基于单片机的电梯控制系统综述Word文档格式.docx

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时间：

至

基于单片机电梯控制系统

学生：

，电子信息学院

指导老师：

【摘要】本文介绍了以80C51单片机为核心控制器件的电梯自动控制系统，包括课题概述、方案论证、硬件设计、软件设计、系统调试等几个部分。

该系统采用单片机作为控制核心，通过扫描内外按键按下与否引起的电平的改变，作为用户请求信息发送到单片机，控制电动机转动，单片机根据楼层检测结果控制电机停在目标楼层。

硬件部分主要由单片机最小系统模块、楼层检测模块、层位数码管显示、电动机驱动模块、按键扫描模块、报警模块、上下行呼叫指示电路等部分组成。

楼层检测使用光电传感器，电梯运行到相应楼层时，光电传感器产生电平变化，送到单片机来确定楼层数，电动机控制部分采用直流电机及H桥驱动电路。

软件部分介绍了系统程序设计思路、程序功能分析，着重介绍了主程序的逻辑结构，还分别介绍了报警、演示功能、按键扫描、层位读取、显示、电梯控制逻辑等子程序的结构和功能。

软件部分使用C语言，利用中断方式来检测楼层的检测信息，并送到数码管进行显示。

硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了五层电梯运行的模拟。

【关键词】AT89S51；

按键扫描；

数码管显示；

电梯控制；

ElevaterControlSystemBasedOnMCU

Student:

MaWei,InstituteofElectronicsandInformation

Tutor:

GaoXiuE,InstituteofElectronicsandInformation

[Abstract]Thispaperintroducesthe80C51microcontrollerasthecorecontroldeviceoftheelevatorcontrolsystem,includingtheissuesoutlined,programfeasibilitystudies,hardwaredesign,softwaredesign,systemdebugging,andseveralotherparts.Thesystemusesamicrocontrollerasthecontrolcentre,Firstly,itisbyscanningtheinternalandexternallevelchangecausedbykeyboardtobeauserrequestsinformationtothemicrocontroller,Thenextisthatthesinglechipcontrolsthemotorbasedontestresultsfloorsstoppedinthetargetfloor.Hardwarepartmainlyaremadeofthemicrocontroller,floordetectionmodule,leveldigitaldisplay,electricmotordrivemodule,keyscanmodule,alarmmodule,circuitdirectionsupanddownthelinecallsandothercomponents.Floordetectionusesopticalsensors.Whenelevatorgoestotheappropriatefloor,Photoelectricsensorsproducelevelchangessenttothemicrocontrollertodeterminethefloor,.ThepartofmotorcontrolusesHBridgetypecircuittocontroltheDCmotor.SoftwarecomponentsintorduceSystemprogrammingdesignideas,procedures,functionalanalysis.Itisnotonlyfocusingonthelogicaldesignofthemainstructurebutalsoseparatelyintroducedthewarningfunction,thedemonstrationfunction,thepressedkeyscanning,thepositionread,thedemonstration,theliftcontrollogicsmallsteelyardprocedurestructureandthefunction.SoftwarecomponentsuseClanguage.ThisrealizationwayistheuseofInterruptmodetodetecttheinformationofthefloorsenttotheDigitaltube.Thehardwaredesignofthesystemcombinedwiththesoftwareissimpleandreliable.SoItisbasicallytoachievesimulationofelevatorrunningfivefloors.

[Keywords]AT89C51;

DCmotor;

infraredsensor;

elevatorcontrol;

基于单片机的电梯控制系统

1前言

随着人们生活水平的不断提高和国内经济的迅速发展。

各大城市建筑物在不断向高层化发展。

因此电梯在我们的生活中起着举足轻重的作用。

电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备,更是一种人们频繁乘用的交通运输设备。

2008年奥运会和2010年世博会在中国的举办，将有力的带动电梯革命的节能环保化发展，电梯产业的前景和走势也随着社会的需求悄然发生着改变。

市场对新一代的绿色电梯、节能电梯和智能电梯的需求越来越旺盛。

国内外电梯企业顺应市场需要，加大研发投入，都准备在未来新概念电梯产业发展中占得先机。

1.1课题的提出及研究意义

电梯是集机械原理应用、电气控制技术、微处理技术、系统工程学等多科学和技术分支于一体的机电设备，它是建筑中永久垂直交通工具。

电梯作为生产生活的典型运载工具使用已十分普及，其控制信号类型多，关系复杂，要求的控制性能特别高。

随着经济的发展高层建筑越来越多对电梯的运行速度和控制性能也提出了更高的要求。

而在我国于八十年代初至九十年代初投入使用的电梯,其中绝大部分采用继电器—继电器阵列结构该结构体积大、接线复杂、噪音大、触点易磨损、故障率高、维护工作量大，已无法满足现代社会的需要。

