)狗定時(shí)器 ； （ 13） 雙數(shù)據(jù)指針； （ 14） 掉電 標(biāo)識(shí)符 。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接受高位地址和一些控制信號(hào)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。地址可被 8整除的寄存器可以位尋址。 圖 鍵盤(pán)矩陣電路 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) 17 各按鈕開(kāi)關(guān)說(shuō)明： 按鍵“ 1” ：轎廂內(nèi)一樓呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 2” ：轎廂內(nèi)二樓呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 3” ：轎廂內(nèi)三樓呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 4” ：轎廂內(nèi)四樓呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 5” ：轎廂內(nèi)五樓呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 6” ：轎廂內(nèi)六樓呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 7” ：轎廂內(nèi)七樓呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 8” ：轎廂內(nèi)八樓呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 1 上” ：轎廂外一樓上呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 2 上” ：轎廂外二樓上呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 2 下” ：轎廂外二樓下呼叫開(kāi)關(guān) ；按鍵“ 3 上” ：轎廂外三樓上呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 3 下” ：轎廂外三樓下呼叫開(kāi)關(guān) ；按鍵“ 4 上” ：轎廂外四樓上呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 4 下” ：轎廂外四樓下呼叫開(kāi)關(guān) ；按鍵“ 5 上” ：轎廂外五樓上呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 5 下” ：轎廂外五樓下呼叫開(kāi)關(guān) ；按鍵“ 6 上” ：轎廂外六樓上呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 6 下” ：轎廂外六樓下呼叫開(kāi)關(guān) ；按鍵“ 7 上” ：轎廂外七樓上呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“ 7 下” ：轎廂外七樓下呼叫開(kāi)關(guān) ；按鍵“ 8 下” ：轎廂外八樓下呼叫開(kāi)關(guān)； 按鍵“開(kāi)門(mén)” ：轎廂內(nèi)轎門(mén)開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān) ；按鍵“關(guān)門(mén)” ：轎廂內(nèi)轎門(mén)關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)； 按鍵“報(bào)警” ：轎廂內(nèi)緊急報(bào)警開(kāi)關(guān) 。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)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(gè)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(shí)，單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。如果接在輸入端，那么即使燈亮也不能保證按鍵信號(hào)已經(jīng)輸入到了單片機(jī)內(nèi)。其各口功能可由 軟件 選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。另外，完整的電氣原理圖會(huì)附在后面。 8255 是Intel 公司生產(chǎn)的可編程并行 I/O 接口芯片，有 3 個(gè) 8位并行 I/O 口。本設(shè)計(jì)采用的是亮燈方式，就是當(dāng)你按下一個(gè)鍵的時(shí)候，與其相對(duì)應(yīng)的燈就會(huì)亮起。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式有兩種，靜態(tài)驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。這些寄存器被稱(chēng)作特殊功能寄存器，簡(jiǎn)稱(chēng) SFR。 (10)EA/VPP 外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部 程序存儲(chǔ)器 （地址為 0000HFFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。片上 Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 報(bào)警模塊 報(bào)警模塊分為緊急情況報(bào)警模塊和超重報(bào)警模塊兩部分。 它的工作原理：傳感器輸 出的信號(hào)經(jīng) 運(yùn)放差動(dòng)放大器放大到一定值、 A/D 轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)進(jìn)行顯示和過(guò)載判斷。此傳感器的響應(yīng) 時(shí)間為 ，且體積小、功耗 低、容易安裝。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。 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 。所要實(shí)現(xiàn)的基本功能有：召喚信號(hào)登記、選層定向、轎廂位置判斷、順向截梯、反向截梯、消號(hào)及反向保號(hào)等。 （ 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(guó)正在被普遍使用）。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)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。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。 在未來(lái)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。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(qǐng)求響應(yīng)方案設(shè)計(jì)。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 、圖表要求： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě) 2）工程設(shè)計(jì)類(lèi)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(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 而在我國(guó)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(wú)法跟上現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電梯的要求 。 （ 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。在設(shè)計(jì)電梯時(shí)，對(duì)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(xiǎn)系數(shù)?？傊?，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國(guó)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。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(shí)控制系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。（ 2）繼電器的安裝和調(diào)試以及改動(dòng)都是需要投入大量的時(shí)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(lái)困擾。這種 方案的控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，只適用于較簡(jiǎn)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。 位置檢測(cè)模塊 在電梯信號(hào)控制中，電梯轎廂位置的檢測(cè)是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。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(dòng)簡(jiǎn)單，硬件電路調(diào)試方便，價(jià)格便宜，亮度大，能滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的要求。但是價(jià)格較貴，表達(dá)內(nèi)容固定，只能表達(dá)錄音內(nèi)容?？刂葡到y(tǒng)的主要運(yùn)行過(guò)程就是采集請(qǐng)求信號(hào)，然后通過(guò)單片機(jī)存儲(chǔ)、識(shí)別和判斷，再輸出 相應(yīng)的控制信號(hào)并控制拖動(dòng)電機(jī)動(dòng)作、門(mén)控電機(jī)動(dòng)作和 顯示模塊變化。對(duì)端口寫(xiě)“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器 編程 期間，該 引腳 還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 ② 在數(shù)據(jù)段中也可通過(guò) R0和 R1 采用間接尋址。 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(guò)按下要去樓層的按鍵，向單片機(jī)發(fā)送樓層數(shù)信號(hào)，單片機(jī)將信號(hào)判斷處理，指揮電梯正確到達(dá)指定樓層。只要在紅外線發(fā)射－接收管前插入一件對(duì)紅外光有無(wú)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。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。利用這種原理，可以做到為電梯提供輕載，滿(mǎn)載，超載等開(kāi)關(guān)信號(hào)。電源電路如圖 所示。 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。 圖 登記顯示 電路 稱(chēng)重電路 為了 乘客 和貨物以及電梯本身的安全，國(guó)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