【文章內(nèi)容簡介】 因此，所有按鍵通過連接 到門電路，進行邏輯轉(zhuǎn)換再 送到單片機的 INT0 端。無論哪一個 5 按鍵有動作，低電平信號就會送到 INT0 端，從而引發(fā)外部中斷 ， 外部中斷 0 服務(wù)子程序運行。 由于此次有十二個按鍵，所以使用一個雙五輸入或非門和一個雙四輸入與非門來實現(xiàn)。 由于 電梯的樓層 只有三層，而且單片機的端口也不是很夠，所以本次設(shè)計沒有使 用七段數(shù)碼管 來進行樓層 顯示 ，而是直接使用三個 LED 用來 代表電梯外部的三個樓層。此外，電梯內(nèi)外部的按鍵都有相應(yīng)的指示燈，還有電梯運行狀態(tài)指示燈，開門與關(guān)門的指示燈 。 所有 LED 指示燈的正極都接單片機 IO 口，負極經(jīng)由限流電阻接地，當(dāng)有按鍵按下的時候，程序會置 1 對應(yīng)的 IO 口，使指示燈亮起 。 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機的初始化操作，程序給單片機的復(fù)位引腳 RST加大于 2個機器周期（即24 個時鐘振蕩周期）的高電平就可 以 使單片機復(fù)位 （ 夏明娜等， 2020） 。 STC89C52 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用 兩種復(fù)位方式，即 上電復(fù)位和手動復(fù)位兩種方式，手動復(fù)位 又 有電平方式和脈沖方式兩種。 本次設(shè)計 采用了 上電 復(fù)位 作為單片機 的復(fù)位 方式 。如圖 3 所示，通過 RST 端經(jīng)由電阻 與地，電容 與電源 VCC 接通而實現(xiàn)， 當(dāng)單片機上電時 ， RST 端為高電平復(fù)位。當(dāng)時鐘頻率選用 12MHz 時， C1 取 22uF，R1 取 10KΩ 時，電容 C1 充放電時間 τ=R1*C1=2us（ 2 個機器周期）。 復(fù)位電路如圖 3 所示。 圖 3 復(fù)位電路圖 6 晶振電路 單片機的 晶振電路由 時鐘電蕩電路和分頻電路 兩部分電路 組成。其中 ， 振蕩電路 是由反相器以及并聯(lián)外接的石英晶體和電容 所 構(gòu)成，用于產(chǎn)生振蕩脈沖 信號 。而分頻電路則 是 用于把 振蕩電路產(chǎn)生的 振蕩脈沖 信號 分頻，以得到所需要的時鐘信號 （ 李廣弟 等，2020） 。 AT89C52 單片機各功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準，有條不紊地一拍 接一拍地工作，因此時鐘頻率直接影響 了 單片機 的運 行 速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性 （周堅， 2020） 。 STC89C52 單片機電路中的電容 C1 和 C2 典型值通常選擇為 30pF。晶振的頻率越高則系統(tǒng)的時鐘頻率也越高，單片機的運行速度也越快。但 是 反過來運行速度越快對內(nèi)存的速度要求 也 就越高，對印刷電路板的工藝要求也越高，即要求產(chǎn)生的寄生電容要小，晶振和電容應(yīng)盡可能 的 安裝得與單片機 的 芯片 引腳 靠近，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作?；谝陨媳驹O(shè)計我們考慮選擇頻率為 12MHz 的晶振，當(dāng)振蕩脈沖頻率為 12MHz 時，一個機器周期為 1us。 晶振 電路如圖 4 所示 。 圖 4 晶振電路圖 LED 指示燈電路 LED 指示燈電路全部采用藍色的 LED 燈作為電梯的指示燈。