【文章內容簡介】 的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。在焊接刷電路板時， 單片機時鐘電路盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。單片機晶振的兩個電容的作用：這兩個電容叫晶振的負載電容，分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容，一般在幾十皮發(fā)。它會影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度，一般訂購晶振時候供貨方會問你負載電容是多少。晶振的負載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg為分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,Cic（集成電路內部電容）+△C（PCB上電容），經驗值為3至5pf。此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應盡可能的選擇陶瓷電容，電容經驗值約為22μF。ISP編程接口及電源接口：ISP為單片機在線編程口，其不需要任何的外圍零件。使用與標準JTAG口兼容的雙排2*5插座，故為了節(jié)省空間，單片機ISP編程接口與FPGA的JTAG編程連接口使用同一個插座。其PE0（MOSI）、PE1（MISO）、PB1（SCK）直接與插座上相應引腳相連， ISP下載口電路而復位端（RESET）則通過跳線與插座引腳相連，使用時可以通過跳線選擇是對FPGA編程或是對單片機進行編程。 顯示電路設計 樓層顯示電路本電路采用數碼管顯示電梯所到達的樓層數，數碼管采用共陰極由單片機的P0口控制。由于AT89S52單片機的P0口做I/O口使用時，CPU內部發(fā)控制電平0封鎖與門，使與門輸出為0，上拉場效應管T1處于截止狀態(tài)，因此輸出驅動級是漏極開路的開路電路，因此當外接數碼管時，需要先接上拉電阻，然后才能驅動數碼管。，上接+5V電壓，數碼管初始化顯示為1，當電梯運行到某一層時，電梯顯示該樓層，而當電梯運行到兩樓層之間時，數碼管顯示為前一樓樓層。 聲光報警電路設計 聲光報警電路，本電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管兩部分組成。LED外接+5V電壓，通過1K的電阻進行限流。，三極管起開關作用，其基極的高電平使三極管飽和導通，是蜂鳴器導通發(fā)聲，而基極低電平則使三極管關閉，蜂鳴器停止發(fā)聲。本設計中當有突發(fā)情況發(fā)生時，按下S16按鍵，蜂鳴器會發(fā)出警報，同時二極管將點亮。 電機驅動電路設計 電機驅動電路， L298驅動電路可直接進行點擊控制，無需隔離電路。通過單片機I/O口輸入改變芯片控制端的電平，即可以對點擊進行正轉、反轉、停止的操作，非常方便，亦能滿足直流減速點擊的大電流要求。芯片的18管腳接地，，11管腳為使能端，本設計只控制一個電機，因此6管腳直接拉高。電機的控速可通過PWM調節(jié)脈寬實現。由L298內部電路無續(xù)流二極管對三極管進行保護，所以必須在外部接線OUT1，OUT2加入續(xù)流二極管保護電路。同時，在本設計中放置兩個接線相反的LED燈，用來指示電機的正轉、反轉和停止。 目的樓層指示電路設計 目的樓層指示電路，本設計中用五個發(fā)光二極管顯示電梯的目的樓層，置于電梯內部，當電梯內的乘客按下目標按鍵時，相對應的單片機控制口輸入低電平，發(fā)光二極管被點亮，其中亮的表示乘客想前往該層樓，當電梯運行到該樓層時，對應的二極管熄滅。每個發(fā)光二極管正極接+5V電壓，同時每個發(fā)光二極管用1K的電阻進行限流，防止電流過大，損壞發(fā)光二級管。 串口通訊電路設計MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS232標準串口設計的接口電路使用+5v單電源供電。其主要作用是用來將普通5V的TTL電平轉為10V串口通信電平。內部結構基本可分三個部分：第一部分是電荷泵電路。由6腳和4只電容構成。功能是產生+12v和12v兩個電源，提供給RS232串口電平的需要。第二部分是數據轉換通道。由11114腳構成兩個數據通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數據通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數據通道。TTL/CMOS數據從T1IN、T2IN輸入轉換成RS232數據從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS232數據從R1IN、R2IN輸入轉換成TTL/CMOS數據后從R1OUT、R2OUT輸出。第三部分是供電。15腳DNG、16腳VCC（+5v）。RS232 接口是制定用于串行通訊的標準。該標準規(guī)定采用一個25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。DB25 的串口一般只用到的管腳只有2（RXD）、3（TXD）、7（GND）這三個，隨著設備的不斷改進，現在DB25 針很少看到了，代替他的是DB9 的接口，DB9 所用到的管腳比DB25 有所變化，是2（RXD）、3（TXD）、5（GND）這三個。因此現在都把RS232 接口叫做DB9。MAX232芯片使用+5V供電，其主要作用是用來將普通5V的TTL電平轉為10V串口通信電平。本設計通過此串口與PC機實現數據通信，在PC機上通過LABVIEW對電梯的狀態(tài)進行實時監(jiān)測。 