【正文】 ......................................................................19第五章 英文翻譯 .........................................................................................................................21結(jié)論 ...............................................................................................................................................25致謝 ...............................................................................................................................................26參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................27程序附錄 .......................................................................................................................................28模擬電梯控制系統(tǒng)設(shè)計第 1 –頁 共 33 頁引 言隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，住房和辦公用樓都已經(jīng)逐漸向高層發(fā)展。電梯是高層賓館、商店、住宅、多層倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運輸工具。隨著建筑物規(guī)模越來越大，樓層也越來越高，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性都提出了更高的要求。采用這種控制線路,存在易出故障、維護(hù)不便、運行壽命較短、占用空間大等缺點?？删幊炭刂破鳎俏C(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機(jī)，它有良好的抗干擾性能，適應(yīng)很多工業(yè)控制現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)主要還是由可編程控制器控制。而單片機(jī)價格相當(dāng)便宜，如果在抗干擾功能上有所提高的話完全可以代替 PLC 實現(xiàn)對工控設(shè)備的控制。 電梯控制系統(tǒng)是比較復(fù)雜的一個大型系統(tǒng)，在計算機(jī)誕生的幾十年里，繼電器控制系統(tǒng)為電梯控制的發(fā)展做了巨大的貢獻(xiàn)，但在性能上和 PLC 還是有本質(zhì)上的差距。運城學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文第 2 –頁 共 33 頁第一章 單片機(jī)概述單片機(jī)全稱為單片微型計算機(jī)（Single Chip Microputer）,又稱為微控制器（Microcontroller Unit）或嵌入式控制器（ Embedded Controller） 。 （如圖 11 所示） 。 單片機(jī)簡介 單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運算，邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，只讀程序存儲器(ROM)，輸入輸出電路(I/O 口)，可能還包括定模擬電梯控制系統(tǒng)設(shè)計第 3 –頁 共 33 頁時計數(shù)器，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動電路(LCD 或 LED 驅(qū)動電路)，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個最小,然而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。 由此來看，單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。不同的單片機(jī)有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術(shù)特征均不盡相同，硬件特征取決于單片機(jī)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用戶要使用某種單片機(jī)，必須了解該型產(chǎn)品是否滿足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標(biāo)。軟件特征是指指令系統(tǒng)特性和開發(fā)支持環(huán)境，指令特性即我們熟悉的單片機(jī)的尋址方式，數(shù)據(jù)處理和邏輯處理方式，輸入輸出特性及對電源的要求等等。要利用某型號單片機(jī)開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，掌握其結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特征是必須的。誠然，單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計思想。 單片機(jī)的特點單片機(jī)與通用微機(jī)相比較,在結(jié)構(gòu),指令設(shè)置上均有其獨特之處,其主要特點如下:（1（ 單片機(jī)的存儲器 ROM 和 RAM 稱為程序存儲器,只存放程序, 則為數(shù)據(jù)存儲器,用作工作區(qū)及存放用戶,有較大的程序存儲空間,把開發(fā)成功的程序固化在 ROM 中,而把少量的隨機(jī)數(shù)據(jù)存放在 RAM ,小容量的數(shù)據(jù)存儲器能以高速 RAM 形式集成在單片機(jī)內(nèi),以加速單片機(jī)的執(zhí)行速度.運城學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文第 4 –頁 共 33 頁但單片機(jī)內(nèi)的 RAM 是作為數(shù)據(jù)存儲器用,而不是當(dāng)作高速緩沖存儲器(CACHE)使用.（2（ ,單片機(jī)有更強(qiáng)的邏輯控制能力,特別是具有很強(qiáng)的位處理能力.（3（ 單片機(jī)的 I/O 限,為了解決實際引腳和需要的信號線的矛盾,腳處于何種功能,可由指令來設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來區(qū)分.（4（ 求時,均可在外部進(jìn)行擴(kuò)展(如擴(kuò)展 ROM,RAM,I/O 接口,定時器/計數(shù)器,中斷系統(tǒng)等),與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容,給應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計帶來極大的方便和靈活性. 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇：(1) 在智能儀器儀表上的應(yīng)用:單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀） 。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。(4) 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用:現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機(jī)等。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢，大致有：(1) 低功耗 CMOS 化MCS51 系列的 8031 推出時的功耗達(dá) 630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW 左右，隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而 CHMOS 則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗像電池供電的應(yīng)用場合。(2) 微型單片化現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機(jī)將 LCD(液晶)驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小。(3) 主流與多品種共存現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以 80C51 為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有 PHILIPS 公司的產(chǎn)品，ATMEL 公司的產(chǎn)品和中國臺灣的 Winbond 系列單片機(jī)。而 Microchip 公司的 PIC 精簡指令集(RISC)也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的 HOLTEK 公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場分額。在一定的時期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路。 圖 功能模塊 各功能模塊介紹 AT89S51 芯片本設(shè)計主要采用 AT89S51 芯片。AT89S51 具有如下特點：40 個引腳，4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器，128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM） ， 32 個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷，2 個 16 位可編程定時計復(fù)位鍵 輸入時鐘電路 AT89S51單片機(jī) 輸出顯示運城學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文第 8 –頁 共 33 頁數(shù)器,2 個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器?？臻e模式下，CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。同時該芯片還具有 PDIP、TQFP 和PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 32 個雙向 I/O 口 2 個 16 位可編程定時/計數(shù)器 全雙工 UART 串行中斷口線 2 個外部中斷源 中斷喚醒省電模式 看門狗（ WDT）電路 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 　　GND：地。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在 Flash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。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。Flash 編程和程序校驗期間，P1 接收低 8 位地址。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，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。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX Ri　指令）時，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容） ，在整個訪問期間不改變。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 P3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 所示： 表 P3 端口引腳的第二功能端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外中斷 0） /INT1（外中斷 1） T0 (定時／計數(shù)器 0) T1 (定時／計數(shù)器 1) /WR (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） RST：復(fù)位輸入。WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR的 DISRTO 位（地址 8EH）可打開或關(guān)閉該功能。ALE/ （/PROG）：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。此外，該引腳會被拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的/PSEN 信號。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH） ，EA 端必須保持低電平（接地） 。如 EA 端為高電平（接 Vcc端） ，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 顯示模塊顯示電路采用了 1 個 LED 數(shù)碼管,單片機(jī) I/O 的應(yīng)用最典型的是通過I/O 口與 7 段 LED 數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路。LED 數(shù)碼管根據(jù) LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED 的這些特性，對編程是很重要的。將多只 LED 的陰極連在一起即為共陰式，而將多只 LED 的陽極連在一起即為共陽式。當(dāng)然，LED 的電流通常較小，一般均需在回路中接上限流電阻。而將a、b、d、e和g段都接上正電源，其它引腳懸空，此時數(shù)碼管將顯示“2” 。MCS51 單片機(jī)工作之后，只要在它的 RST 引線上加載 10ms 以上的高電平，單片機(jī)就能有效地復(fù)位。最簡單的復(fù)位電路如下圖：模擬電梯控制系統(tǒng)設(shè)計第 11 –頁 共 33 頁 圖 復(fù)位開關(guān)上電瞬間，RC 電路充電，RST 引線出現(xiàn)正脈沖，只要 RST 保持 10ms 以上的高電平，就能使單片機(jī)有效的復(fù)位。如果這些芯片復(fù)位端的復(fù)位電平與單片機(jī)的復(fù)位電平的要求一致，則可以將復(fù)位信號與之相連。單片機(jī)內(nèi)部雖然有振蕩電路，但要形成時鐘，外部還需要附加