自上世纪80年代以来，微机控制系统得到了极大的发展，现已深人到我国工农业生产的各个方方面面，随着电力电子技术和微电子技术的发展,使得以微机为核心的控制系统得到广泛应用。

尤其是单片机的开发与应用，其深度和广度越来越大。

微机应用于电梯控制系统，与传统的采用继电接触逻辑控制系统相比，具有很大优越性，一方面，它使整个系统的体积减小，可靠性提高，使用寿命延长；

另一方面，它还简化了安装调试和维护维修的工作量，使整个电梯的运行成本降低。

更突出的优点是微机具有灵活的算术和逻辑运算功能，具有很强的通信和可扩展功能，实现更完善的自动控制。

常用的微机控制主要的有两种技术：

基于PLC控制和基于单片机控制两大技术。

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，也不像PLC那么有针对性，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。

基于单片机控制的电梯可以大大的降低成本而且运行也较可靠，采用单片机来实现老式电梯控制系统的改造无疑是最佳方案。

由于单片机具有体积小、线路简单、无噪音、可靠性高、维护方便,是一种少投入、高回报的方案。

同时能方便实现多台电梯的群控,并通过通讯接口与楼宇自动化系统联接，实施对电梯的监控。

1.2国内外电梯系统技术的发展现状

在现代社会和经济活动中，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。

特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输工具。

电梯作为垂直运输的升降设备，其特点是在高层建筑物中所占的面积很小，同时通过电气或其它的控制方式可以将乘客或货物安全、合理、有效地送到不同的楼层。

基于这些优点，在建筑业特别是高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展时期。

电梯的存在，使得每幢大型高楼都可以成为一座垂直的城市。

在纽约的前世界贸易中心大楼里，除每天有5万人上班外，还有8万人次的来访和旅游，因此250台电梯和75台自动扶梯的设置和正常运行，才使得合理调运人员、充分发挥大楼的功能成为现实。

中国第一高楼、坐落在上海浦东的金茂大厦，高度420.5m，主楼地上88层，建筑面积220000㎡，集金融、商业、办公和旅游为一体，其中60台电梯、18台扶梯的作用是显而易见的。

20世纪初，美国出现了曳引式电梯，其结构见图1。

从图中可见，钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随曳引轮的转动，靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力，使轿厢与对重作一生一降的相反运动。

显然，钢丝绳不用缠绕，因此钢丝绳的长度和股数均不受控制，当然轿厢的载重量以及提升的高度就得到了提高，从而满足了人们对电梯的使用需求。

因此，近一百年来，曳引电梯一直受到重视，并发展沿用至今。

图1曳引式电梯示意图

1—轿厢2—曳引轮3—对重

在后来的几十年里，电梯的自动平层控制系统已经通过变换电动机级数的调速方法来调整电梯运行速度的技术相继研制成功，1933年，世界上第一台运行速度为6m/s的电梯被安装在美国纽约的帝国大厦。

第二次世界大战后，建筑业的发展促使电梯进入了高峰发展时期，代表新技术的电子技术被广泛应用于电梯领域的同时，陆续出现了群控电梯、超高速电梯。

随着电力电子技术的发展，晶闸管变流装置越来越多地用于电梯系统，使电梯的拖动系统简化，性能提高。

同时交流调压调速系统的研制和开发，使交流电梯的调速性能有了明显的改善。

进入20世纪80年代，通过控制电动机定子供电电压与频率调整电梯运行速度的调压调频技术研制成功，出现了交流变压变频（VVVF）调速电梯，开拓了电梯拖动的新领域。

1993年，日本生产了12.5m/s的世界最高速交流变压变频调速电梯，结束了支流电梯独占高速电梯领域的历史。

电梯发展到今天，在使用需求和新技术应用方面都到了全面发展的时期。

随着智能化、信息化建筑的兴起与完善，要求电梯不只是完成垂直运输的基本功能，还应以人为本，提高舒适度，特别从电梯运行的控制智能化角度考虑，电梯的优质服务不再是单一的“时间最短”问题，而是采用模糊理论、神经网络、专家系统等方法，以期实现单梯与群控管理的最佳模式、合理的配置与使用、远程监控与故障诊