【正文】 轎廂模型將按照電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)5． 短時(shí)停電操作。4mm。運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)即時(shí)地將目前電梯的位置寫(xiě)入單片機(jī)的EEPROM中，若出現(xiàn)短時(shí)掉電，則可從EEPROM中讀取當(dāng)前層數(shù)。例如，第五層有向上的呼叫請(qǐng)求，則將up的第二位置0，當(dāng)在上行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)up的第5位為0，則控制電梯移動(dòng)到五層，并將up第5位置1。電梯響應(yīng)呼叫的順序應(yīng)遵循：同向優(yōu)先，其次就近。C語(yǔ)言本身帶有各種函數(shù)庫(kù)，算術(shù)運(yùn)算能力較強(qiáng)，而本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中運(yùn)算有較多且比較復(fù)雜，利用C語(yǔ)言編程的優(yōu)勢(shì)完全可以體現(xiàn)出來(lái)。 我們采用兩個(gè)二極管的或方式連接。TWI通信協(xié)議支持多主機(jī)仲裁，只需將個(gè)單片機(jī)的PC0和PC1口相連，硬件結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。要想使電梯系統(tǒng)的各個(gè)部分聯(lián)系起來(lái)，并協(xié)調(diào)穩(wěn)定地工作，就必須使用快速可靠的通信方式。 紅外平層電路如下： 數(shù)碼管顯示當(dāng)前樓層，led紅綠表示方向。本電路中用于樓層間按鍵提示和電梯運(yùn)行方向顯示的LED共為10個(gè)，同樣采用74HC595來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的控制。由于樓層間及轎廂內(nèi)（共6個(gè)）數(shù)碼管顯示的內(nèi)容相同，故將它們并接于同一片74HC595的輸出端，單片機(jī)通過(guò)74HC595移位寄存器即可控制數(shù)碼管顯示的內(nèi)容，這種設(shè)計(jì)在極大的程度上節(jié)省了單片機(jī)的IO口。模塊框圖如下所示. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖邏輯控制部分電路的主要功能為：為主控單片機(jī)提供最小工作系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管和LED，并構(gòu)成行列式鍵盤(pán)。根據(jù)題目要求，系統(tǒng)可以劃分為邏輯控制部分、拖動(dòng)控制部分和后臺(tái)監(jiān)測(cè)控制三部分。使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性能高，可靠性好?；谏鲜龅姆治?，我們采用方案二。各種性能指標(biāo)均比ISD2560的要好。方案一：采用ISD2560語(yǔ)音芯片，這種類(lèi)型的芯片能錄音和放音，外部電路較簡(jiǎn)單，但是音質(zhì)和放音的局限較大。一般的電源穩(wěn)壓模塊為L(zhǎng)M7800系列的穩(wěn)壓模塊，考慮到系統(tǒng)功耗較大，此系列的穩(wěn)壓模塊功耗較大，不利于系統(tǒng)的工作。在正常工作時(shí)，由市電電源為系統(tǒng)供電，在遇到緊急情況停電時(shí)候，使用備用電源。考慮到電梯運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，必須提供穩(wěn)定而且可靠的電源。TWI是簡(jiǎn)單但是強(qiáng)大而靈活的通訊接口，只需要兩線通信，且支持主機(jī)和從機(jī)操作，支持多主機(jī)仲裁，并有較高的傳輸速率。故本系統(tǒng)選用此方案。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,并融合了增強(qiáng)型ShockBurst 技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道過(guò)程序進(jìn)行配置。方案二：采用nrf24l01無(wú)線通信模塊。該模塊是一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路。方案二：電機(jī)附帶碼盤(pán)測(cè)速,這種方法可以精確,但編程要求太高.基于上述分析，我們采用了兩種方案的優(yōu)點(diǎn)，將兩種方案相結(jié)合，達(dá)到較高的控制精度和運(yùn)行的穩(wěn)定性。以此判斷轎廂的實(shí)際位置。采用紅外反射式一體傳感器。基于上述分析，我們采用方案二。這樣，在流線圈在磁場(chǎng)中就會(huì)一直地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。但是其力矩較小，不易負(fù)載可變控制。一片控制電梯運(yùn)行及LED顯示，另外一片處理按鍵輸入，第三片作為后臺(tái)控制及監(jiān)控用。運(yùn)算速度較快，適合本系統(tǒng)的運(yùn)算。本模型系統(tǒng)采用3片廉價(jià)單片機(jī)ATMEGA16作為主控制中心。采用合理的 CPU 控制，充分利用 CPU 眾多的擴(kuò)展外設(shè)。但是此方案的缺點(diǎn)也很明顯：由于只有一片單片機(jī)，從功能上看雖然比較強(qiáng)大，但編著程序量顯然復(fù)雜的多；又輸出部分比較多會(huì)顯得電路十分零亂；再加上整機(jī)調(diào)試過(guò)程時(shí)糾錯(cuò)和調(diào)試都比較麻煩，故不采用本方案。并對(duì)以上所有信號(hào)進(jìn)行處理。