【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ST端經(jīng)由電阻與電源VCC接通而實(shí)現(xiàn)，當(dāng)按鍵按下時(shí)，RST端為高電平復(fù)位。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用12MHz時(shí)，C1取10uF，R1取10KΩ時(shí)，電容C1充放電時(shí)間τ=R1*C1=2us（2個(gè)機(jī)器周期）。由于本電路所需按鍵較多，為了節(jié)省單片機(jī)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(shí)電梯有明顯的區(qū)別了）。本電路采用的是44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(jī)的P3 端口，單片機(jī)采用行和列掃描法來判別這16個(gè)按鍵中哪個(gè)鍵按下，并將其信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)存，然后可根據(jù)每個(gè)按鍵的功能來通過單片機(jī)控制電梯的運(yùn)行。下面將每個(gè)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(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)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(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)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(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)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(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)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(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)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(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)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(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)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(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)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(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯的運(yùn)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(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)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(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)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(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)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(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行；ALARM：警報(bào)按鈕，此按鈕按下表示電梯有突發(fā)情況，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)會(huì)將電梯停止運(yùn)行，點(diǎn)亮警報(bào)指示燈并發(fā)出警報(bào)；鍵盤電路如圖3 所示：圖3 鍵盤矩陣電路 顯示電路設(shè)計(jì)本電路采用數(shù)碼管顯示電梯所到達(dá)的樓層數(shù)，數(shù)碼管采用共陰極由單片機(jī)的P0口控制，當(dāng)電梯運(yùn)行到兩樓層之間時(shí)，數(shù)碼管顯示為前一樓樓層。電路如圖5 所示：圖5 樓層顯示電路 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制本電路中用兩個(gè)發(fā)光二極管來表示電機(jī)正反轉(zhuǎn)，如圖6所示：，其中上行燈亮表示電機(jī)正轉(zhuǎn)，下行燈亮表示電機(jī)反轉(zhuǎn)、兩燈都不亮表示電機(jī)停轉(zhuǎn)。本設(shè)計(jì)使用兩二極管反向并聯(lián)再與電機(jī)串聯(lián)，有效的節(jié)約了單片機(jī)端口的使用，又能準(zhǔn)確的顯示電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。由于單片機(jī)的IO口電壓過低，不能驅(qū)動(dòng)電機(jī)，故電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分采用常用的H橋電路，如圖6所示：圖6 直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路 目的樓層顯示電路 本電路中用五個(gè)發(fā)光二極管顯示電梯的目的樓層，置于電梯內(nèi)部，當(dāng)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)按鍵被按下時(shí)，向相應(yīng)的控制口輸入低電平，點(diǎn)亮二極管，其中亮的表示有人想前往該層樓，當(dāng)電梯到達(dá)該樓層時(shí)，對(duì)應(yīng)的二極管熄滅。每個(gè)二極管均用1K的電阻進(jìn)行限流。目的樓層顯示電路如圖7所示： 圖7 目的樓層顯示電路 警報(bào)電路本電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管兩部分組成，，由于P0口無內(nèi)部電壓，故在外部上拉電壓。當(dāng)有突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，按下ALARM按鈕，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)，二極管將點(diǎn)亮。