【文章內(nèi)容簡介】 由電阻與電源 VCC 接通而實現(xiàn)，當按鍵按下時， RST 端為高電平復位。當時鐘頻率選用 12MHz 時， C1取 10uF， R1取 10KΩ 時，電容 C1 充放電時間 τ=R1*C1=2us （ 2個機器周期）。 由于本電路所需按鍵較 多，為了節(jié)省單片機的 I/O口，故選用行列式鍵盤矩陣（但是使用了矩陣鍵盤就與真實電梯有明顯的區(qū)別了）。本電路采用的是 4 4鍵盤矩陣，分為外部按鈕跟內(nèi)部按鈕兩部分。電路如圖 2 所示， 0 7是接單片機的 P3 端口，單片機采用行和列掃描法來判別這 16個按鍵中哪個鍵按下，并將其信號進行儲存，然后可根據(jù)每個按鍵的功能來通過單片機控制電梯的運行。下面將每個按鍵的功能說明一下： 1L 上 : 一樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示一樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫； 2L 上 : 二樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示二樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫； 3L 上 : 三樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示三樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫； 4L 上 : 四樓向上呼叫按鍵，此按鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機將 9 此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫； 2L 下：二樓向下呼叫按鍵，此鍵按下表示二樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入 固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫； 3L 下：三樓向下呼叫按鍵，此鍵按下表示三樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫； 4L 下：四樓向下呼叫按鍵，此按鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫； 5L 下：五樓向下呼叫按鍵，此按鍵按下表示五樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫； 1L：電梯內(nèi)部選擇去一樓按鍵，此 按鍵按下表示電梯里的乘客要去一樓，單片機根據(jù)此信號控制電梯的運行； 2L：電梯內(nèi)部選擇去二樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去二樓，單片機根據(jù)此信號控制電梯運行； 3L：電梯內(nèi)部選擇去三樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去三樓，單片機根據(jù)此信號控制電梯運行； 4L：電梯內(nèi)部選擇去四樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去四樓，單片機根據(jù)此信號控制電梯運行； 5L：電梯內(nèi)部選擇去五樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去五樓，單片機根據(jù)此信號控制電梯運行； ALARM：警報按鈕，此按鈕按下表示電梯有突發(fā)情況，單片機根據(jù)此信號會將電梯停止運行，點亮警報指示燈并發(fā)出警報； 鍵盤電路如圖 3 所示： 圖 3 鍵盤矩陣電路 顯示電路設計 本電路采用數(shù)碼管顯示電梯所到達的樓層數(shù)，數(shù)碼管采用共陰極由單片機的 P0口控制，當電梯運行到兩樓層之間時，數(shù)碼管顯示為前一樓樓層。 電路如圖 5 所示： 10 圖 5 樓層顯示電路 電機正反轉(zhuǎn)控制 本電路中用兩個發(fā)光二極管來表示電機正反轉(zhuǎn)，如圖 6所示：用單片機的 口做輸出口來驅(qū)動發(fā)光二極管，其中上 行燈亮表示電機正轉(zhuǎn)，下行燈亮表示電機反轉(zhuǎn)、兩燈都不亮表示電機停轉(zhuǎn)。本設計使用兩二極管反向并聯(lián)再與電機串聯(lián)，有效的節(jié)約了單片機端口的使用，又能準確的顯示電機的運行狀態(tài)。 由于單片機的 IO口電壓過低，不能驅(qū)動電機，故電機驅(qū)動部分采用常用的 H橋電路，如圖 6所示： 圖 6 直流電機 H 橋驅(qū)動電路 目的樓層顯示電路 本電路中用五個發(fā)光二極管顯示電梯的目的樓層，置于電梯內(nèi)部，分別由單片機的 到 控制，當對應的目標按鍵被按下時，向相應的控制口輸入低電平，點亮二極管，其中亮的表示有人想前往該層樓，當電梯到達該樓層時，對應的二極管熄滅。每個二極管均用1K的電阻進行限流。 