采用 LED 作為電梯控制系統(tǒng)的指示燈主要是因為其功耗小，單片機的 IO 口足以驅(qū)動 ， LED1～ LED3 為電梯停留所在樓層指示燈， LED4～ LED7 為各樓層外部請求指示燈， LED8～ LED10 為電梯內(nèi)部樓層請求指示燈， LED11～ LED12 為電梯運行狀態(tài)指示燈， LED13 電梯開關(guān)門指示燈。指示燈一端通過限流電阻接地 ， 另一端接單片機 IO 引腳。當(dāng)有按鍵按下的時候，該按鍵所對應(yīng)的指示燈應(yīng)當(dāng)同步亮起。此外 ，電梯運行指示燈和開關(guān)門指示燈應(yīng)當(dāng)能夠正確的亮滅。電路圖如圖 5 所示。 7 圖 5 LED 指示燈電路圖 按鍵中斷電路 單片機的 各中斷的優(yōu)先級（由高到低排列）：外部 0 中斷、定時器 T0 中斷、外部 1中斷、定時器 T1 中斷、串行發(fā)送中斷、串行接收中斷、定時器 T2 中斷 （ 王宜懷， 2020） 。 按鍵 中斷電路如 下 圖 6 所示。圖中 74LS21 為雙 4 輸入與非門芯片， 74LS260 為雙 5輸入或非門芯片，單片機的 外部中斷 INT0 引腳 與 74LS21 芯片的輸出端 相接， 按鍵信號通過 74LS260 芯片進行邏輯轉(zhuǎn)換 ，然后將邏輯轉(zhuǎn)換后的輸出信號與 74LS21 芯片 相連，通過這樣邏輯的轉(zhuǎn)換，可以使得十二個按鍵當(dāng)中的任意一個按鍵按下時，就會觸發(fā)單片機的外部中斷 0。 當(dāng)單片機接 通 電源后， 外部中斷 0 對應(yīng) IO 引腳此時為高電平，當(dāng)任一按鍵按下后， 通過相應(yīng)的邏輯轉(zhuǎn)換，使得 74LS21 輸出為低電平，令外部 中斷 0 的 引腳變?yōu)榈碗娖?。此時引腳的 高電平變?yōu)榈碗娖剑?產(chǎn)生了一個電壓的下降沿，觸發(fā)外部中斷。此時 外部中斷 0 立即響應(yīng)，單片機系統(tǒng)進入中斷控制子程序系統(tǒng)，在中斷服務(wù)子程序中做出相應(yīng)的執(zhí)行指令 。 按鍵 的另一端同時與單片機 的 IO 引腳 相連 ， 其中 ， S1～ S3 為 電梯內(nèi)部的按鈕 請求按鍵 ， S4～ S7 為 每層樓 外部的請求 按鈕， S8～ S9 為電梯內(nèi)部開關(guān)門請求按鍵 ， S10～S12 為電梯到達樓層指示按鍵。 這些按鈕一端與 電源 相接，一端又與單片機和門 74LS21和 74LS260 相接， 當(dāng)按鍵按下時會使按鍵對應(yīng)的 IO 引腳變?yōu)楦唠娖?，通過重點子程序就可以檢測出到底是哪個按鍵。 8 圖 6 按鍵中斷電路圖 4 軟件系統(tǒng)的設(shè)計 程序的設(shè)計思路 首先，必須得合理考慮按鍵的響應(yīng)問題。一段時間內(nèi)可能有多個不同的按鍵有動作，程序必須記錄每一個按鍵的 動作，并根據(jù)電梯本身所處的樓層情況與按鍵樓層之間的位置關(guān)系，合理判斷電梯應(yīng)當(dāng)做出上升或下降的響應(yīng)動作 ， 再結(jié)合限位開關(guān) ， 使電梯能夠準確的在目標樓層停留。 其次，電梯到達某樓層后，如果沒有后續(xù)的按鍵動作，也就是當(dāng)電梯外部的人進入電梯內(nèi)部之后沒有按下按鈕，且電梯其他樓層也沒有按鍵動作時，經(jīng)過開關(guān)門程序之后電梯保持在該樓層不動，直到有新的請求。 然后，需要注意幾種情況：當(dāng)電梯在下層，高層樓層有按鍵按下時，電梯上行，該層以下樓層如果有向下的請求時，電梯會開門，但是請求不會被忽略，等到電梯處理完高層的請求開始下行，到達 該樓層的時候再執(zhí)行相應(yīng)的請求。