【正文】 .... 12 ..................................................................................................................................................... 12 ...................................................................................................................................... 12 ............................................................................................................................................. 12 4. 系統(tǒng)測(cè)試及實(shí)現(xiàn)功能 .................................................................................................................................... 14 ..................................................................................................................................................................... 15 附錄 .......................................................................................................................................................................... 16 附錄 1 各部分原理圖以及 PCB圖 ................................................................................................................. 16 附錄 2 部分程序清單 ....................................................................................................................................... 18 設(shè)計(jì)要求 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 ?5mm。 要有措施保證轎廂模型 J 起動(dòng)、停止時(shí)不出現(xiàn)震蕩。 1 / 441 “臺(tái) 日杯”華南理工大學(xué) 電梯設(shè)計(jì)大賽 論文 選 集 2 / 441 模擬電梯模型 一 、任務(wù) 設(shè) 計(jì)并制作一個(gè)電梯控制模型。 要有措施保證平層過(guò)程中轎廂模型 J 移動(dòng)方向保持 不變。s gross structure, the hardware design and the software debugging specifically. In line with systems control39。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。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。 方案二：采用 nrf24l01 無(wú)線通信模塊。各種性能指標(biāo)均比 ISD2560 的要好。 通信 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。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。尤其是做到一半的時(shí)候，出現(xiàn)的問(wèn)題比較多，我們動(dòng)搖了，不知道這值不值得我們付出。// unsigned char rn=0。230。208。 SREG|=BIT(7)。187。 while(!(UCSRAamp。179。188。197。203。//UDR178。 if(rn!=0||(temp1amp。196。208。187。189。180。202。188。244。202。207。190。180。192。187。176。168。 send[1]=keys_L。202。195。189。 } } void to_machine2() { send[0]=frst_send2。 delay(1)。179。246。227。246。253。165。244。181。247。218。 frst_send2|=BIT(5)。 frst_send2|=BIT(5)。 frst_send2|=BIT(5)。 } 22 / 441 to_machine2()。181。247。218。 keys_L=0X0。 4． 停電時(shí)緊急操作。 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. 能顯示轎廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號(hào)。 (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。它是一個(gè)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(shí)間內(nèi)對(duì)幾百個(gè)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和處理。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(dòng)電流。錄音時(shí)間是 40s，能重復(fù)錄放達(dá) 10 萬(wàn)次。鍵盤掃描子程序流程圖如下圖所示： 開始 有鍵按下？ 按各子菜單處理 退出鍵？ 退出 主菜單 N Y Y 圖 后臺(tái)主程序流程圖 初始化 42 / 441 語(yǔ)音播放程序流程 錄音時(shí)，一次性錄入所有需要用到的語(yǔ)音信號(hào)，這樣做可以減少錄音開始及結(jié)束時(shí)引入的噪聲信號(hào)。 電路圖如下： 圖 L298 電機(jī)控制模塊 37 / 441 超重報(bào)警模塊 為了實(shí)現(xiàn)稱重報(bào)警，采用電阻應(yīng)變片將負(fù)載壓力轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)運(yùn)放模塊放大，并與基準(zhǔn)電壓比較。一片控制電梯運(yùn)行及 LED 顯示，另外一片作為顯示用。 但是隨著我國(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的提出，為電梯業(yè)的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。 應(yīng)保證轎廂模型 J 起動(dòng)、停止時(shí)不出現(xiàn)震蕩。 