目的樓層顯示電路如圖 7所示： 11 圖 7 目的樓層顯示電路 警報電路 本電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管兩部分組成，其中蜂鳴器由單片機的 ，二極管由單片機的 ，由于 P0口無內(nèi)部電壓，故在外部上拉電壓。當有突發(fā)情況發(fā)生時，按下 ALARM按鈕，蜂鳴器會發(fā)出警報，二極管將點亮。 警報電路如圖 8所示： 圖 8 警報電路 軟件設計是智能化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、處理、控制等工作的基礎。系統(tǒng)的軟件設計直接影響整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)和硬件作用的發(fā)揮。 本設計由于采用鍵盤矩陣來代替外呼內(nèi)選按鈕，而電梯的運行方向是根據(jù)這些呼叫按鍵和選擇按鍵來決定的，所以單片機要不斷的掃描鍵盤來獲取各層呼叫狀態(tài)。從而來控制電梯 12 的運行。故鍵盤矩陣掃描是本系統(tǒng)軟件設計的重要一部分，另外要把鍵盤掃描到的各層的按鍵信息存儲起來，然后和電梯的運行狀態(tài)比較，判斷是否響應各層呼叫（電梯只響應同方向呼叫），最后就是樓層顯示部分和警報部分了。整個軟件設計包括一下幾部分： ⑴ 初始化程序使數(shù)碼管顯示“ 1”表示電梯處在一樓。 ⑵ 主程序主要包括： ① 判斷乘客進入電梯后選擇去哪一層，根據(jù)判斷情況來控制電梯運行； ② 電梯在運行過程中要不斷的掃描鍵盤，從而來判斷各樓層有無呼叫請求，； ③ 電梯在運行過程中只響應同方向的呼叫請求； ④ 實時顯示電梯所在位置及運行狀態(tài) （上行 /下行）； ⑤開關(guān)門有一定的延時來保證乘客走出 /進入電梯； 軟件流程圖如圖 9 所示： 13 圖 9 軟件流程圖 分析鍵值設計 單片機在讀取到鍵值后，自然會分析該鍵值來自于哪一層樓的哪個按鍵。然后才可以把該按鍵對應的 儲存單位置 1，點亮相應的二極管 （實際中的電梯也是如此）。 在本設計中， 按鍵是按照行與列均勻分布的，特定的行與特定的列處的每個按鍵，均對應有特定的鍵值。首先可以人為地規(guī)定每個按鍵在電梯中所處的位置。例如規(guī)定位 第一行按鍵為 上行呼叫的按鍵等等（具體可參照電路圖）。它有自己固定的鍵值。那么在 返回 鍵值后，只需用一個 switchcase語句 對相應存儲數(shù)據(jù) 進行 置 1即可 。 14 在程序中，我們定義了 shang[]、 xia[]、 nei[]三個數(shù)組對相應的按鍵狀況進行存儲，這一步是整個程序得以正常運行的前提與基礎。在程序開始之前，我們設置了這樣一些狀態(tài)變量，它們分別對應于各個按鍵，當某個按鍵按下時，其對應的狀態(tài)變量就會被置位。這樣做的好處是使電梯在執(zhí)行判決操作時，有據(jù)可循。因為判決函數(shù)就是依靠當前都有哪些鍵按下以及電梯此刻所處的上下行狀態(tài)來判斷 下一個需要停留的目標樓層的。 分析完鍵值的來源后，就要點亮相應的二極管。由于二極管是由單片機控制且是低電平使發(fā)光二極管點亮，故一般來說，要點亮哪個二極管，只需在單片機向相應端口輸入 0即可。當電梯到達該層后，我們再向該層對應的端口輸入 1即可熄滅該二極管。 這是整個程序成功運行的核心保證。在電梯經(jīng)過一個樓層時，就會自動調(diào)用該函數(shù)，它的作用是基于短時間、高效率、人性化的基礎上，合理智能的對電梯的運行進行調(diào)度，結(jié)合實際情況，最終得出電梯下一個目標停留樓層。 其流程如圖 10所示： 開 始按 鍵 標 識全 為 0 ？電 梯 不再 運 行電 梯 向上 運 行電 梯 向下 運 行電 梯 上樓 接 人電 梯 上樓 送 人電 梯 下樓 接 人電 梯 下樓 送 人相 關(guān) 處 理 1 相 關(guān) 處 理 2 相 關(guān) 處 理 3 相 關(guān) 處 理 4是否 圖 10 電梯判決流程圖 由圖可知，程序中將實際情況分為四種情況來判斷：電梯上行且是去送人（即電梯此時位于底層，而高層有人呼叫要上樓）、電梯上行且是去接人（即電梯此時位于底層，而高層有人呼叫要下樓）、電梯下行且是去送人（即電梯此時位于高層，而低層有人呼叫要下樓）、電梯下行且是去接人（即電梯此時位于高層，而低層有人呼叫要上樓）。 在實際應用中，最簡單的情況莫過于電梯當前為閑置狀態(tài)，然后有一人按下按鍵呼叫， 15 然后電梯便響應呼叫。但是，實際情況往往比這復雜的多，在第一個人按下按鍵電梯運行的過程中，還很有可能會有 其他不同樓層的人按下不同的按鍵（上行或者下行）的情況發(fā)生。那么就必須得為電梯規(guī)定好一個特定的優(yōu)先級規(guī)則，讓其依據(jù)這個規(guī)則來運行，以免亂作一團。那么這個規(guī)則就必須要高效且人性化，在此，我們規(guī)定，當電梯上行時，均不理會那些按下行按鍵的顧客。并且，若在上行過程中，也有人在某層按的是上行按鍵，但是電梯此時已經(jīng)走過了該層，那么電梯也絕對不會再選擇先下行接他。當然，當將高層上行的顧客送完后（此時一般來說電梯已經(jīng)處于高層了），電梯便會檢測下行按鍵，若更高層有人呼叫下行，則電梯會選擇先去響應他們，然后再下行的過程中依次響應 按了下行處于等待中的顧客，最后這些顧客都送完后，再去相應那些電梯上