【文章內(nèi)容簡介】 9 S1S2S3S4S5S6S7S82 3 4 5 6 7 81P1GNDA1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8單片機(jī)接口123456789P7A1A2A3A4A5A6A7A8VCCA1A2A3A4A5A6A7A8上拉電阻按鍵 圖 33 外鍵盤電路 各按鈕開關(guān)說明： 按鈕開關(guān) s1：轎廂內(nèi)一樓呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān) s2：轎廂內(nèi)二樓呼叫開關(guān)； 按鈕開關(guān) s3：轎廂內(nèi)三樓呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān) s4：轎廂內(nèi)四樓呼叫開關(guān)； 按鈕開關(guān) s5：轎廂內(nèi)五樓呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān) s6：轎廂內(nèi)開門呼叫開關(guān)； 按鈕開關(guān) s7：轎廂內(nèi)關(guān)門呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān) s8：轎廂內(nèi)緊急呼叫開關(guān)； 外部 8個(gè)按鍵同理。實(shí)物圖如下圖 3 35 所示。 10 圖 34 內(nèi)部按鍵 圖 35 外部按鍵 顯示電路 數(shù)碼管顯示，電梯的基本功能是具備顯示電梯當(dāng)前的樓層，所以設(shè)計(jì)中在轎廂和每個(gè)樓層中都放置了一個(gè)數(shù)碼顯示管來顯示當(dāng)前電梯所在的樓層。接線圖如圖 36所示，圖中共有 1個(gè)數(shù)碼管，通過 74hc595 控制數(shù)碼顯示。本設(shè)計(jì)中只需要顯示當(dāng)前電梯所要到達(dá)的樓層，所以只需要數(shù)碼管的 7 段就夠了。本設(shè)計(jì)采用串轉(zhuǎn)并芯片 74hc595，它主 11 要有一個(gè)時(shí)鐘接口 Tcp，數(shù)據(jù)接口 DS，數(shù)據(jù)輸出控制接口 Hcp。每當(dāng) Tcp 有一個(gè)上升沿時(shí)， 存儲(chǔ)寄存器則把 DS 口的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，當(dāng) Hcp 口有一個(gè)上升沿時(shí)，移位寄存器則把存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位， 當(dāng) OE 使能時(shí)， 595則把存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)輸出到總線中去，從而實(shí)現(xiàn)了，由串口轉(zhuǎn)并口的功能。本設(shè)計(jì)中除了使用數(shù)碼管外，還增加了液晶 12864顯示，電路圖如圖 37. a1a2a3a4a5a6a7VCC單片機(jī)接口123P2f9g10e1d2A3c4DP5b6a7A8DS1Dpy BlueCAQ11Q22Q33Q44Q55Q66Q77GND8Q739。9MR10SHcp11STcp12OE13DS14Q015VCC16U174HC5951 2P1a1a2a3a4a5a6a7GNDVCC 電源 圖 36 數(shù)碼管顯 示部分接線圖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20P2112864 LCD 接口VCCVCCVCC10R14R34PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7PG0 PG1PG2 圖 37 12864顯示電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 本設(shè)計(jì)用的是 TB6560 驅(qū)動(dòng)模塊 TB6560 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，內(nèi)部二個(gè)全橋 MOSFET 驅(qū)動(dòng)、內(nèi)部設(shè)置溫度保護(hù)及過流保護(hù)，自帶 16 細(xì)分可選，足夠滿足每 12 分鐘從幾到近千轉(zhuǎn)的應(yīng)用要求。該芯片還有自動(dòng)半流的功能，能有效地減少驅(qū)動(dòng)器發(fā)熱量。并且支持各種步進(jìn)電機(jī)選型，可選擇力矩稍大的混合式或者永磁式步進(jìn)電機(jī)，使電機(jī)工作在允許最大轉(zhuǎn)矩的百分之 30 至 50 之間，并且該芯片提供多檔電流設(shè)置和電流衰減模式，支持相同動(dòng)力指標(biāo)下各種 不同參數(shù)的步進(jìn)。