但是PLC隨IO點(diǎn)數(shù)量的增加價(jià)格隨之提高，本系統(tǒng)中較多的按鍵及數(shù)碼管等需要大量的IO點(diǎn)來(lái)控制，若采用PLC則成本過(guò)高。方案一：采用可編程控制器(PLC)作為系統(tǒng)控制器。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(dòng)控制模塊包括直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、平層監(jiān)測(cè)紅外模塊兩部分；后臺(tái)監(jiān)測(cè)控制包括了語(yǔ)音提示模塊、語(yǔ)音命令和人機(jī)交互；電源穩(wěn)壓及切換包括市電電源轉(zhuǎn)化以及穩(wěn)壓電路。實(shí)際制作的結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)、可靠，為整個(gè)模型的運(yùn)行調(diào)試提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)包括轎廂、配重、導(dǎo)軌、拖動(dòng)滑輪、支架結(jié)構(gòu)幾部分。本著節(jié)能環(huán)保的理念，設(shè)計(jì)一個(gè)具有現(xiàn)代理念的電梯。3. 播放語(yǔ)音提示，包括報(bào)告樓層、電梯運(yùn)行方向、問(wèn)好等。當(dāng)市電電網(wǎng)停電時(shí)，用備用電源將電梯運(yùn)行到最近樓層待機(jī)并開(kāi)門(mén)。擴(kuò)展要求：1. 增設(shè)可以延長(zhǎng)和縮短轎廂樓層停留時(shí)間的按鈕（用于延長(zhǎng)或縮短開(kāi)門(mén)時(shí)間）。2. 平均每層運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)4秒，平層結(jié)束時(shí)給出提示信號(hào)。s idea, the stable reliable principle, the system has realized topic request each kind of basic function, in t目錄 2 2 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 7 7 7 7 7 84. 系統(tǒng)測(cè)試及實(shí)現(xiàn)功能 10 10附錄 11附錄1各部分原理圖以及PCB圖 11附錄2部分程序清單 13基本要求：1. 當(dāng)某層有呼叫并有呼叫信號(hào)顯示時(shí)，轎廂模型作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并準(zhǔn)確平層，平層的位置誤差163。s five elevator model control system, elaborated system39。各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果表明該電梯模型系統(tǒng)可靠性高、系統(tǒng)成本低、人機(jī)交互性良好，較為真實(shí)的模擬出一臺(tái)單廂電梯模型控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，對(duì)實(shí)際電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定借鑒意義。設(shè)計(jì)并制作了基于三個(gè)AVR單片機(jī)和直流電機(jī)的五層電梯模型控制系統(tǒng)，具體闡述了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計(jì)和軟件調(diào)試。目前，我國(guó)是世界最大的新裝電梯市場(chǎng)和最大的電梯生產(chǎn)國(guó)，而且還有著巨大的潛在市場(chǎng)和發(fā)展空間。25完成第（1）項(xiàng) 5完成第（2）（3）（4）項(xiàng) 15完成第（5）項(xiàng)5擴(kuò)展功能完成第（1）項(xiàng) 5完成第（2）項(xiàng)5完成第（3）項(xiàng) 10完成第（4）項(xiàng)5臺(tái)日杯電梯創(chuàng)意大賽模擬電梯模型設(shè)計(jì)總結(jié)及報(bào)告玉米的 小組成員：劉澤華 （隊(duì)長(zhǎng)）自動(dòng)化梁傳增 楊可尊 2010年12月9日摘要：電梯系統(tǒng)是運(yùn)用于高層建筑的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。 評(píng)分細(xì)則：(2) 各按鈕呼叫時(shí)應(yīng)有指示燈顯示，電梯響應(yīng)該按鈕的呼叫后，其指示燈應(yīng)自動(dòng)熄滅。 關(guān)于電梯模型運(yùn)行規(guī)則的說(shuō)明：(1) 電梯有兩種類(lèi)型的按鈕：第一種為各樓層上的“向上”、“向下”按鈕；第二種為電梯轎廂內(nèi)表示要到達(dá)樓層編號(hào)的數(shù)字按鈕。 要有措施保證平層過(guò)程中轎廂模型J移動(dòng)方向保持不變。 電子版論文必須附完整的程序代碼、電路原理圖（PROTEL格式）、元器件清單等相關(guān)文件； 電梯豎井間部分也可簡(jiǎn)化，由一垂直平面代替，如圖2所示。三、 題目要求的說(shuō)明 控制電機(jī)類(lèi)型不限，其安裝位置及安裝方式自定。 3. 播放語(yǔ)音提示，包括報(bào)告樓層、電梯運(yùn)行方向、問(wèn)好等。擴(kuò)展要求：1. 增設(shè)可以延長(zhǎng)和縮短轎廂樓層停留時(shí)間的按鈕（用于延長(zhǎng)開(kāi)門(mén)時(shí)間或縮短開(kāi)門(mén)時(shí)間）；2. 停電時(shí)緊急操作。2. 