【正文】 ......................................................................................................................................16附錄 B.........................................................................................................................................17致謝 ............................................................................................................................................29華南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計成績評定表01 緒論 電梯進入人們的生活已經(jīng) 150 年了。軟件部分使用 C 語言編程，程序部分由主程序、判斷電梯運行方向子程序、電梯運行子程序和到達目的地操作子程序等 4 部分組成。電梯控制系統(tǒng)的硬件部分主要由單片機最小系統(tǒng)模塊、LED 顯示模塊、按鍵中斷請求模塊等 3 部分組成。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計基于單片機的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要本文主要介紹了基于單片機的電梯控制系統(tǒng)，在本次設(shè)計中我們模擬了三層樓層的電梯的運行以及其中相應(yīng)的邏輯關(guān)系。在沒有使用到真正的電梯箱和電機的情況下，我們使用 LED 指示燈以及電梯內(nèi)部和電梯外部各個樓層的按鍵來模擬電梯接收到按鍵信號后的運行情況。該系統(tǒng)采用單片機（89C52）作為控制核心，根據(jù)各樓層按鍵檢測結(jié)果來控制電梯并實現(xiàn)相應(yīng)的操作。硬件電路的設(shè)計簡單可靠，結(jié)合軟件，基本實現(xiàn)了三層樓層的電梯運行的模擬。一個半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升人類生活質(zhì)量的承諾。格雷夫斯他站在裝滿貨物的升降梯平臺上，命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩?！?一切安全，先生們。誰也不會想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。150 年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新——手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運輸能力的優(yōu)勢；變速式自動人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時間；不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)?！豢羁罴{了人類在機械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。1932 年由美國奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運轉(zhuǎn)著。十一屆三中全會后，沐浴著改革開放的春風(fēng)，我國電梯業(yè)進入了高速發(fā)展的時期。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強大的保障。電梯的應(yīng)用范圍很廣，可用于賓館、飯店、辦公大樓、商場、娛樂場所、倉庫以及居民住宅大樓等。11889 年，美國奧梯斯升降機公司推出了世界第一部以電動機為動力的升降機，同年在紐約市的馬累特大廈安裝成功，標(biāo)志著電梯的誕生。 1933 年美國制造出 6m/s 的高速電梯。 1955 年出現(xiàn)真空電子管小型計算機控制電梯。 1967 年將固體晶閘管用于電梯拖動系統(tǒng)。 1976 年將微處理器應(yīng)用于電梯。至此，電梯的控制技術(shù)已有了很大的發(fā)展。以該單片機為核心，再輔以適當(dāng)?shù)挠布娐泛涂刂瞥绦騺頇z測和控制整個電梯系統(tǒng)的運行，該系統(tǒng)具有成本低、通用性強、靈活性大、擴展容易及易于實現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點。2 方案論證以及系統(tǒng)功能介紹 方案選擇方案一：采用可編程控制器（PLC）作為主要器件來控制電機的運動、內(nèi)外按鍵的響應(yīng)、按鍵后的電路顯示等等。方案二：采用一個 MCU 單片機控制所有的按鍵、LED 顯示、限位開關(guān)的輸出信號等等，并對以上所有信號進行處理，作出相應(yīng)的相應(yīng)。