本驅(qū)動(dòng)模塊采用高速光耦 6N137 進(jìn)行單片機(jī)的與步進(jìn)電機(jī)隔離，有效地保護(hù)了主控電路。 6N1376光耦合器是單通道的光耦速度比較高的光耦合器，其內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光二級(jí)管和一個(gè)光敏 二極管 、當(dāng)發(fā)光二級(jí)被點(diǎn)亮，光敏二極管導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的傳遞。 6N137 的 轉(zhuǎn)換速率高達(dá) 10MBit/s，是典型的高速數(shù)字開關(guān)。在此電路中 6N1376 用在 TB6560 的時(shí)鐘接口上，這樣能快速有效地接收單片輸出給 TB6560 的 信號(hào)，為了節(jié)約成本，但不失使用性，對(duì)于 TB6560 的使能端，則采用光電轉(zhuǎn)換速度稍微慢點(diǎn)的 PC817。驅(qū)動(dòng)電路如圖 38 所示。 TQ11TQ22CLK3EN4RESET5SGND6OSC7VMB8MB9PGNDB10RB11MB12MA13RA14PGNDA15MA1617VMA18TSD19VCC20DIR21M222M123PFD224PFD125*TB1TB6560123456121110987S4SW DIP61 32V VGNDINOUTU478053NC465NC12 78AVccVEVoGNDKU36N1373NC465NC12 78AVccVEVoGNDKU26N137104C2100~1000pfC7VCCVCCVCCGNDGND200R1200R2200R3GND: 10kR410R510R6VCCENCWEN1EN1CW1CW1CLK1U1PC817VCCGND1Diode 1N41482Diode 1N41483Diode 1N41484Diode 1N4148GNDGNDvbbVCCVCCSM1SM2SM1SM2DCY1DCY2DCY1DCY21000uC9220uC10GND+5vvbb1234P2Header 4123456P1Header 6vbb123456789P4Header 9HVCC100~1000pfC810R7ENCWSM1SM2DCY1DCY2ENCWCLK1D1LED01KR16Res11KR17Res1GNDclkclkD60IN4148D61IN4148D62IN4148D63IN4148 圖 38 TB6560驅(qū)動(dòng)電路圖 Atmegal128最小系統(tǒng)模塊 13 Atmegal128 是高性能、低功耗的 AVR 8 位微處理， 128K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash， 4K字節(jié)的 EEPROM， 4K 字節(jié)的內(nèi)部 SRAM，多達(dá) 64K 字節(jié)的優(yōu)化的外部存儲(chǔ)器空間； 53 個(gè)通用 I/O 口，兩個(gè)具有獨(dú)立的預(yù)分頻器和比較器功能的 8位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，兩個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功 能和捕捉功能的 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，具有獨(dú)立預(yù)分頻器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器。 8 路 10 位 ADC 并且 具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程 看門狗定時(shí)器 ，片內(nèi)模擬比較器。通過熔絲位可以選擇 ATmega103 兼容模式。 壽命 : 100,000 次寫 /擦除周期，可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)軟件加密，可以通過 SPI 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，它的工作電壓是 （ ATmega128）。如圖39 是 Atmegal128 芯片圖。 Atmegal128 的最小系統(tǒng)包括晶振電路，和復(fù)位電路，如圖310 是復(fù)位電路， Atmegal128 是低電平復(fù)位。如圖 311是晶振電路，本設(shè)計(jì)采用的是8M 晶振。 