串口通信電路4 系統(tǒng)軟件主流程 軟件整體設計本設計由于采用4x4矩陣鍵盤來代替內外呼叫按鍵，而電梯的運行方向是根據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)。從而來控制控制電機的轉動，進而控制電梯的運行。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），同時在電梯運行過程中通過數碼管進行實時顯示，同時通過串口實時發(fā)送樓層數據到PC機上，通過LABVIEW軟件所制作的界面實時顯示出來，實現遠程監(jiān)測，最后就是聲光意外報警警報部分了，當發(fā)生意外時，報警按鍵按下，實現聲光報警。整個軟件設計包括一下幾部分：：選層至呼叫層開門延時兩秒且鍵盤掃描關門鍵盤掃描同向呼叫是否在呼叫顯示樓層發(fā)送樓層標志位判斷電梯位置鍵盤掃描選擇去向電梯運行啟動初始化是否在呼叫同向呼叫鍵盤掃描顯示樓層發(fā)送樓層標志位判斷電梯位置鍵盤掃描選擇去向電梯運行啟動初始化顯示樓層發(fā)送樓層標志位判斷電梯位置鍵盤掃描選擇去向電梯運行啟動初始化啟動初始化電梯運行選擇去向鍵盤掃描判斷電梯位置發(fā)送樓層標志位啟動初始化電梯運行選擇去向鍵盤掃描判斷電梯位置啟動初始化電梯運行選擇去向鍵盤掃描啟動初始化鍵盤掃描選擇去向電梯運行判斷電梯位置發(fā)送樓層標志位顯示樓層鍵盤掃描同向呼叫是否在呼叫至呼叫層開門延時兩秒且鍵盤掃描關門 軟件流程圖⑴初始化程序，對單片機系統(tǒng)進行配置，對單片機系統(tǒng)外圍模塊進行初始化，對串口模塊進行初始化；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實時發(fā)送樓層標志位到PC機，實現遠程監(jiān)測；⑥開關門有一定的延時來保證乘客走出/進入電梯； 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語句對相應存儲數據進行置1即可。在程序中，我們定義了shang[]、xia[]、nei[]三個數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，有據可循。因為判決函數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。 電梯運行方向的判決這是整個程序成功運行的核心保證。在電梯經過一個樓層時，就會自動調用該函數，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度，結合實際情況，最終得出電梯下一個目標停留樓層。，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，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行過程中，處于比電梯低的樓層卻按了上行鍵的顧客。電梯上樓接人相關處理1電梯上樓送人電梯下樓接人電梯下樓送人相關處理1相關處理1相關處理1開始按鍵標識全為零電梯不再運行電梯向上運行電梯向下運行 電梯判決流程圖簡單地說，若電梯處于上行狀態(tài)，則在該過程中響應不同顧客的優(yōu)先級（或者電梯響應的先后順序）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，當電梯通過程序運行得知到相應狀態(tài)后，又是如何具體的判斷當天所鎖定的目標樓層是否要變更呢？現以上行為例，加以詳細說明：若上行，且是送人，比如電梯當前在一層，四樓有人呼叫上樓，那么它就要響應這一呼叫，從而把自己的目標樓層鎖定為四樓并向上運行，而在四樓呼叫后不久，三樓也有人呼叫上樓（且電梯此刻還未運行到三樓），那么在電梯運行中，沒經過一個樓層，會做一次判決，因為三樓也有人呼叫，所以正常情況下，它應該在判決后將目標樓層定位三樓。而若三樓的顧客按下的是下行鍵，或者二樓的人按下呼叫鍵，電梯此時都會暫時不予理會。部分程序代碼見附錄。由程序可以看出，當四樓有上行鍵呼叫時，狀態(tài)變量shang[4]便會被置位，但電梯依然在判斷按鍵狀況，此時程序的檢測依據兩個標準：第一，由低層向高層開始檢查；第二，對于電梯已經過的樓層和按下下行鍵所發(fā)出的請求，電梯暫時是不予理會的。這也是很明顯的，因為上行送人狀態(tài)中，低層的優(yōu)先權大于高層的。程序就是靠著上面這些if語句的嵌套，來完成這種優(yōu)先級設置的。至于上行接人狀態(tài)時，所堅持的標準是由高層到底層的順序進行排查，而對于上行鍵的呼叫暫時不予理會。下行的狀態(tài)，恰好與上行相反，在此不再贅述。同時，我們設計了flag標志位，當flag=0表示電梯停止運行，當flag=1表示電梯向上運行，當flag=2表示電梯向下運行。5 系統(tǒng)調試和功能測試 調試使用儀器1. 微型計算機 一臺2. 直流穩(wěn)壓電源 一套3. 示波器 一臺4. 萬用表 一臺 調試過程系統(tǒng)調試的步驟為：先進行硬件調試，保證硬件工作良好之后進行電梯系統(tǒng)的調試，主要通過仿真完成，最后對系統(tǒng)軟件進行調試，即完整系統(tǒng)聯合調試 硬件仿真硬件仿真使用的是Proteus 7，Proteus 是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，它可以仿真 51 系列、AVR，PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路（如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC