【正文】 //表示有按鍵按下 KeyPort=0xfe。 KeyPort=0xf0。 } 矩陣按鍵掃描模塊 子程序入口將P1端口高位置一（列）判斷P1端口高位是否仍為一否是 延時(shí)去抖動(dòng)判斷P1端口高位是否仍為一否是 定位響應(yīng)所在列第一是否仍有鍵按下否第二行是否仍有鍵按下否是第三行是否仍有鍵按下延時(shí)去抖動(dòng)否否是第四行是否仍有鍵按下第一行是否仍有鍵按下延時(shí)去抖動(dòng)否是延時(shí)去抖動(dòng)第二行是否仍有鍵按下否是延時(shí)去抖動(dòng)否第三行是否仍有鍵按下否第四行是否仍有鍵按下是是是是 返回按鍵值 按鍵掃描流程圖4*4矩陣按鍵模塊，有16個(gè)按鍵，為了更好的掃描按鍵，程序掃描按鍵時(shí)采用的是if結(jié)構(gòu)語(yǔ)句，返回按鍵值程序采用的是switch...case...語(yǔ)句。 } write_(0x80+0x40+0)。num15。//清屏 write_(0x80)。//開(kāi)屏 write_(0x06)。 write_(0x38)。 }void init() //初始化{ uchar num。 DelayMs(5)。 DelayMs(5)。 lcden=0。 rs=1。 lcden=0。 lcden=1。//指令寄存器寫入 P0=。 rw=0。}void write_(uchar ) //寫指令{ while(lcd_bz())。//將P0數(shù)據(jù)初始化 lcden = 0。 result = (bit)(P0 amp。 lcden = 1。 rs = 0。//顯示初始化uchar table1[]=Location: 1 。 // sbit lcden=P2^5。源程序如下：include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit rs=P2^7。顯示前進(jìn)行初始化，即復(fù)位過(guò)程，分為四個(gè)階段：不檢測(cè)忙碌狀態(tài)（指令：0x38）；開(kāi)顯示屏（指令：0x0c)；光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置（指令：0x06）。，LCD1602的顯示實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)四個(gè)過(guò)程：檢測(cè)忙碌階段，寫入指令階段，讀取數(shù)據(jù)階段，寫數(shù)據(jù)階段。 返回程序入口是否判斷是否完成顯示初始化寫入顯示設(shè)置命令延時(shí)1ms寫入顯示數(shù)據(jù)檢測(cè)忙信號(hào)延時(shí)1ms否是判斷E=1？ 獲得顯示地址 顯示流程圖LCD1602在接口方面，有 8 條數(shù)據(jù)，三條控線。系統(tǒng)的各個(gè)子程序分別在以下章節(jié)作詳細(xì)介紹。并且，若在上行過(guò)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(guò)了該層，那么電梯也絕對(duì)不會(huì)再選擇先下行接他。本設(shè)計(jì)中我設(shè)定的規(guī)則是：當(dāng)電梯向上運(yùn)行時(shí)，優(yōu)先處理向上的召喚，對(duì)應(yīng)向下運(yùn)行的召喚先用寄存器存儲(chǔ)，當(dāng)電梯向上運(yùn)行到達(dá)一個(gè)樓層時(shí)，先檢測(cè)寄存器里面的召喚，若沒(méi)有向上的召喚時(shí)，則可以運(yùn)行向下的召喚。但是，對(duì)于多層樓層的實(shí)際情況往往比這復(fù)雜的多，要考慮到很多人同時(shí)使用電梯的情況，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。本設(shè)計(jì)的主程序總共調(diào)用了4個(gè)子程序，分別是液晶顯示程序、鍵盤掃描程序、樓層檢測(cè)程序、步進(jìn)電機(jī)方向及速度變換子程序、樓層提示及報(bào)警程序。軟件設(shè)計(jì)有兩種方法：一種是自上而下，逐步細(xì)化；一種是自下而上，先設(shè)計(jì)出每一個(gè)具體的模塊（子程序），然后再慢慢擴(kuò)大，最后組成一個(gè)系統(tǒng)。 電源電路5 軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是以單片機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，使指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲(chǔ)空間。因此需要做能提供5V、9V、12V的電源。 外部樓層提示電路 聲光報(bào)警電路 電源電路電源是各個(gè)模塊工作的能量，各個(gè)模塊工作電壓不盡相同，而且提供合適的電壓值才能使各個(gè)模塊工作在最穩(wěn)定的狀態(tài)。蜂鳴器的正極性的一端聯(lián)接到5V電源上面，另一端聯(lián)接到三極管的集電極，三極管導(dǎo)通，發(fā)光二極管亮，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。蜂鳴器俗稱喇叭，是廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的一種元器件，它用于提示、報(bào)警、音樂(lè)等許多應(yīng)用場(chǎng)合。其他樓層原理也相同。發(fā)光二極管是用于提示樓層所在的方位，~。其中RRRRR1R1R1R15電阻為限流電阻，它們的阻值均為10K，保護(hù)發(fā)光二極管，防止電流過(guò)大燒壞發(fā)光二極管。6腳為參考電壓值，當(dāng)大于6腳時(shí)，比較器輸出高電平，反之輸出低電平。R6為激光二極管，當(dāng)激光二級(jí)管照射到R3的表面時(shí)，表明到達(dá)一個(gè)樓層，R3阻值達(dá)到最低為268?，7腳電壓=5*268/10000=(V)；當(dāng)激光二級(jí)管沒(méi)有照射到R3的表面時(shí)，表明在樓層的其他位置，R3阻值達(dá)到最大為180K?，7腳電壓=5*180000/19000=(V)。當(dāng)有光照射的情況下R3=268?，無(wú)光照射的情況下R3=180K?。當(dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值，所以選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值，圖中其中R2為上拉電阻，根據(jù)實(shí)際情況，R1值為10K。其中+VCC為5V電壓。按鍵調(diào)用時(shí)，先給高四位的電平與0xf0相與，若沒(méi)有有鍵按下就會(huì)返回0xf0值，若有鍵按下就可以得到按鍵響應(yīng)所在的列，若然后逐次對(duì)列進(jìn)行掃描，判斷出所在的列侯就可以判斷出按鍵響應(yīng)值。 4*4矩陣鍵盤電路。（可調(diào)范圍是：0~50K?）是用于改變VO口的電壓，調(diào)節(jié)液晶顯示的對(duì)比度和亮度。R/為讀寫端，高電平時(shí)為讀操作，低電平為寫操作。電路還設(shè)置了發(fā)光二極管作為指示光耦的運(yùn)行情況。光耦接+5V電壓。為了防止步進(jìn)電機(jī)的瞬間電路過(guò)大而燒壞單片機(jī)，我使用了四個(gè)光耦來(lái)作隔離。表5 單片機(jī)小系統(tǒng)電路元器件參數(shù)器件名參數(shù)數(shù)量 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)N298，驅(qū)動(dòng)芯片的4腳為動(dòng)力電源接+12V電壓，9腳為邏輯電源接+5V電壓，DDDD10二極管起泄流保護(hù)作用，步進(jìn)電機(jī)是線圈式的，在從運(yùn)行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止?fàn)顟B(tài)和從順時(shí)針狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到逆時(shí)針狀態(tài)時(shí)會(huì)形成很大的反向電流，因此需要泄流，反接幾個(gè)二極管即可完成此功能。還有一個(gè)接口是接單片機(jī)的RESET，用于擦寫程序。需要注意的是：復(fù)位電容必須是電解電容，注意不要能接反。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位電路采取的方式為手動(dòng)按鍵復(fù)位電路，由電解電容、電阻R1和紐扣按鍵組成。 晶振、復(fù)位以及下載電路晶振電路由C1與C2和晶振組成，晶振給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖。其中230腳懸空，不接任何電路。電路的各個(gè)部分，在下面章節(jié)中分別詳細(xì)介紹。聲光提示電路，是N個(gè)發(fā)光二極管組成的，用于提示轎廂所在的電路所在方向。） 顯示位與DD RAM 地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表4所示： 表4 顯示位與DD RAM 地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系 顯示為序號(hào)12345...40DD RAM地址HEX第一行0001020304...27第二行4041424344...674 硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)用電梯的設(shè)計(jì)要求，并從各方面論證，將系統(tǒng)電路分為若干個(gè)模塊，分別是：?jiǎn)纹瑱C(jī)小系統(tǒng)電路，矩陣鍵盤電路，聲光提示及報(bào)警電路，定位平層電路，液晶顯示電路，LN298驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路以及電源電路。 否 LCD1602液晶 LCD1602液晶實(shí)物圖 LCD1602液晶管腳圖液晶模塊引腳功能表如表2所示：表2 液晶模塊引腳功能表0符 號(hào) 名 稱 功 能 1Vss接地 0V2VDD電路電源 5V177。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選315K）。當(dāng)“”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)），另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。每個(gè)比較器都有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。LM339集成塊采用C14型封裝。1V~177。LN298N芯片的輸出電壓最高可達(dá)50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，工作狀態(tài)下，INPUT1，INPUT2，INPUT3和INPUT4與單片機(jī)I/O口連接，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)的控制端，可以通過(guò)接收單片機(jī)輸出的控制信號(hào)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。 LN298內(nèi)部電路圖LN298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)VSS，～7 V電壓。同激光器相比，激光二極管具有效率高、體積小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但其輸出功率小（一般小于2mW），線性差、單色性不太好，使其在有線電視系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大限制，不能傳輸多頻道，高性能模擬信號(hào)。 激光二極管激光二極管本質(zhì)上是一個(gè)半導(dǎo)體二極管，按照PN結(jié)材料是否相同，可以把激光二極管分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)（SH）、雙異質(zhì)結(jié)（DH）和量子阱（QW）激光二極管。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。