平均每層運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)4秒，平層結(jié)束時(shí)給出提示信號(hào)。二、 要求： 基本要求：1. 當(dāng)某層有呼叫并有呼叫信號(hào)顯示時(shí)，轎廂模型作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并準(zhǔn)確平層，平層的位置誤差163。圖1電梯控制模型圖1中：電梯間豎井模型部分可由有機(jī)玻璃粘成無(wú)上蓋板的六面體ABCDEFGH，；電梯轎廂模型J通過(guò)滑輪懸掛并由電動(dòng)機(jī)M牽引，可在電梯間豎井模型的空間內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)。 “臺(tái)日杯”華南理工大學(xué)電梯設(shè)計(jì)大賽論文選集  模擬電梯模型一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)電梯控制模型。示意圖如圖1所示。電梯間豎井模型間隔均為24cm自下向上分成5層，其樓層編號(hào)如圖1所示。5mm。3. 當(dāng)有多層呼叫時(shí)，轎廂模型將按說(shuō)明中的電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，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(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)5. 能顯示轎廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號(hào)。當(dāng)市電電網(wǎng)停電時(shí)，用備用電源將電梯運(yùn)行到最近樓層待機(jī)并開(kāi)門(mén)。4. 采用適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)界面（如采用觸摸屏、語(yǔ)音辨識(shí)等），使界面與用戶的交互性良好，操作簡(jiǎn)易，運(yùn)行迅速，適合各類(lèi)人群。 要電路板、關(guān)鍵電路版必須是自行制作的模塊。 平層的要求是以轎廂模型J的底平面（或自定標(biāo)志）與表示樓層的標(biāo)志線平齊。 要有措施保證轎廂模型J起動(dòng)、停止時(shí)不出現(xiàn)震蕩。實(shí)際制作時(shí)，按鈕的安裝位置不作任何限制。(3) 電梯運(yùn)行時(shí)響應(yīng)按鈕的優(yōu)先順序如下：① 方向優(yōu)先：電梯按某方向運(yùn)行時(shí)，優(yōu)先響應(yīng)該運(yùn)行方向的按鈕；② 距離優(yōu)先：同一方向有多個(gè)按鈕呼叫時(shí)，優(yōu)先響應(yīng)最近的樓層。 項(xiàng) 目 滿分 基本功能設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析。它涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、微機(jī)技術(shù)、MCU 技術(shù)和土建工程等多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。因此，深入學(xué)習(xí)和研究電梯控制系統(tǒng)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本著系統(tǒng)控制的理念，穩(wěn)定可靠的原則，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了題目要求的各種基本功能，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的基礎(chǔ)上，電梯模型實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音提示、語(yǔ)音命令、電源切換等拓展功能。ABSTRACT:The elevator system is utilizes in the highrise construction plex transport vehicle. It involves the mechanical engineering, the electronic technology, the electric power electronic technology, the automatic control theory, the microputer technology, the MCU technology and the civil engineering and so on many scientific fields. At present, our country is the world biggest new clothing elevator market and the biggest elevator producer country, moreover also has the giant potential market and the development opportunities. Therefore, the thorough study and the research lift control system has the vital practical significance. designed and has manufactured based on three AVR monolithic integrated circuits and direct current machine39。s gross structure, the hardware design and the software debugging specifically. In line with systems control39。