PEN1PE0 (RXD0/PDI)2PE1 (TXD0/PDO)3PE2 (XCK0/AIN0)4PE3 (OC3A/AIN1)5PE4 (OC3B/INT4)6PE5 (OC3C/INT5)7PE6 (T3/INT6)8PE7 (IC3/INT7)9PB0 (SS)10PB1 (SCK)11PB2 (MOSI)12PB3 (MISO)13PB4 (OC0)14PB5 (OC1A)15PB6 (OC1B)16PB7 (OC2/OC1C)17TOSC2/PG318TOSC1/1PG419RESET20VCC21GND22XTAL223XTAL124PD0 (SCL/INT0)25PD1 (SDA/INT1)26PD2 (RXD1/INT2)27PD3 (TXD1/INT3)28PD4 (IC1)29PD5 (XCK1)30PD6 (T1)31PD7 (T2)32PG0 (WR)33PG1 (RD)34PC0 (A8)35PC1 (A9)36PC2 (A10)37PC3 (A11)38PC4 (A12)39PC5 (A13)40PC6 (A14)41PC7 (A15)42PG2 (ALE)43PA7 (AD7)44PA6 (AD6)45PA5 (AD5)46PA4 (AD4)47PA3 (AD3)48PA2 (AD2)49PA1 (AD1)50PA0 (AD0)51VCC52GND53PF7 (ADC7/TDI)54PF6 (ADC6/TDO)55PF5 (ADC5/TMS)56PF4 (ADC4/TCK)57PF3 (ADC3)58PF2 (ADC2)59PF1 (ADC1)60PF0 (ADC0)61AREF62GND63AVCC64U3ATmega128L8AI 39是 Atmegal128芯片圖 VCCRESETS110uC310KR1 14 310復(fù)位電路 1 2Y1XTALGND104C8104C9XTL1XTL2 311 晶振電路 電源模塊 本設(shè)計(jì)用的是 LM2576 穩(wěn)壓芯片，它有 5個(gè)管腳， LM2576 內(nèi)部設(shè)有含 52kHz 振蕩器、和 基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路、過熱關(guān)斷電路、過電流限制電路、放大器、以及比較器 和內(nèi)部穩(wěn)壓電路等。如圖 312 是電源電路圖，途圖中 R6 是滑動(dòng)電阻器，通過調(diào)節(jié) R6 電阻的大小，可以調(diào)節(jié) LM2576 反饋端 4電壓的大小，從而可以改變輸出電壓的大小。 D21N5819GND1000UC1Cap Pol1C3Cap 220u12P1FB4ON/OFF5GND3IN1OUT2U1GNDC44GNDS1SWDPDT10mHL1Inductor IronC45GND12L31 2L210R110R310R4S2\SWDPDTGNDGND123456789P7123456789P6123456789P4123456789P523451P31 2L4S3SWDPDTGND12V 輸入12V 輸出GND5V 出R6 312 電源電路圖 15 光電傳感器模塊 在豎井各個(gè)樓層設(shè)置光電傳感器，在副轎廂上安裝一個(gè)小薄木棍，當(dāng)轎廂往上運(yùn)動(dòng)，副轎廂則向下運(yùn)動(dòng)，轎廂往下運(yùn)動(dòng)，副轎廂則向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)副轎廂運(yùn)動(dòng)時(shí)它上面的小木棍經(jīng)過光電傳感器，則光電傳感器接收光線段接收不到光線，則傳感器輸出端輸出一個(gè)高電平。單片機(jī)通過檢測每 個(gè)樓層的光電傳感器電平的變化，知道電梯轎廂的位置。如圖由于傳感器的輸出端輸出比較弱，所以在傳感器的輸出端接一個(gè) 1K 的上拉電阻，增強(qiáng)它的輸出特性。傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 313。 圖 313 光電傳感器電路圖 圖 314 光電傳感器 自動(dòng)開關(guān)門模塊 本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)開關(guān)門，它的功能有，當(dāng)電梯運(yùn)行到目標(biāo)樓層后，自動(dòng)打開、關(guān)閉門，當(dāng)在關(guān)門的時(shí)候，假如檢測到中間有東西，則門自動(dòng)打開。本模塊是有2 個(gè)限位開關(guān)，霍爾傳感器， 1 個(gè)接近開關(guān)，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，以及其他小滑輪、小皮帶等 組成。由步進(jìn)電機(jī)提供開關(guān)門的動(dòng)力， 2 個(gè)霍爾傳感器控制開關(guān)、關(guān)門時(shí)門移動(dòng)的位置，光電傳感器檢測門中間是否有東西，有則輸出一個(gè)低電平。