故采用本方案。2 設(shè)計要求(1)電梯至少要有三層，且電梯外部要有向上向下的按鍵，電梯內(nèi)部要有每個樓層的按鍵和開門關(guān)門的按鍵。(2)每一層設(shè)有限位開關(guān)，結(jié)合限位開關(guān)，對電梯的運行進行控制。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示，樓層電梯呼叫按鍵就是樓層外面的上行、下行按鍵，有需求時即可按下。單片機就是整個系統(tǒng)的核心，接收輸入信息，經(jīng)過處理后輸出信息；樓層顯示 LED 就是接收單片機處理的信息，顯示此時的樓層數(shù)。圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 STC89C52 單片機本設(shè)計采用的是 STC89C52 單片機，STC89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 的 8 位單片機，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的STC89C52 單片機可以為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。圖 2 STC89C52 單片機外形及引腳排列圖3 硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計 硬件電路設(shè)計的主要思路電梯最底層為 1 樓，因此在 1 樓僅有上升按鍵，而電梯最高層為 3 樓，因此 3 樓應(yīng)僅有下降按鍵。在電梯內(nèi)部按鍵設(shè)置方面，則應(yīng)有 1～3 樓的各層選擇按鍵，還要有開門和關(guān)門的按鍵。按鍵的一端接 VCC，另一端連至單片機引腳。無論INT04哪一個按鍵有動作，低電平信號就會送到 端，從而引發(fā)外部中斷，外部中斷 0 服INT0務(wù)子程序運行。由于電梯的樓層只有三層，而且單片機的端口也不是很夠，所以本次設(shè)計沒有使用七段數(shù)碼管來進行樓層顯示，而是直接使用三個 LED 用來代表電梯外部的三個樓層。所有 LED 指示燈的正極都接單片機 IO 口，負(fù)極經(jīng)由限流電阻接地，當(dāng)有按鍵按下的時候，程序會置 1 對應(yīng)的 IO 口，使指示燈亮起。STC89C52 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。本次設(shè)計采用了上電復(fù)位作為單片機的復(fù)位方式。當(dāng)時鐘頻率選用12MHz 時，C1 取 22uF，R1 取 10KΩ 時，電容 C1 充放電時間 τ=R1*C1=2us（2 個機器周期）。圖 3 復(fù)位電路圖5 晶振電路單片機的晶振電路由時鐘電蕩電路和分頻電路兩部分電路組成。而分頻電路則是用于把振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖信號分頻，以得到所需要的時鐘信號（李廣弟等，2022）。STC89C52 單片機電路中的電容 C1 和 C2 典型值通常選擇為 30pF。但是反過來運行速度越快對內(nèi)存的速度要求也就越高，對印刷電路板的工藝要求也越高，即要求產(chǎn)生的寄生電容要小，晶振和電容應(yīng)盡可能的安裝得與單片機的芯片引腳靠近，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作。晶振電路如圖 4 所示。采用 LED 作為電梯控制系統(tǒng)的指示燈主要是因為其功耗小，單片機的 IO 口足以驅(qū)動，LED1 ～LED3 為電梯停留所在樓層指示燈，LED4～LED7 為各樓層外部請求指示燈， LED8～LED10 為電梯內(nèi)部樓層請求指示燈，LED11～LED12 為電梯運行狀態(tài)指示燈， LED13 電梯開關(guān)門指示燈。當(dāng)有按鍵按下的時候，該按鍵所對應(yīng)的指示燈應(yīng)當(dāng)同步亮起。電路圖如圖 5 所示。按鍵中斷電路如下圖 6 所示。當(dāng)單片機接通電源后，外部中斷 0 對應(yīng) IO 引腳此時為高電平，當(dāng)任一按鍵按下后，通過相應(yīng)的邏輯轉(zhuǎn)換，使得 74LS21 輸出為低電平，令外部中斷 0 的引腳變?yōu)榈碗娖?。此時外部中斷 0 立即響應(yīng)，單片機系統(tǒng)進入中斷控制子程序系統(tǒng)，在中斷服務(wù)子程序中做出相應(yīng)的執(zhí)行指令。這些按鈕一端與電源相接，一端又與單片機和門774LS21 和 74LS260 相接，當(dāng)按鍵按下時會使按鍵對應(yīng)的 IO 引腳變?yōu)楦唠娖?，通過重點子程序就可以檢測出到底是哪個按鍵。一段時間內(nèi)可能有多個不同的按鍵有動作，程序必須記錄每一個按鍵的動作，并根據(jù)電梯本身所處的樓層情況與按鍵樓層之間的位置關(guān)系，合理判斷電梯應(yīng)當(dāng)做出上升或下降的響