【正文】 根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，本設(shè)計(jì)采用的八段數(shù)碼管 來 顯示， 樓層分配一個(gè)數(shù)碼管， 機(jī)箱里面也分配一個(gè)數(shù)碼管，總共使用了 2個(gè)八段數(shù)碼管，使用 74LS373 來進(jìn)行鎖存當(dāng)前數(shù)據(jù)，數(shù)碼管同步顯示當(dāng)前機(jī)箱所在的樓層 數(shù) 。主要采用了正傳、反轉(zhuǎn)和剎車這三個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。 圖 24為 L298 引腳分布圖 L298 芯片 引腳說明 1腳（ SENSA） IN IN2 電流檢測電壓反饋輸入端 2腳（ OUT1） 第一個(gè)輸出 3腳（ OUT2） 第二個(gè)輸出 4腳 （ VS） 外部電壓 5腳（ IN1） 第一個(gè)輸入 6腳（ ENA） IN IN2 阻止電機(jī)驅(qū)動(dòng) 7腳（ IN2） 第二個(gè)輸入 8腳 (GND)接地端 9腳（ VCC） +5V 電源輸入端 10腳 (IN3)第三個(gè)輸入 11腳（ ENB） IN IN4 阻止電機(jī)驅(qū)動(dòng) 12腳 (IN4)第四個(gè)輸入 13腳（ OUT3） 第三個(gè)輸出 14腳（ OUT4） 第四個(gè)輸出 15腳（ SENSB） IN IN4電流檢測電壓反饋輸入端 根據(jù)以上引腳說明，列舉出 L298 控制表如表 23所示。該集成電路采用了 SGS 公司的模擬 /數(shù)字兼容的 I2L 技術(shù)，使用 5V的電源電壓，全部信號的連接都與 TFL/CMOS 或集電極開路的晶體管兼容。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用芯片 L298 L298是意大利 SGS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)專用控制器，它能產(chǎn)生 4相控制信號，可 用于計(jì)算機(jī)控制的兩相雙極和四相單相步進(jìn)電機(jī)，能夠用單四拍、雙四拍、四相八拍方式控制步進(jìn)電機(jī)。 （ 3） C 口 ： 編號為 PC0～ PC7，用于 8255A 向外設(shè)輸入輸出 8位并行數(shù)據(jù)，當(dāng) 8255A工作于應(yīng)答 I/O 方式時(shí)， C 口用于 聯(lián)絡(luò) 信號的通信 。各通道的引腳編號如下 ： （ 1） A 口：編號為 PA0～ PA7，用于 8255A 向外設(shè)輸入輸出 8 位并行數(shù)據(jù) 。當(dāng) CPU 要對 8255A進(jìn)行讀、寫操作時(shí)，必須先向 8255A 發(fā)片選信號選中 8255A 芯片，然后發(fā)讀信號或?qū)懶盘枌?8255A 進(jìn)行讀或?qū)憯?shù)據(jù)的操作 。 （ 2）地址總線 AB：編號為 A0～ A1，用于選擇 A、 B、 C 口與控制寄存器 。此外 CPU 要對 8255A 進(jìn)行讀、寫與片選操作，所以控制線為片選、復(fù)位、讀、寫信號。 2）與 CPU 連接部 分 根據(jù)定義 ， 8255A 能并行傳送 8位數(shù)據(jù)，所以其數(shù)據(jù)線為 8 根 D0～ D7。 A組控制器：控制 A口與上 C口的輸入與輸出 。由于 8255A可編程 ,所以必須具有邏輯控制部分，因而 8255A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為 3 個(gè)部分：與控制部分、 CPU 連接部分、與外設(shè)連接部分 。 8255A作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的 3 個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。端口 C 可以通過工作方式設(shè)定而分成 2 個(gè) 4 位的端口，每個(gè) 4位的端口包含一個(gè) 4 位的鎖存器，分別與端口 A 和端口 B 配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。 工作于三種方式中的任何一種 ； PB0～ PB7:端口 B 輸入輸出線，一個(gè) 8 位的 I/O鎖存器，一個(gè) 8 位的輸入輸出緩沖器。 方式 2— 雙向選通輸入 /輸出方式 ，即同一端口的 I/O 線即可以輸入也可以輸出，只有 A 口可以工作于方式 C 口的部分 I/O 線來提供聯(lián)絡(luò)信號。 方式 1— 選通輸入 /出方式 ，此時(shí) 8255A 的 A 口和 B 口與外設(shè)之間進(jìn)行輸入或者輸出操作時(shí)，需要 C 口的部分 I/O 線提供聯(lián)絡(luò)信號。 8255A 共有三種工作方式： 方式 0— 基本輸入輸出方式 ，即無須聯(lián)絡(luò)就可以直接對 8255A 與外設(shè)之間 的數(shù)據(jù)輸入輸出操作。 根據(jù)以上說明列出擴(kuò)展 8255A 個(gè)端口的讀 /寫操作的信息關(guān)系如表 22 所示。 /WR： 寫入信號，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí) ， 即 /WR=0 且 /CS=0 時(shí) ， 允許 CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入 8255A。 /CS： 芯片選擇信號線 ， 當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí) ， 即 /CS=0 時(shí) ， 表示芯片被選中，允許 8255A 與 CPU 進(jìn)行通訊 ； /CS=1 時(shí) ， 8255A 無法與 CPU 做數(shù)據(jù)傳輸 。 A1， A0； 地址選擇線 ， 用來選擇 8255A 的 PA 口 ， PB 口 ， PC 口和控制寄存器 。 8255A 是可編程的并行輸入輸出接口芯片，它具有三個(gè) 8 位并行端口，分別為 A口、 B口和 C 口，且具有 40個(gè)引腳，雙列直插式封裝， 采用 +5V 供電，其引腳與功能示意圖如圖 238255A 引腳分布圖所示。 