嵌入式课程设计电梯控制系统Word格式.docx

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4.1总体方案设计…………….………………………………………...............1

4.1.1需求规定………………………………………................……….............2

4.1.2核心部件选型…………………………………...………..........................3

4.1.3系统开发环境………………………………….......………......................4

4.2硬件设计…………………………………………………………................4

4.2.1硬件开发环境简介…………………………...................………..............4

4.2.2硬件模块设计……………………………….................………................4

4.3软件设计……………………………………………...…...………..............6

4.3.1软件开发环境介绍………………………….................………................6

4.3.2主程序设计及流程图………………………...................………..............7

4.3.3中断程序设计及流程图……………………......................………...........7

4.3.4软件设计……………………….................................………....................8

5总结……………………………………………………..…….....................10

参考文献…………………….....…...…………………..…………................11

1设计时间

2014年6月16日-2014年6月23日

2设计目的

本课程设计是学习《嵌入式系统》课程后必要的实践教学环节。

是检验学生是否掌握相关专业课程知识的重要手段，以学生为主体，充分调动学生的积极性和创造性，重视学生实际动手能力的培养。

课程设计通过使学生加深理解、巩固课堂教学和平时实验内容。

本次课程设计师利用嵌入式系统所学的知识，设计一个模拟电梯控制系统。

3设计任务

模拟电梯系统的设计要求如下：

（1）通过键盘输入层数，输入之后LED小灯从当前位置向上或向下运行。

（2）运行到对应的楼层，数码管显示楼层号。

（3）LED灯表示运行楼层。

（4）数码管数字大小的增减表示向上、向下。

4设计内容

本文根据AT89S51单片机，利用键盘、开关、数码管和LED模拟实现八层电梯的控制。

并且有像电梯的运行功能。

软件利用C语言，通过检测用户请求的按键信息，通过键盘输入层数，输入之后LED小灯从当前位置向上或向下运行，运行到对应的楼层，数码管显示楼层号，LED灯表示运行楼层，数码管数字大小的增减表示向上、向下。

硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了八层电梯运行的模拟。

4.1总体方案设计

通过使用电脑的软件，我们很方便的就可以通过电脑AT89S51单片机进行对其的控制，然后并完成对LED灯，矩阵键盘，和显示器的控制。

当按了电梯相应的层数时，小灯从当前位置上升或下降的过程，同时数码管显示相应的电梯层数，模拟电梯的运动过程。

步进电梯功能模块图如图4-1所示。

图4-1步进电梯功能模块图

4.1.1需求规定

用键盘、按钮、八段码和LED模拟电梯工作过程。

楼层设为8层，键盘数字键1－8用来键入希望停的楼层，8个LED显示希望停的楼层，八段码指示电梯当前所在楼层，按扭用来启、停电梯。

电梯正常运行时以每2秒1层的速度上升或下降。

要求“电梯”能按以下方式运行：

（1）设当前电梯停在某层（八段码显示相应楼层，8个LED全灭）。

键入1－8数字键，如键入的数字与当前电梯停层同，则不发生任何动作；

若不同则相应楼层的LED亮。

如再按运行键，则电梯自动判别上升或下降（在运行过程中八段码显示楼层变化）一直到达希望停的楼层（八段码显示该楼层，相应LED灭）；

（2）设当前电梯正在上升或下降运行（此时八段码显示楼层变化，LED指示希望抵达的楼层），若键入新的希望停的楼层数字（相应的LED亮），则对同方向（上升或下降）未到的楼层能停，对其他情况则先停原希望停的楼层，然后按运行键后继续进行）。

如下几例：

a）设电梯当前在2层，向上运行，LED指示希望在6层停，此时若键入4，则电梯将在4层停；

若再按运行键，则继续运行至6层停。

b）同上情况，若键入的不是4而是8，则电梯将先停在6层；

再按运行键，运行至8层停。

c）同上情况，若键入的不是4（或8），而是1，则电梯先停在6层；

再按运行键，运行至1层停。

电梯状态的介绍:

1.当电梯主体由低楼层向高楼层运动时，称为上升状态。

2.当电梯主体由高楼层向低楼层运动时，称为下降状态。

3.当电梯主体到达了某个乘客所希望到达的楼层（以下简称目标楼层）后，在系统中仍然有使用它的请求存在，称为暂停状态。

4.当电梯主体到达目标楼层后，在系统再也没有使用它的请求存在，称为停止状态。

5.当乘客进入电梯主体后，使用梯内控制器向系统发送到达其它楼层的请求时，称为楼层请求发送状态。

6.当电梯正在运行时，产生了停电条件，此时称为停电状态。

4.1.2核心部件选型

1.AT89S51

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

　　AT89S51具有如下特点：

40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。

空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。

同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

4.1.3系统开发环境

开发环境搭建步骤：

1、根据需求确定开发工具。

2、认识并了解开发板。

3、根据项目要求，配置嵌入式操作系统。

4、配置主机环境：

安装LINUX。

5、在主机上制作交叉工具链，制作调试器GDB。

6、使用制作好的交叉工具链在主机上对BootLoader进行交叉编译，形成可执行的BootLoader镜像文件，通过FLASH编程器把该BootLoader镜像文件烧写到目标板上的FLASH中。

7、在主机上配置串口终端，使用串口线，连接主机和目标板的串口。

8、在主机上进行应用程序源代码编写。

然后在主机上进行源代码的编写。

然后在主机上通过交叉编译，形成可执行程序。

把该可执行程序下载到目标板上，然后在目标板上启动该程序。

4.2硬件设计

4.2.1硬件开发环境简介

EELiod270教学开发平台基于IntelXSCALE架构最新的PXA270嵌入式微处理器。

最高主频可达520MHz，可运行Linux和Linux2.6.11的Linux的操作系统，支持Tiny-X、QT/E等GUI嵌入式图形用户界面，提供完整的驱动和应用程序。

同时还可以支持最新的WindowsCE5.0.NET操作系统。

4.2.2硬件模块设计

1.按键输入模块电路图如图4-2所示。

图4-2按键输入模块电路图

2.数码管模块图如图4-3所示。

图4-3八段数码管电路图

3.LED显示模块图如图4-4所示。

图4-4LED显示模块电路图

4.3软件设计

4.3.1软件开发环境介绍

ADS集成开发环境是ARM公司推出的ARM核微控制器集成开发工具，英文成熟版本为ADS1.2。

ADS1.2支持ARM10之前的所有ARM系列微控制器，可以在Windows98、WindowsXP、Windows2000以及RedHatLinux上运行。

全称为ARMDeveloperSuite，他的功能非常强大。

他的前身是SDT，SDT是ARM公司几年前的开发环境软件，目前SDT早已经不再升级。

ADS包括了四个模块分别是：

SIMULATOR；

C编译器；

实时调试器；

应用函数库。

ADS的编译器调试器较SDT都有了非常大的改观，ADS1.2提供完整的WINDOWS界面开发环境。

C编译器效率极高，支持c以及c++，使工程师可以很方便的使用C语言进行开发。

提供软件模拟仿真功能，使没有Emulators的学习者也能够熟悉ARM的指令系统。

配合FFT-ICE使用，ADS1.2提供强大的实时调试跟踪功能,片内运行情况尽在掌握。

ADS1.2需要硬件支持才能发挥强大功能。

目前支持的硬件调试器有Multi-ICE以及兼容Multi-ICE的调试工具如FFT-ICE。

ADS由命令行开发工具，ARM实时库，GUI开发环境（CodeWarrior和AXD）,适用程序和支持软件组成。

4.3.2主程序设计及流程图

主程序流程图如图4-5所示。

图4-5主程序流程图

4.3.3中断程序设计及流程图

判断中断服务子程序流程图如图4-6所示。

图4-6判断中断服务子程序流程图

软件方面主要是应用了USB下载驱动软件和STC—ISP下载软件以及keil开发软件。

USB下载驱动软件的下载，主要是记住com借口，烧写程序时要选择要烧写的端口，STC—ISP下载软件主要是程序的编写及编译等，而keil开发软件主要将程序烧进开发板，使开发板实现想要的结果。

4.3.4软件设计

#include<

reg52.h>

unsignedcharcodedofly_table[8]={0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80};

voidDelayUs2x（unsignedintt）

{

while（--t）;

}//楼层变换延时

voidDelayMs（unsignedchart）

while（t--）

{

DelayUs2x（245）;

}

}//按键延时函数

voidshow（unsignedinti）

P0=dofly_table[i-1];

//数码管

P1=（0xff<

<

（i-1））-1;