5mm。3. 當(dāng)有多層呼叫時(shí)，轎廂模型將按說(shuō)明中的電梯模型運(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，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(yùn)行規(guī)則作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)5. 能顯示轎廂模型當(dāng)前到達(dá)的樓層編號(hào)。2. 停電時(shí)緊急操作。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(yùn)行。4. 采用適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)界面（如采用觸摸屏、語(yǔ)音辨識(shí)等），使界面與用戶的交互性良好，操作簡(jiǎn)易，運(yùn)行迅速，適合各類(lèi)人群。其硬件框架借鑒現(xiàn)代電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的實(shí)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(diǎn)。根據(jù)題目要求，系統(tǒng)可以劃分為邏輯控制部分、拖動(dòng)控制部分、后臺(tái)監(jiān)測(cè)控制和電源穩(wěn)壓及切換四部分。為了較好的實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能，分別作幾種不同的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行論證。PLC作為目前電梯常用的控制器件，具有控制能力強(qiáng)、穩(wěn)定度高和使用方便等特點(diǎn)。方案二：采用一個(gè)I/O口多的單片機(jī)如ATMEGA128控制所有的按鍵、LED、數(shù)碼管顯示、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、傳感器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸出的信號(hào)，等等。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡(jiǎn)單，工作量小。方案三：隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展，CPU 價(jià)格不斷下降。將電梯系統(tǒng)作為一個(gè)嵌入式控制系統(tǒng)，采用目前流行的嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)，通過(guò)高級(jí)語(yǔ)言設(shè)計(jì)開(kāi)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(kāi)發(fā)成本，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此單片機(jī)不僅具有51型號(hào)單片機(jī)的各種優(yōu)點(diǎn)，而且單片機(jī)內(nèi)集成了豐富的外設(shè)。并且，芯片引腳少，外配元件少，在硬件很容易實(shí)現(xiàn)。方案一：采用步進(jìn)電機(jī)作為本設(shè)計(jì)的執(zhí)行元件，步進(jìn)電機(jī)能夠?qū)?shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移，步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一步。方案二：采用直流電機(jī)作為本設(shè)計(jì)的執(zhí)行元件，直流電機(jī)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(guò)兩個(gè)半圓環(huán)形電樞將線圈的穩(wěn)定平衡狀態(tài)消除。直流電機(jī)是現(xiàn)代電梯的執(zhí)行元件，配合光電平層，可以實(shí)現(xiàn)高精度、變負(fù)載的穩(wěn)定可靠控制。方案一：位置閉環(huán)。用6個(gè)傳感器分別置于各樓層間，在電梯達(dá)到對(duì)應(yīng)的樓層時(shí)，輸出檢測(cè)信號(hào)。本方案具有判斷準(zhǔn)確有點(diǎn)，但是容易出現(xiàn)誤判斷，穩(wěn)定性不高。方案一：采用PT2262\PT2272無(wú)線通信模塊。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(jì)通信要求。該模塊由nrf24l01芯片開(kāi)發(fā)而成，是一款新型單片射頻收發(fā)器件, GHz～ GHz ISM 頻段。具有自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)再發(fā)射功能，片內(nèi)自動(dòng)生成報(bào)頭和 CRC 校驗(yàn)碼，確保信息傳遞準(zhǔn)確無(wú)誤。方案三：采用兩線串行接口TWI。本系統(tǒng)采用方案三，解決了多設(shè)備之間的通信問(wèn)題。參考實(shí)際電梯設(shè)計(jì)的需要，本電梯模型有兩個(gè)供電電源，分別為市電電源、蓄電池電源、。為了向模型電梯提供穩(wěn)定的電源輸入，兩個(gè)電源均需經(jīng)過(guò)電源穩(wěn)壓模塊。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。方案二：采用ISD1700系列的語(yǔ)音芯片，這種類(lèi)型的芯片是在ISD2560語(yǔ)音芯