基于单片机的电梯控制系统设计Word下载.doc
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2.1单片机简介 5
2.2单片机的特点 6
2.3单片机的应用领域 6
2.4单片机的发展趋势 7
2.5单片机的主要生产厂家和机型 8
3硬件系统实现 10
3.1功能模块图 10
3.2AT89S51芯片 10
3.3键盘矩阵电路的设计 14
3.4单片机最小系统设计 15
3.5显示电路设计 16
3.6电机正反转控制 17
3.7设计电路及连线 17
4软件设计 19
4.1软件功能描述 19
4.2流程图设计 20
4.3程序设计 21
4.3.1程序初始化 21
5系统调试 32
5.1硬件调试 32
5.2软件调试 33
致谢 35
参考文献 36
基于单片机的电梯控制设计
摘要
随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。
电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。
传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。
单片机即单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer），是集CPU，RAM，ROM定时，计数和多种接口于一体的微控制器。
其中51单片机是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用于各个领域.电梯是集机械原理应用、电气控制技术、微处理器技术、系统工程学等多学科和技术分支于一体的机电设备，它是建筑中的永久垂直交通工具。
本论文选择82C51为核心控制元件，设计了一个六层电梯系统，使用单片机汇编语言进行编程，实现运送乘客到任意楼层，并且显示电梯的楼层和上下行。
利用单片机控制电梯有成本低，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。
关键词单片机/电梯/控制
DESIGNOFELEVATORCORTROLLING
EQUIPMENTBASEDONSINGLE-CHIPMICROCOMPUTER
ABSTRACT
Withthedevelopmentofmoderncities,anincreasingnumberofhigh-risebuilding,elevatorbecomeanindispensablemeansoftransportofdailylife.Thequalityoftheliftperformanceoftheimpactonpeople'
slivesbecomingmoreandmoreobvious,itmuststrivetoimprovetheperformanceofelevatorsystems,andensuretheoperationoftheliftissafe,reliableandenergyefficient.Thetraditionalelevatorcontrolsystemuseslogicoftherelaytocontrolcircuit,thiskindofcontrolseasilytobecrash,maintainsinconveniently,themovementlifeisshort,andthatoccupyingalargeareaofspace,itbeingeliminatedgradually.
Microcontrollerthatmicrocomputer（Single-ChipMicrocomputer）gatheringCPU,RAM,ROM,thetiming,numberandvarietyofinterfaceintegratedmicrocontrollers.51variousSCMSCMisthemosttypicalandmostrepresentativeofawidelyusedinvariousfields.Elevatoristheapplicationoftheprinciplesetmachinery,electricalcontroltechnology,microprocessortechnology,systemsengineeringandothertechnicaldisciplinesandbranchesoftheintegrationofmechanicalandelectricalequipment,whichisbuildingapermanentverticaltransport.
Thispaperchooses82C51controlofthecorecomponents,designedanew8storeyliftsystems,usingsingle-chipassemblylanguageprogramming,transportingpassengersarrivedafloor,italsoshowstheelevatorflooranddownlink.SCMcontrolelevatorslowcost,versatility,flexibilityandeaseoflargecomplexcontroladvantages.
KEYWORDSSingle-Chip，MicrocomputerElevator，control
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1绪论
1.1 课题的背景简介
1.1.1 电梯的历史与发展
电梯进入人们的生活已经150年了生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。
150年来，电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新——手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；
双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势；
变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间；
不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。
如今，以美国奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿，仍在继续进行电梯新品的研发，并不断完善维修和保养服务系统。
调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用，一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光辉，人们的生活因此变得更加美好。
中国最早的一部电梯出现在上海，是由美国奥的斯公司于1901年安装的。
1932年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着。
1951年，党中央提出要在天安门安装一台由我国自行制造的电梯，天津从庆生电机厂荣接此任，四个月后不辱使命，顺利地完成了任务。
十一届三中全会后，沐浴着改革开放的春风，我国电梯业进入了高速发展的时期。
在我国任何一个城市，电梯都在被广泛应用着。
电梯给人们的生活带来了便利，也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。
电梯是高层建筑中安全、可靠、垂直上下的运载工具，对改善劳动条件、减轻劳动强度起到很大的作用。
电梯的应用范围很广，可用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所、仓库以及居民住宅大楼等。
在现代社会中，电梯已成为人类必不可少的垂直运输交通工具。
1.1.2 基于单片机电梯控制的优势
传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。
采用这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。
目前，由可编程控制器（PLC）或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。
可编程控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机，它有良好的抗干扰性能，适应很多工业控制现场的恶劣环境，所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制。
但是由于PLC的针对性较强，每一台PLC都是根据一个设备而设计的，所以价格较昂贵。
而单片机价格相当便宜，如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替PLC实现对工控设备的控制。
当然单片机并不象PLC那么有针对性，所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级。
电梯控制系统是比较复杂的一个大型系统，在计算机诞生的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展做了巨大的贡献，但在性能上和PLC还是有本质上的差距。
在科技的不断发展下，单片机控制系统很快可以解决抗扰性，成为方便有效的电梯控制系统。
1.2 课题的主要研究内容及设计步骤
本课题的主要任务是完成一个电梯系统调度的仿真，即根据每个楼层不同顾客的按键需求，让电梯做出合理的判断，正确有效地知道电梯完成各项载客任务，并施至以单片机上进行模拟仿真。
根据此任务，本课题需要研究的内容有：
1、根据系统的技术要求，进行系统硬件的总体方案设计；
2、学习单片机的相关知识，并且加以运用；
3、研究单片机汇编语言，并且规定电梯的工作规则，加以实现；
4、对软件和硬件进行调试，让其协调工作，完成指定任务。
结合以上内容设计思路可以归纳如下
本次设计的基本思想是采用AT89C51单片机作为核心，利用其丰富的I/O接口与外围电路配合进行控制。
采用定时器延时来控制电梯的位置校验，采用8位LED静态显示来实时显示电梯所在楼层，并用74ls245来驱动LED显示。
采用行列式键盘矩阵作为外呼内选电路，由于是6层楼，故选用4×
4矩阵键盘。
当电梯到达目的楼层时电机停止，此时即可进、出乘客，乘客进入电梯之后可选择去哪一层，然后电梯根据乘客的选择判断去哪一层，继续运行。
通过单片机控制电梯在上升过程中只响应上升呼叫，下降过程中只响应下降呼叫。
电梯的正常运行通过单片机的控制来实现。
本课题的设计方案步骤如下：
关于硬件部分：
首先，对实际的电梯系统进行模拟，一般情况下，一个电梯应该具备相关按键、二极管、数码管等，由于这是一个调度模块，故没有设计具体的轿厢等机械部分。
然后，结合这些实物，选择恰当的芯片，并分成若干模块，安排好各自之间的关系。
由于其有诸多按键和显示环节，而单片机的I/O口管脚资源实在有限，故需要I/O口扩展，用以管理二极管；
同时要有专门的按键控制芯片，从而便于按键管理。
关于软件部分：
处于最底层的是对两个芯片的寄存器读写工作，完成后方可进行更高层的应用程序调试。
为了使硬件简单化，我选择了模拟时序的方法读写寄存器，这比总线操作的方法节省了锁存器。
然后是关于电梯调度时所遵循的原则作出规定，其必须基于高效与人性化两个原则。
最后是使用C语言将规定程序化，以便电梯真正的运作。
当然，二者的关系并不是分离的，它们是相辅相成，硬件依据软件来验证，软件依据硬件来调试。
经过一个个的发现问题、一个个的解决问题，最终做出完美的电梯调度模块。
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