【正文】 161。228。177。196。244。170。189。213。216。213。211。163。235。216。212。249。206。184。207。208。175。244。170。172。218。214。184。184。200。211。190。202。214。210。203。206。//210。187。199。235。216。221。253。218。214。184。210。181。181。187。214。184。163。210。168。0X0F)==0X03)//212。206。189。193。180。216。187。220。187。 temp1=UDR。 } void uart_rx() { UCSRBamp。 DDRDamp。184。187。204。243。205。162。=~(1TXEN)。247。178。191。184。200。163。186。184。//200。177。211。227。211。239。226。172。207。234。230。170。192。203。196。177。196。187。202。189。177。200。 //206。234。205。162。253。200。(BIT(TXC))))。 UDR=send[n]。204。208。247。230。196。229。186。205。162。253。200。(BIT(UDRE)))) 。namount。 DDRD|=BIT(1)。 } void uart_send() { unsigned char n。 19 / 441 UCSRB|=(1RXEN)|(1RXCIE)。 UBRRL=0x19。 //191。 USART_INIT() { UCSRB=0x00。 180。175。170。232。241。199。216。216。 uchar frst_send1=0b00000101。198。180。188。190。202。202。 //189。 uchar arm_layer。 uchar temp1。// unsigned char flag1=0。/ unsigned char inbox[amount]。 uchar keys_H。 pragma interrupt_handler uart_rx:12 define amount 3 define act_flag inbox[0]amp。214。 附錄 附錄 1各部分原理圖以及 PCB圖 1. 主控制器邏輯電路原理圖 2. 電機控制及驅(qū)動電路原理圖 3. 485 接口通信電路 17 / 441 4. 按鍵接口板電路 5. 電機驅(qū)動 H橋電路 18 / 441 附錄 2部分程序清單 include include //include define uchar unsigned char define uint unsigned int define mclk 8000000 //8M202。 （ 4） 經(jīng)過參加此次比賽，培養(yǎng)了我們對電子設(shè)計和制作的興趣。最終，我們還是克服了困難堅持下來。臨近期末，大家都開始著手準(zhǔn)備期末考， 而我們還需在空余時間投入比賽。在這不到一個月的時間，我們?nèi)煌瑢W(xué)較好地分工，除了獨立完成了自己負(fù)責(zé)的部分，還共同將軟件、模型、硬件等模塊的整合，同時，對于不熟悉的模塊一起討論、比較方案及調(diào)試，形成了較好的默契，使得電梯模型得以順利完成。 經(jīng)過這將近一個月的比賽，我們確實學(xué)到了不少東西，有了新的提升，特小結(jié)如下： （ 1） 進(jìn)一步鞏固了使用 Visual C++進(jìn)行邏輯仿真的方法，使得整個硬件調(diào)試過程得以順利完成，同時，我們也注意到了 Visual C++與 AVR 的編譯器還是有些區(qū)別，一些原來在 Visual C++上運行正確的卻在硬件調(diào)試中出現(xiàn)了錯誤，這提醒我們在進(jìn)行設(shè)計的時候應(yīng)做 到嚴(yán)謹(jǐn)問題、考慮的全面性、注意更多的細(xì)節(jié)，以避免不必要的錯誤。 5． 采用適當(dāng)?shù)娜藱C界面，使界面與用戶的交互性良好，操作簡易，運行迅速，適合各類人群。 4． 在電梯運行及待機過程中，采取其他措施起到有效的節(jié)能作用。當(dāng)市電電網(wǎng)重新送電后，切除備用電源，使用市電，電梯恢復(fù)正常運行。 2． 停電時緊急操作。 6． 能顯示轎廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號。 3． 當(dāng)有多層呼叫時，轎廂模型將按說明中的電梯模型運行規(guī)則作相應(yīng)的運動，并依次在呼叫的樓層停留 3～ 8 秒； 4． 增設(shè)模擬轎廂內(nèi)表示乘客欲到達(dá)層數(shù)的按鈕，轎廂模型將按照電梯模型運行規(guī)則作相應(yīng)的運動 5． 短時停電操作。 流程圖如下： 主函數(shù)流程 計算下一目標(biāo)層子函數(shù)為本算法的核心，（原創(chuàng)版）流程圖如下： 開始 初始化 各部分自動復(fù)位 檢測按鍵 數(shù)碼管顯示當(dāng)前層 有鍵按下？ 