27 / 441 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，高度 AE 為 ；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)。測(cè)試結(jié)果表明，在進(jìn)行與真實(shí)電梯控制系統(tǒng)相同的操作時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性和可靠性均達(dá)到相當(dāng)高的水平，并且，系統(tǒng)帶液晶顯示交換界面，工作模式、不停層可設(shè)定，帶斷電電源自動(dòng)切換以及系統(tǒng)密碼保護(hù)等功能，完全能夠滿足演示教學(xué)的要求。197。232。187。187。171。171。171。197。232。187。187。171。189。241。223。180。192。//207。216。211。253。180。203。162。197。187。1186。213。179。184。 211。181。218。181。177。182。201。162。190。247。193。=~BIT(1)。 } UCSRBamp。246。213。223。 UCSRA|=BIT(TXC)。180。 UCSRC=(1URSEL)|(0UPM0)|(3UCSZ0)。 202。221。 unsigned char send[amount]。 （ 2） 我們小組成員彼此之間 建立了深厚的友誼，團(tuán)隊(duì)意思有所增強(qiáng)。 運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)即時(shí)地將目前電梯的位置寫 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)。 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。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。 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。 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。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。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。 三、 題目要求的說(shuō)明 控制電機(jī)類型不限，其安裝位置及安裝方式自定。 二、 要求： 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 ?5mm。 (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。 2. 停電時(shí)緊急操作。 方案二：采用一個(gè) I/O 口多的單片機(jī)如 ATMEGA128 控制所有的按鍵、 LED、數(shù)碼管顯示、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、傳感器經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后輸出的信號(hào)，等等。直流電機(jī)是現(xiàn)代電梯的執(zhí)行元件，配合光電平層，可以實(shí)現(xiàn)高精度、變負(fù)載的穩(wěn)定可靠控制。 方案三：采用兩線串行接口 TWI。 本電梯控制模型硬件采用了模塊化的設(shè)計(jì)，各模塊間通過(guò) TWI 總線及 24L01無(wú)線模塊進(jìn)行通信。 系統(tǒng)采用 C 語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。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。 附錄 附錄 1 各部分原理圖以及 PCB 圖 1. 主控制器邏輯電路原理圖 2. 電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)電路原理圖 3. 485 接口通信電路 17 / 441 4. 按鍵接口板電路 5. 電機(jī)驅(qū)動(dòng) H橋電路 18 / 441 附錄 2 部分程序清單 include include //include define uchar unsigned char define uint unsigned int define mclk 8000000 //8M202。 //189。216。175。namount。196。253。202。230。211。184。204。187。210。184。187。190。170。212。213。218。 rn=rn+1。230。 flag=1。167。172。iums。197。197。187。206。199。187。253。180。202。175。207。211。179。204。210。231。206。208。192。206。206。206。231。206。208。192。 } } } 23 / 441 “臺(tái)日杯”電梯設(shè)計(jì)大賽 模型組 Fantasy Lift 作 者： 自動(dòng)化 08 級(jí) 劉 瑜 24 / 441 自動(dòng)化 08 級(jí) 劉迪卡 20xx 年 11 月 摘 要 電梯系統(tǒng)是運(yùn)用于高層建筑的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。本系統(tǒng)電梯在靜止待機(jī)達(dá)一定時(shí)間 后，會(huì)自動(dòng)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(qǐng)求則照明燈自動(dòng)重啟。 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。 目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家，各類電梯的使用相當(dāng)普遍。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡(jiǎn)單，工作量小。外接收管檢測(cè)電路采用了典型的電位比較器 LM393，當(dāng)檢測(cè)到樓層時(shí)，紅外接收管接收到裝在轎廂中的紅外發(fā)射管發(fā)出一定強(qiáng)度的紅外線，阻值急劇下降，經(jīng)分壓抬高了負(fù)端輸入電壓，引起電平翻轉(zhuǎn)，輸出下降沿供單片機(jī)處理。 它的硬件連接圖如下。 斷電切換的過(guò)程如下：由 R8， R9， R6， R7 及 IC14 構(gòu)成電壓比較器，正常情況下， V+V IC14 輸出低 電平，繼電器的常閉觸點(diǎn)和市電相連；當(dāng)市電斷開， V+V IC14 輸出高電平，由 T3， T4 構(gòu)成的達(dá)林頓管使繼電器 J 開啟，將其常開觸電將蓄電池和電路相連，實(shí)現(xiàn)市電和蓄電池供電的切換，同時(shí)給出觸發(fā)信號(hào)（由圖中3 提供）供單片機(jī)處理，保證電梯的正常工作（視電池容量而定持續(xù)時(shí)間）?？紤]到單片機(jī)外中斷數(shù)量有限，于是將所有樓層的紅外檢測(cè)信號(hào)經(jīng)與門處理，觸發(fā)外中斷