【正文】 本章節(jié)為接下來的軟件設(shè)計部分打下基礎(chǔ)。電源電路如圖 所示。 由于本設(shè)計所需的 I/O 端口較多，所以需要兩塊 8255，其電路連接如圖 所示，給出一塊 8255 芯片的連接電路圖。 8255 可作為 單片機 與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。本設(shè)計采用 8255 來擴展 I/O 口。利用這種原理，可以做到為電梯提供輕載，滿載，超載等開關(guān)信號。 圖 登記顯示 電路 稱重電路 為了 乘客 和貨物以及電梯本身的安全，國家標(biāo)準(zhǔn) GB7588《電梯制造與安裝安全規(guī)范》為防止電梯超載運行制定了嚴(yán)格要求。發(fā)光管要接在輸出端口，按鍵信號先傳送到單片機內(nèi)，單片機將信號處理運算給出指令控制響應(yīng)的發(fā)光管亮起。 圖 電梯運行方向指示電路 （ 3）登記顯示電路 當(dāng)我們 在操作電梯按鍵的時 候，如何知道自己是否成功將自己想去的樓層數(shù)信號發(fā)給了控制系統(tǒng)呢？ 按鍵反饋是指當(dāng)你按下一個按鍵的時候，系統(tǒng)會給你一個反饋，表示你按鍵成功按下。電梯的上行下行與電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)有關(guān)，電機正轉(zhuǎn)，電梯上行；電機反轉(zhuǎn)，電梯下行。為了解決這個問題，該電路必須要接功率放大器。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，節(jié)約大量的I/O 端口。本設(shè)計是 8層樓的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計，樓層數(shù)最大為 8，所以選用一個 8 位數(shù)碼管來顯示電梯所達(dá)到的樓層數(shù)。只要在紅外線發(fā)射－接收管前插入一件對紅外光有無反射作用的物質(zhì)，圖示的輸出端口“ OUT”的電平立即從高變成低。 圖 紅外發(fā)射對管 圖 紅外對管電路圖 圖 所示為反射式紅外線發(fā)射 接收器的示例。 樓層檢測 電路 電梯運行到的樓層數(shù)，是用 平層感應(yīng)器發(fā)送給單片機的。由于共有 25 個按鍵，所以本電路采用 5 5 鍵盤矩陣，其電路如圖 所示，單片機采用行和列掃描法，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O 則作為輸入。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 16 按鍵電路 電梯按鍵電路屬于電梯的輸入模塊，乘客通過按下要去樓層的按鍵，向單片機發(fā)送樓層數(shù)信號，單片機將信號判斷處理，指揮電梯正確到達(dá)指定樓層。如果 EA 引腳 接地，程序讀取只從外部存儲器開始。 ④ XDATA 區(qū)： AT89S52 的 XDATA 存儲空間為 64K，采用 16 位地址 尋址。 ③ 特殊功能寄存器區(qū) (SFR)：中斷系統(tǒng)和外部功能控制寄存器位于從地址 80H開始的內(nèi)部 RAM 中。 ② 在數(shù)據(jù)段中也可通過 R0和 R1 采用間接尋址。程序存儲器用來存放程序和始終要保留的常數(shù)。 FLASH 存儲器 編程 時，該 引腳 加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件 使用 12V 編程電壓 Vpp。 (9)PSEN 程序 儲存允許（ PSEN）輸出是外部 程序存儲器 的讀選通信號，當(dāng) AT89S52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個 機器周期 兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問 外部數(shù)據(jù) 存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。對 FLASH 存儲器 編程 期間，該 引腳 還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 表 P3 口引腳第二功能 引腳 第二功能 引腳 第二功能 P RXD(串行輸入口 ) P TXD(串行輸出口 ) P INTO(外中斷 0) P INT1(外中斷 1) P TO(定時 /計數(shù)器 0) P T1(定時 /計數(shù)器 1) P WR(外部數(shù)據(jù) 存儲器 寫選通 ) P RD(外部數(shù)據(jù) 存儲器 讀選通 ) 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 14 (7)RST 復(fù)位輸入。 (6)P3 口 P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口。對端口 P2 寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入 口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低 時會輸出一個電流（ I）。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。在這種模式下， P0不具有內(nèi)部上拉 電阻。 單片機 AT89S52 引腳功能說明 單片機 AT89S52 引腳定義見圖 圖 AT89S52引腳圖 (1)Vcc：電源電壓 (2)GND：地 (3)P0 口 P0 口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O 口。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容?？刂葡到y(tǒng)的主要運行過程就是采集請求信號，然后通過單片機存儲、識別和判斷，再輸出 相應(yīng)的控制信號并控制拖動電機動作、門控電機動作和 顯示模塊變化。這是為了保證電梯的安全運行環(huán)境，延長電梯壽命，提高其安全性。 這時 小區(qū)保衛(wèi)人員知道電梯有緊急情況發(fā)生， 就會 積極采取措施施救，確保人員安全。 根據(jù)實際的設(shè)計需要，本設(shè)計采用第二個方案。但是價格較貴，表達(dá)內(nèi)容固定，只能表達(dá)錄音內(nèi)容。如果轎廂里或者門廳的乘客在低頭玩手機或者干其他事情，沒有注意到顯示模塊顯示的電梯信息，那么聲音提示模塊就能發(fā)揮作用了。 本設(shè)計中采用由珠海阿爾法機電科技有限公司生產(chǎn)的 DS112 電梯稱重傳感器 。 重量檢測的核心是稱重傳感器。雖功耗大， 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 2 總體方案設(shè)計 9 但其軟件驅(qū)動簡單，硬件電路調(diào)試方便，價格便宜，亮度大，能滿足本設(shè)計的要求。