進(jìn)入按鍵處理階段得到目標(biāo)樓層 主機調(diào)用驅(qū)動板控制電機到達(dá)目的地 設(shè)正向為初始方向 I=a（當(dāng)前層數(shù) 14 / 441 4. 系統(tǒng)測試及實現(xiàn)功能 經(jīng)過測試，本系統(tǒng)很好地 完成了題目中所涉及到的基本功能及擴展功能，具體如下： 基本功能： 1． 當(dāng)某層有呼叫并有呼叫信號顯示時，轎廂模型作相應(yīng)的運動，并準(zhǔn)確平層，平層的位置誤差 ?4mm。 13 / 441 程序運行時，通過數(shù)碼管顯示當(dāng)前的層數(shù)，進(jìn)行對行列式鍵盤的 掃描，獲取按鍵信息并按照上述方法計算目標(biāo)層。 本程序遵循上述原則，將上行和下行方向須到達(dá)的層數(shù)存儲在 up 和 down兩個 uchar 型變量的前六位，通過對這兩個變量的掃描獲知電梯需要到達(dá)的下一目標(biāo)層。 程序是在 Windows XP 環(huán)境下采用 ICCAVR 軟件編寫，結(jié)合 AVR Studio4 以及Proteus 軟件進(jìn)行仿真測試。 系統(tǒng)采用 C語言編程實現(xiàn)各項功能。 通用同步和異步串行接收器和轉(zhuǎn)發(fā)器 (USART) 是一個高度靈活的串行通訊設(shè)備，其獨立的串行接收和發(fā)送寄存器支持全雙工操作。 本系統(tǒng)采用兩線串行接口 TWI 實現(xiàn)各單片機之間的通信，采用 AVR 單片機的通用同步和異步串行接收器和轉(zhuǎn)發(fā)器 (USART)實現(xiàn)測重模塊與后臺監(jiān)控單片機的數(shù)據(jù)通信。 語音模塊凌陽單片語音錄放電路，該芯片音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活。 5層電梯所需的按鍵（包括轎廂內(nèi)和樓層間）總數(shù)為 18 個，本電路中采用 4 5 行列式鍵盤，占用了 PB（ 0~7）口和 PA0共 9個 IO 口，為系統(tǒng)提供了 20個按鍵，滿足了系統(tǒng)對按鍵的要求。另外，在每個數(shù)碼管的共陰極連接了 8050，以提供足夠大的電流，保證了每個數(shù)碼管的亮度。 本電路采用八段共陰數(shù)碼管。其中，邏輯控制部分包括主控制器模塊、電梯按鍵模塊和數(shù)碼管顯示模塊；拖動控制模塊包括紅電機驅(qū)動、平層監(jiān)測兩部分；后臺監(jiān)測控制包括了語音命令、數(shù)控控制和人際交互等 。 本電梯控制模型硬件采用了模塊化的設(shè)計，各模塊間通過 TWI 總線及 24L01無線模塊進(jìn)行通信。 本次設(shè)計在電梯轎廂中及樓層間的按鍵采用了行列式鍵盤，樓層顯示使用數(shù)碼管；后臺監(jiān)控的采用了 PS/2 鍵盤及 12864 液晶。而且可以軟件和手動錄音，音質(zhì)好。 方案二：采用 ISD1700 系列的語音芯片，這種類型的芯片是在 ISD2560 語音芯片的基礎(chǔ)上研制的。本系統(tǒng)穩(wěn)壓模塊采用小功耗的穩(wěn)壓芯片LM2576，電源輸出穩(wěn)定，可靠性高。 為了向模型電梯提供穩(wěn)定的電源輸入，兩個電源均需經(jīng)過電源穩(wěn)壓模塊。參考實際電梯設(shè)計的需要，本電梯模型有兩個供電電源，分別為市電電源、蓄電池電源、。 本系統(tǒng)采用方案三，解決了多設(shè)備之間的通信問題。 方案三：采用兩線串行接口 TWI。具有自動應(yīng)答和自動再發(fā)射功能，片內(nèi)自動生成報頭和 CRC 校驗碼，確保信息傳遞準(zhǔn)確無誤。該模塊由 nrf24l01 芯片開發(fā)而成，是一款新型單片射頻收發(fā)器件 ,工作于 GHz～ GHz ISM 頻段。但通信效 果不穩(wěn)定，易受干擾，每次只可傳輸4bit 數(shù)據(jù)，不能滿足本設(shè)計通信要求。 10 / 441 方案一：采用 PT2262\PT2272 無線通信模塊。本方案具有判斷準(zhǔn)確有點，但是容易出現(xiàn)誤判斷，穩(wěn)定性不高。用 6個傳感器分別置于各樓層間，在電梯達(dá)到對應(yīng)的樓層時，輸出檢測信號。 方案一：位置閉環(huán)。直流電機是現(xiàn)代電梯的執(zhí)行元件，配合光電平層，可以實現(xiàn)高精度、變負(fù)載的穩(wěn)定可靠控制。 方案二：采用直流電機作為本設(shè)計的執(zhí)行元件，直流電機工作是讓線圈始終交替地處于穩(wěn)定狀態(tài)和非穩(wěn)定狀態(tài)，通過兩個半圓環(huán)形電樞將線圈的穩(wěn)定平衡狀態(tài)消除。 方案一：采用步進(jìn)電機作為本設(shè)計的執(zhí)行元件，步進(jìn)電機能夠?qū)?shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移，步進(jìn)電機每轉(zhuǎn)一步，角度為 度。