8255A 可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路 ，也可以與其他系 列的微處理器配套使用 。具有 3 個(gè)通道 3 種工作方式的可編程并行接口芯片（ 40 引腳）。 當(dāng)輸入口不夠的話可以采用 8255A 進(jìn)行擴(kuò)展。 80C51 內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用 12MHz 的晶振頻率。采用 40引腳雙列直插式 DIP（ Dual In Line Package），內(nèi)有 128 個(gè) RAM 單元及 4K 的 ROM。 74LS373 的使用方法 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的原理 （ L298 專用芯片） 80C51 的使用方法 按鍵電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)復(fù)位電路工作原理及設(shè)計(jì) 表 21為本設(shè)計(jì)的元器件清單。其總設(shè)計(jì)框圖如圖 21 所示。 2 課題總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)是利用 80C51 為最小系統(tǒng)，采用 外部 中斷 0， 80C51 的 P0口接 8255A 擴(kuò)展芯片 ，P1口兩個(gè)八段數(shù)碼管， 用于顯示 響應(yīng) 樓層的 情況 ， 和 接 8255A 的 A0和 A1， 和 分別 8255A 的讀與寫端口， 通過非門與 8255A 的 CS 相連，用于片選 8255A，、 、 、 用于 74LS373 的控制選擇端口， 、 、 、 用于兩個(gè)電機(jī)的控制。然而 實(shí)際中， 電梯還 存在很 有很多比較復(fù)雜的 情況， 在仿真中沒有辦法完成，這是本設(shè)計(jì)存在的瓶頸。具體的說是 滿足 不同樓層乘客的不同需求，作出合理高效的判斷，讓所有乘客在整體運(yùn)用時(shí)間最短的條件下達(dá)到所要到達(dá)的樓層。 所以在編寫程序的時(shí)候采用 Keil 軟件進(jìn)行編寫程序的工具。 Keil 也有一定的硬件配置要求， 運(yùn)行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU，16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于 MCS51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil 程序研發(fā)軟件 開發(fā)過程中除了必要的硬件之外，還需要軟件。對于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是自動(dòng)升降電梯控制系統(tǒng) 彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 Proteus 軟件 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況 。 （ 4） Proteus 軟件 可提供的調(diào)試手段 ： Proteus 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響 。 （ 2）除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外， Proteus 還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形 的方式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。 Proteus 軟件 資源豐富： （ 1） Proteus 軟件 可提供的仿真儀表資源 ： 交直流電流表 、 交直流電壓表、模式發(fā)生器、信號發(fā)生器、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、虛擬終端、邏輯分析儀、 示波器。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果 ，并且 系統(tǒng)配置 了 示波器 、 虛擬邏輯分析儀 等， Proteus 軟件 可以 建立 一個(gè) 完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境 。 Proteus 軟件 的主要 特點(diǎn)： （ 1）互動(dòng)的電路仿真 用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 AD， ROM， RAM，馬達(dá)， LCD， DA， 鍵盤， LED， 部分 IIC器件 ， 部分 SPI 器 件 。在編譯方面， Proteus 軟件 也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種 編譯器 。Proteus 軟件 是 至今 最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 Proteus軟件 是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086和 MSP430 等， 2020 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。 硬 件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)是密不可分的，二者是相輔相成的，硬件是根據(jù)軟件才驗(yàn)證的，軟件是根據(jù)硬件才實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)過長期的研究，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，最終完成了電梯的設(shè)計(jì)。 軟件部分： 根據(jù)實(shí)地考察，并對電梯的流程進(jìn)行了嚴(yán)格的反復(fù)思考，完成了電梯的軟件設(shè)計(jì)部分。