警報(bào)電路如圖8所示： 圖8 警報(bào)電路軟件設(shè)計(jì)是智能化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、控制等工作的基礎(chǔ)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和硬件作用的發(fā)揮。本設(shè)計(jì)由于采用鍵盤矩陣來代替外呼內(nèi)選按鈕，而電梯的運(yùn)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(jī)要不斷的掃描鍵盤來獲取各層呼叫狀態(tài)。從而來控制電梯的運(yùn)行。故鍵盤矩陣掃描是本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(chǔ)起來，然后和電梯的運(yùn)行狀態(tài)比較，判斷是否響應(yīng)各層呼叫（電梯只響應(yīng)同方向呼叫），最后就是樓層顯示部分和警報(bào)部分了。整個(gè)軟件設(shè)計(jì)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(jìn)入電梯后選擇去哪一層，根據(jù)判斷情況來控制電梯運(yùn)行；②電梯在運(yùn)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(qǐng)求，；③電梯在運(yùn)行過程中只響應(yīng)同方向的呼叫請(qǐng)求；④實(shí)時(shí)顯示電梯所在位置及運(yùn)行狀態(tài)（上行/下行）；⑤開關(guān)門有一定的延時(shí)來保證乘客走出/進(jìn)入電梯；軟件流程圖如圖9 所示： 圖9 軟件流程圖 分析鍵值設(shè)計(jì)單片機(jī)在讀取到鍵值后，自然會(huì)分析該鍵值來自于哪一層樓的哪個(gè)按鍵。然后才可以把該按鍵對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)存單位置1，點(diǎn)亮相應(yīng)的二極管（實(shí)際中的電梯也是如此）。在本設(shè)計(jì)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(gè)按鍵，均對(duì)應(yīng)有特定的鍵值。首先可以人為地規(guī)定每個(gè)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(gè)switchcase語(yǔ)句對(duì)相應(yīng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行置1即可。在程序中，我們定義了shang[]、xia[]、nei[]三個(gè)數(shù)組對(duì)相應(yīng)的按鍵狀況進(jìn)行存儲(chǔ)，這一步是整個(gè)程序得以正常運(yùn)行的前提與基礎(chǔ)。在程序開始之前，我們?cè)O(shè)置了這樣一些狀態(tài)變量，它們分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)按鍵，當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，其對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變量就會(huì)被置位。這樣做的好處是使電梯在執(zhí)行判決操作時(shí)，有據(jù)可循。因?yàn)榕袥Q函數(shù)就是依靠當(dāng)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(gè)需要停留的目標(biāo)樓層的。分析完鍵值的來源后，就要點(diǎn)亮相應(yīng)的二極管。由于二極管是由單片機(jī)控制且是低電平使發(fā)光二極管點(diǎn)亮，故一般來說，要點(diǎn)亮哪個(gè)二極管，只需在單片機(jī)向相應(yīng)端口輸入0即可。當(dāng)電梯到達(dá)該層后，我們?cè)傧蛟搶訉?duì)應(yīng)的端口輸入1即可熄滅該二極管。這是整個(gè)程序成功運(yùn)行的核心保證。在電梯經(jīng)過一個(gè)樓層時(shí)，就會(huì)自動(dòng)調(diào)用該函數(shù)，它的作用是基于短時(shí)間、高效率、人性化的基礎(chǔ)上，合理智能的對(duì)電梯的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度，結(jié)合實(shí)際情況，最終得出電梯下一個(gè)目標(biāo)停留樓層。其流程如圖10所示： 圖10 電梯判決流程圖由圖可知，程序中將實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)位于高層，而低層有人呼叫要上樓）。在實(shí)際應(yīng)用中，最簡(jiǎn)單的情況莫過于電梯當(dāng)前為閑置狀態(tài)，然后有一人按下按鍵呼叫，然后電梯便響應(yīng)呼叫。但是，實(shí)際情況往往比這復(fù)雜的多，在第一個(gè)人按下按鍵電梯運(yùn)行的過程中，還很有可能會(huì)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(gè)特定的優(yōu)先級(jí)規(guī)則，讓其依據(jù)這個(gè)規(guī)則來運(yùn)行，以免亂作一團(tuán)。那么這個(gè)規(guī)則就必須要高效且人性化，在此，我們規(guī)定，當(dāng)電梯上行時(shí)，均不理會(huì)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(shí)已經(jīng)走過了該層，那么電梯也絕對(duì)不會(huì)再選擇先下行接他。當(dāng)然，當(dāng)將高層上行的顧客送完后（此時(shí)一般來說電梯已經(jīng)處于高層了），電梯便會(huì)檢測(cè)下行按鍵，若更高層有人呼叫下行，則電梯會(huì)選擇先去響應(yīng)他們，然后再下行的過程中依次響應(yīng)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(yīng)那些電梯上行過程中，處于比電梯低的樓層卻按了上行鍵的顧客。簡(jiǎn)單地說，若電梯處于上行狀態(tài)，則在該過程中響應(yīng)不同顧客的優(yōu)先級(jí)（或者電梯響應(yīng)的先后順序）為：高層呼叫上行顧客高層呼叫下行顧客底層呼叫下行顧客底層呼叫上行顧客。那么，當(dāng)電梯通過程序運(yùn)行得知到相應(yīng)狀態(tài)后，又是如何具體的判斷當(dāng)天所鎖定的目標(biāo)樓層是否要變更呢？現(xiàn)以上行為例，加以詳細(xì)說明：若上行，且是送人，比如電梯當(dāng)前在一層，四樓有人呼叫上樓，那么它就要響應(yīng)這一呼叫，從而把自己的目標(biāo)樓層鎖定為四樓并向上運(yùn)行，而在四樓呼叫后不久，三樓也有人呼叫上樓（且電梯此刻還未運(yùn)行到三樓），那么在電梯運(yùn)行中，沒經(jīng)過一個(gè)樓層，會(huì)做一次判決，因?yàn)槿龢且灿腥撕艚?，所以正常情況下，它應(yīng)該在判決后將目標(biāo)樓層定位三樓。而若三樓