并且，芯片引腳少，外配元件少，在硬件很容易實現(xiàn)。此單片機不僅具有 51 型號單片機的各種優(yōu)點，而且單片機內(nèi)集成了豐富的外設(shè)。將電梯系統(tǒng)作為一個嵌入式控制系統(tǒng)，采用目前流行的嵌入式開發(fā)技術(shù)，通過高級語言設(shè)計開發(fā)控制核心，進(jìn)一步降低了產(chǎn)品的硬件成本以及軟件開發(fā)成本，提高產(chǎn)品市場競爭力。 方案三：隨著計算機硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展， CPU 價格不斷下降。這樣做的優(yōu)點是電路比較簡單，工作量小。 方案二：采用一個 I/O 口多的單片機如 ATMEGA128 控制所有的按鍵、 LED、數(shù)碼管顯示、電動機的轉(zhuǎn)動、傳感器經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后輸出的信號，等等。 PLC 作為目前電梯常用的控制器件，具有控制能力強、穩(wěn)定度高和使用方便等特點。 9 / 441 為了較好的實現(xiàn)各個模塊的功能，分別作幾種不同的設(shè)計方案并進(jìn)行論證。 根據(jù)題目要求，系統(tǒng)可以劃分為邏輯控制部分、拖動控制部分、后臺監(jiān)測控制和電源穩(wěn)壓及切換四部分。 結(jié)合實際情況，我們設(shè)計了如下的實物圖： 電梯具有配重可調(diào)節(jié)，金屬導(dǎo)軌引向的突出特點。其硬件框架借鑒現(xiàn)代電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 4. 采用適當(dāng)?shù)娜藱C界面（如采用觸摸屏、語音辨識等），使界面與用戶的交互性良好，操作簡易，運行迅速 ，適合各類人群。當(dāng)市電電網(wǎng)重新送電后，切除備用電源，使用市電，電梯恢復(fù)正常運行。 2. 停電時緊急操作。 8 / 441 3. 當(dāng)有多層呼叫時，轎廂模型將按說明中的電梯模型運行規(guī)則作相應(yīng)的運動，并依次在呼 叫的樓層停留 3～ 8秒； 4. 增設(shè)模擬轎廂內(nèi)表示乘客欲到達(dá)層數(shù)的按鈕，轎廂模型將按照電梯模型運行規(guī)則作相應(yīng)的運動 5. 能顯示轎廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號。s idea, the stable reliable principle, the system has realized topic request each kind of basic function, in t 7 / 441 目錄 ................................................................................................................................7 設(shè)計要求 ..............................................................................................................................................7 系統(tǒng)基本方案 .....................................................................................................................................8 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 ......................................................................................... 8 總體實現(xiàn)方案的選擇和論證 .......................................................................... 8 ............................................................ 9 .......................................................................... 9 ............................................................................. 9 ............................................................................. 9 .......................................................