由于采用的軟件仿真方式，有很多無法實(shí)現(xiàn)的功能，如自動(dòng)檢測超載，安裝監(jiān)控等相關(guān)功能等。 5電機(jī)的選擇 按電梯的驅(qū)動(dòng)方式有很多種如 直流電梯 、 液壓電梯 、 齒輪齒條電梯 、 螺桿式電梯 等等，但是此設(shè)計(jì)是采用仿真來實(shí)現(xiàn)的，沒有辦法真正實(shí)，故在本系統(tǒng)中采用用的是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式來模擬電梯的自動(dòng)運(yùn)行。 4擴(kuò)展芯片的選擇 由于 很系統(tǒng)的特點(diǎn)，需要較多的按鍵，故需要擴(kuò)展 I/O口，在開發(fā)中一般都是使用 8255A作用 I/O 擴(kuò)展的芯片。中斷掃描方式當(dāng)有按鍵響應(yīng)時(shí)就向 CPU申請中斷， CPU 響應(yīng)中斷后立刻轉(zhuǎn)到中斷的服務(wù)程序?qū)Π存I進(jìn)行掃描，進(jìn)行按鍵值的讀取。程控掃描方式首先是判斷按鍵是否有按鍵，如果在進(jìn)行逐行逐列的判斷，還要進(jìn)行按鍵消抖的處理 ，最終才能讀出按鍵的值，而且還需要編寫一大推的程序進(jìn)行按鍵的判斷，占用了很多 CPU。 按鍵的處理方式 按鍵是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的主要設(shè)備，按鍵的處理方式在一定程度上會影響倒系統(tǒng)的性能，故選擇一個(gè)合適的處理方式還是很重要的。 根據(jù)以上的對比，故此系統(tǒng)才用的是 C語言進(jìn)行程序編寫，只要是 C 語言的在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的時(shí)候會大大縮短設(shè)計(jì)的周期，并且增加了軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，系統(tǒng)還可以進(jìn)行更新等，從而使系統(tǒng)的性能更為強(qiáng)大。 C 語言主要的優(yōu)點(diǎn)是可讀性好，移植比較容易，不太需要考慮外界因素，是普遍使用的一種計(jì)算機(jī)語言。 C 語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，它支持當(dāng)前程序設(shè)計(jì)中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)。 C語言是一種 編譯 型程序設(shè)計(jì)語言 ，并具備匯編語言的功能 。主要的優(yōu)點(diǎn)是占用的資源少、程序的執(zhí)行的效率高。 C語言和匯編語言在開發(fā)中的優(yōu)缺點(diǎn)。 設(shè)計(jì)比較 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中總會出現(xiàn)一些 爭議 ， 為什么要使用 C語言而不使用匯編語言來編寫程序呢？為什么選擇 80C51 作為最小系統(tǒng)等等這些都是值得探討的一個(gè)問題。使用 80C51 為最小系統(tǒng)，采用 C 語言進(jìn)行編寫程序， 系統(tǒng)采用的外部中斷 0 的方式進(jìn)行對按鍵的處理，采用 LED 燈來表示按鍵響應(yīng)情況， LED 亮表示當(dāng)前的按鍵被按下， LED 滅表示當(dāng)前的按鍵被處理完畢或者按鍵無響應(yīng)，通過八段數(shù)碼管來同步顯示當(dāng)前機(jī)箱所處在的位置，為了進(jìn)一步形象的表示出電梯的運(yùn)行情況，系統(tǒng)采用了兩個(gè)電機(jī)來表示電梯的運(yùn)情況，電機(jī) 1正傳表示電梯上升，反轉(zhuǎn)表示電梯下降，電機(jī) 2正傳表示開門，反轉(zhuǎn)表示關(guān)門。 依據(jù)課題的任務(wù)，本課題需要研究的內(nèi)容有： 收集系統(tǒng)的相關(guān)資料，并進(jìn)行實(shí)地調(diào)查； 根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)的要求，進(jìn)行系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)； 學(xué)習(xí)和完善單片機(jī)的相關(guān)知識，并且加以運(yùn)用； 鞏固 C 語言編程知識，并且規(guī)定電梯的工作規(guī)則，本設(shè)計(jì)編程語言采用的是 C 語言實(shí)現(xiàn)； 對軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試，完成課題任務(wù)。 （ 12） 座椅 型 電梯 ， 人坐在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的椅子上 ,控制椅子手柄上的按扭 ,使椅子下部的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)人椅 ,沿樓梯扶欄的導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng) 。 （ 10） 門吊 型 電梯 ， 在大型門式起重機(jī)的門腿中 ,運(yùn)送在門機(jī)中的工作人員及檢修機(jī)件等 。 （ 8） 滑道 型 電梯 ， 在建筑物內(nèi)配置 ,常與建筑物 ,人行道平行使用 。 （ 6） 礦井 型 電梯 ， 供礦井運(yùn)送人員及貨物之 用。 （ 4） 消防 型 電梯 ， 在發(fā)生火警時(shí) ,用來運(yùn)送消防人員 ,乘客和消防器材 等等。 （ 3） 建筑施工 型 電梯 ， 是一種采用齒輪齒條嚙 合方式（包括銷齒傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，用以輸送人員或物料，主要應(yīng)用于建筑施工與維修。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速 。 此外，還有雙層轎廂電梯等 。 其它分類方式 按機(jī)房位置分類，則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無機(jī)房）電梯 。