此顯示模塊不僅要顯示電梯的位置，還要顯示電梯運行的方向。單片機通過金屬接近開關(guān)輸出的變化知道電梯轎廂的位置。當(dāng)接通電源時，紅外線發(fā)射管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)轎廂運動到特定位置（即樓層位置），紅外線接收頭接收到紅外線輸出發(fā)生變化，單片機通過紅外線接收頭輸出的變化知道電梯轎廂的位置。 位置檢測模塊 在電梯信號控制中，電梯轎廂位置的檢測是其中的一個重要環(huán)節(jié)。在 矩陣 式 鍵盤 中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。 按鍵模塊 電梯按鍵是人與電梯交互的入口，通過電梯系統(tǒng)，乘客給電梯系統(tǒng)傳達(dá)自己的意愿。這種方案的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單明了，各個系統(tǒng)之間相互獨立便于維護和修檢。這種 方案的控制系統(tǒng)相對復(fù)雜，只適用于較簡單的電梯控制系統(tǒng)，因為這次 設(shè)計的內(nèi)容是 8層電梯控制系統(tǒng)，所以選用這種方案。同時單片機能方便實現(xiàn)多臺電梯的群控 ,并通過通訊接口與樓宇自動化系統(tǒng)聯(lián)接，實施對電梯的監(jiān)控。其缺點是由于 PLC 的針對性較強，每一臺 PLC重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 2 總體方案設(shè)計 7 都是根據(jù)一個設(shè)備而設(shè)計的，所以價格較昂貴。使用微型計算機控制，使得電梯控制系 統(tǒng) 體積減小、節(jié)省能源、可靠性提高，可編程使靈活性增大， 更在實現(xiàn)復(fù)雜功能的控制上顯出優(yōu)越性 。（ 2）繼電器的安裝和調(diào)試以及改動都是需要投入大量的時間和人力物力（ 3）繼電器的觸點容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作， 經(jīng)常造成停梯 ， 大大降低了電梯的安全性和可靠性， 給乘梯人員帶來困擾。 電梯控制系統(tǒng)最開始采用的是繼電器控制， 它有幾個特點：（ 1）從控制方式上 看 繼電器的控制是采用硬件接線實現(xiàn)的，是利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并 聯(lián)極延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控 制。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 2 總體方案設(shè)計 6 2 總體方案設(shè)計 電梯控制器 方案選擇 電梯是勢能負(fù)載，在使用過程中起動、制動頻繁 ,負(fù)載變化較大，行駛方向也不停地變化。 本設(shè)計的主要研究對象是基于單片機的 電梯信號控制系統(tǒng)，要求設(shè)計總體方案，電梯位置控制方案和電梯呼叫請求響應(yīng)方案。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，微型計算機在工業(yè)實時控制系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。 （ 7）快速安裝技術(shù)（改變過去的電梯安裝方法，能夠快速組裝）。 （ 3）第四代無機房電梯技術(shù)（速度可以達(dá)到 ，最高可以使用在30 層以上）?？傊c國外先進(jìn)技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進(jìn)水平。除了合資企業(yè)外，也有其他廠家開發(fā)了變頻調(diào)速電梯新產(chǎn)品。同時交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制與開發(fā)，使交流電重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 1 緒論 4 梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全 5 倍。在設(shè)計電梯時，對機械零件部件和電氣元器件都取用了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。 電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖 所示。 （ 7）電氣控制系統(tǒng)：電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。 （ 5）重量平衡系統(tǒng)：系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi) ，保證電梯的曳引傳動正常。 （ 3）轎廂：轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。 八大系統(tǒng)： （ 1）曳引系統(tǒng)：曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。 四大空間： 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 1 緒論 2 （ 1）機房部分 包括電源開關(guān)、曳引機、控制柜（屏）、選層器導(dǎo)向輪、減速器、限速器、限位開關(guān)、制動抱閘裝置、機座等。更大的優(yōu)點 是微機具有靈活的邏輯和算術(shù)運算功能，具有很強的通信和可擴展功能， 能 實現(xiàn) 更完善的自動控制。 而在我國于八十年代初至九十年代初投入使用的電梯 ,其中絕大部分采用繼電器 — 繼電器陣列結(jié)構(gòu) ， 該結(jié)構(gòu)體積大、噪音大 、 觸點易磨損、接線復(fù)雜、維護工作量大 、故障率高，已無法跟上現(xiàn)代社會對電梯的要求 。 它靠電力來拖動一個可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運動，其 控制信號類型多，關(guān)系復(fù)雜，要求的控制性能特別高 。此外 ，本設(shè)計還加入了電梯荷載稱重和報警方案設(shè)計， 這樣 使電梯具有超重報警功能 和緊急預(yù)案功能，提高了安全性 。 設(shè)計中以 AT89S52單片機為 電梯自動控制系統(tǒng)的 核心控 制器件，由緒論、總體方案設(shè)計，系統(tǒng)硬件設(shè)計和 軟件設(shè)計等幾個部分 組成。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