同樣的，如果電梯在高層， 9 低層樓層有請求指示，該層以上的樓層如果有向上的請求時，電梯經(jīng)過此樓層也是不會開門的，要等到電梯處理完低層請求 ， 上行經(jīng)過此樓層的時候才會處理相應(yīng)請求。 另外，當(dāng)電梯上升或者下降時，相應(yīng)的狀態(tài)指示燈應(yīng)及時同步點亮 ，到達目標樓層后樓層的請求指示燈也要同時熄滅 。 主程序流程圖 主程序首先對單片機進行初始化，使得相應(yīng)的 IO 口以及中斷寄存器置位，以滿足接下來的操作。系統(tǒng)開始運行的時候電梯默認停留在 1 樓，此時樓層所在指示燈應(yīng)該指示電梯停留在一樓 。 然后，主程 序會進入循環(huán)檢測有沒有按鍵按下，一旦有按鍵按下，外部中斷會觸發(fā)，程序進入中斷子程序，然后置位相應(yīng)的標志量，主程序會檢測出按鍵對應(yīng)的標志位是否置位來判斷哪個樓層有按鍵請求，然后主程序會依次調(diào)用判斷電梯運行方向子程序、電梯運行子程序和到達目的樓層操作子程序來對按鍵請求進行處理并讓電梯做出相應(yīng)的執(zhí)行，程序框圖如圖 7 所示。 圖 7 主流程圖 10 判斷方向流程圖 當(dāng)有請求按鍵按下時 ， 主程序首先調(diào)用會判斷方向子程序 。 該子程序首先判斷中斷子程序中哪個標志量被置位來確定電梯所要到達的的目標樓層，然后通過對比電梯 停留的當(dāng)前樓層與目標樓層之間的上下關(guān)系，確定電梯將要上升還是下降 。 然后電梯做出相應(yīng)的模擬上升或者下降。 當(dāng)請求樓層就是電梯所在樓層的時候，此時，電梯不用移動， 判斷方向電梯運行方向子程序?qū)⑼ㄖ?主程序已到達目標樓層，主程序?qū)⑻^電梯運行子程序直接調(diào)用到達目的樓層子程序。程序框圖如圖 8 所示 。 圖 8 判斷方向流程圖 電梯運行流程圖 經(jīng)過判斷方向的子程序之后，主程序就會調(diào)用電梯運行子程序。該程序首先判斷電梯是否運行，如果沒運行，即沒有按鍵按下的時候，立即返回主程序。當(dāng)有按鍵按下時，即電梯是運行的 ，那么當(dāng)電梯到達下一層時，樓層指示信號會跳到下一層。然后，子程 11 序會判斷電梯是否到達目標樓層，如果沒達到目標樓層，則電梯繼續(xù)運行，如果已經(jīng)到達目標樓層，那么執(zhí)行結(jié)束，返回主程序。 當(dāng)有多個請求同時發(fā)生的時候，根據(jù)電梯的運行狀況，判斷哪些請求先執(zhí)行，哪些之后再執(zhí)行。執(zhí)行哪個請求應(yīng)該與真實的電梯的邏輯順序一致。 程序框圖如圖 9 所示 。 圖 9 電梯運行流程圖 梯到達目的地操作流程圖 如果電梯到達了目的地，這個時候主程序就會調(diào)用到達目的操作子程序。當(dāng)?shù)竭_目標樓層時，相應(yīng)的請求指示燈會熄滅，然后電梯門打 開，持續(xù)大概 8s。如果在這 8s 之內(nèi)人員還沒上齊，那么可以按下開門的按鍵，此時電梯會從按鍵按下的那一時刻開始重 12 新計時，重復(fù)按下看門按鈕可以多次延遲關(guān)門的時間。如果在 8s 之內(nèi)人已經(jīng)上齊了，那么為了減少等待時間可以按下關(guān)門的按鍵，電梯門就會提前關(guān)閉。當(dāng)電梯門關(guān)閉時，子程序處理結(jié)束，返回主程序。 程序框圖如圖 10 所示 。 圖 10 電梯到達目的地操作流程圖 中斷處理程序框圖 當(dāng)外部有按鍵按下的時候，此時，單片機的外部中斷 0 被觸發(fā)，程序進入中斷如理子程序中執(zhí)行。在中斷處理子程序中，依次判斷每一個按鍵是否 按下，如果檢測到某個按鍵按