(2)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。其基本原理作用如下：(1)控制換相順序通電換相這一過(guò)程稱為脈沖分配。按工作類型，步進(jìn)電機(jī)可分為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（簡(jiǎn)稱VR）；永磁式步進(jìn)電機(jī)（簡(jiǎn)稱PM）以及混合式步進(jìn)電機(jī)（簡(jiǎn)稱HB）。方案選擇：考慮到實(shí)際的要求，我采用方案三。缺點(diǎn)是：語(yǔ)音芯片價(jià)格比較高。方案二：采用美國(guó)ISD公司的2590語(yǔ)音芯片，該語(yǔ)音芯片片內(nèi)E2PROM容量為480K，錄放時(shí)間長(zhǎng)錄放時(shí)間可以達(dá)到90 秒。在放音過(guò)程中由單片機(jī)控制D/A，將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成聲音信號(hào)。 樓層提示及報(bào)警系統(tǒng)方案一：通過(guò)A/D、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、D/A系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的采樣、處理、存儲(chǔ)和重現(xiàn)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：裝置簡(jiǎn)單，而且每一樓層有對(duì)應(yīng)的光敏電阻，軟件實(shí)現(xiàn)樓層判斷非常簡(jiǎn)單，成本也比較低。方案四：采用激光二極管與光敏電阻組成的檢測(cè)電路檢測(cè)電梯層數(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，軟件編程容易實(shí)現(xiàn)，且方向性好，易于獲得較集中的聲能，準(zhǔn)確度高。 超聲波模塊 超聲波測(cè)距原理圖方案三：采用超聲波測(cè)量轎廂距離來(lái)判斷轎廂所在樓層數(shù)。當(dāng)接通電源時(shí)，紅外線發(fā)射管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)轎廂運(yùn)動(dòng)到特定位置（即樓層位置），反射式紅外光電傳感器正對(duì)轎廂非抹黑部分，發(fā)射管發(fā)射出的紅外光被反射到接收管，紅外線接收頭接收到紅外線，其輸出發(fā)生變化（圖2為發(fā)射管原理），單片機(jī)通過(guò)紅外線接收頭輸出的變化知道電梯轎廂的位置。 金屬接近開(kāi)關(guān)方案二：采用反射式紅外光電傳感器檢測(cè)電梯層數(shù)。單片機(jī)通過(guò)金屬接近開(kāi)關(guān)輸出的變化知道電梯轎廂的位置。 定位平層系統(tǒng)方案一：采用金屬接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)電梯層數(shù)。該方案與方案一優(yōu)缺點(diǎn)剛好相反，16個(gè)按鍵，使用矩陣按鍵電路，只需要8個(gè)I/O端口，但是編程比較復(fù)雜。該方案的最大優(yōu)點(diǎn)是電路連接簡(jiǎn)單，軟件編程容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是一個(gè)按鍵就占用一個(gè)I/O口，造成資源浪費(fèi)，一般適用于單片機(jī)端口比較豐富的設(shè)計(jì)。方案選擇：考慮到單片機(jī)的端口有限還有使顯示內(nèi)容更加人性化等問(wèn)題，故選擇方案二。液晶顯示屏具有功耗很低，占用端口少，軟件編程簡(jiǎn)單，硬件電路調(diào)試簡(jiǎn)單，可以顯示各種文字字符等優(yōu)點(diǎn)。采用數(shù)碼管具有價(jià)格便宜，亮度大，軟件編程簡(jiǎn)單，硬件電路調(diào)試簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但它的功耗大，而且只能顯示阿拉伯?dāng)?shù)字，占用端口多等缺點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)使用了方案二。L298N可以為負(fù)載提供雙向的電流。ULN2003系列芯片從邏輯上說(shuō)是個(gè)反相器，它的特點(diǎn)是低電平輸出時(shí)候才能輸出功率，高電平的時(shí)候是虛高(不負(fù)擔(dān)電流輸出)，芯片ULN2003在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)熱很大，所以，要想運(yùn)轉(zhuǎn)順暢，就得讓電機(jī)先以低速啟動(dòng)，然后加速到想要的速度。方案選擇：由于直流電機(jī)不易控制速度且定位性能差，而采用步進(jìn)電機(jī)更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)物體升降的控制，故采用方案一。這樣，載流線圈在磁場(chǎng)中就會(huì)一直地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。在應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)可以同時(shí)完成兩個(gè)工作，其一是傳遞轉(zhuǎn)矩，其二是傳遞信息，升降精度很高。如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動(dòng)的形式，正是這個(gè)特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。方案選擇：考慮到我對(duì)51類單片機(jī)比較熟悉，還有系統(tǒng)成本問(wèn)題，我采用方案二。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：頻率較高、響應(yīng)快、有14個(gè)中斷源，兩個(gè)定時(shí)器，7路A/D轉(zhuǎn)換，兩路D/A轉(zhuǎn)換