简易电梯控制系统设计.docx

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毕 业 设 计

学生姓名 学号

系（部） 机电工程系

专 业 机电一体化

题 目 简易电梯控制系统设计

指导教师

2011 年 4 月

[摘要]本次设计是应用AT89C51芯片进行设计制作的模拟电梯原理图，并本次设计旨在利用AT89C51芯片来制作电梯升降。

熟悉掌握好电梯的功能原理及所起的作用，按照选题利用所选芯片的特点来进行绘制

CAD原理图与PCB板图，使得达到电梯升降的作用。

熟悉掌握好CAD制作绘制图的运用方法，进行对此电梯原理图的整体绘制。

对于没有的一些元器件需自己进行编辑，自主绘制。

提出选题的初步设想和研究目的。

收集整理与其有关的信息资料。

了解相关电梯的结构组成及原理和电梯在当今社会产品中的一些应用情况。

完成电梯整个系统的结构设计。

[关键词]AT89C51CADPCB电梯

Abstract:

ThisdesignistheapplicationAT89C51chipliftdesign

schematicsimulation,andthisisdesignedtouseAT89C51chiptoproduceelevators.FamiliarwiththeprinciplesofgoodfunctionoftheelevatorandtheroleoftopicsusedinaccordancewiththecharacteristicsoftheselectedchiptodrawCADschematicandPCBboardplanstomakeuptheroleofelevators.FamiliarwiththeplantomastertheuseofCADdrawingproductionmethodstomakethislifttheoverallschematicdrawing.Forsomecomponentsdonotneedtoedittheirown,independentdraw.Putforwardideasandtopicsofpreliminaryresearchpurposes.Collectedwiththerelevantinformation.

Understandtherelevantprinciplesofcompositionandstructureoftheelevatorandliftproductsintoday'ssocietysomeoftheapplication.Completedthestructuraldesignoftheliftthewholesystem.

Keywords:

AT89C51CADPCBElevator

目 录

第1章概论 ..-

4

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1.1课题背景及目的 ..-

4

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1.2电梯的组成 ..-

4

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第2章单片机系统组成及原理 ..-

5

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2.1单片机概述 ..-

5

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2.1.1单片机的结构 ..-

6

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2.1.2单片机引脚及外观特征 ..-

6

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2.2单片机指令系统 ..-

8

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2.2.1汇编语言与指令系统简介 ..-

8

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2.2.2寻址方式与指令表 ..-

9

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第3章电梯电路设计 ..-

13

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3.1 系统组成 ..-

13

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3.1.1电梯电路系统组成 ..-

13

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3.1.2工作原理 ..-

13

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3.2硬件介绍 ..-

13

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3.2.1AT89C51单片机 ..-

13

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3.2.2发光二极管 ..-

13

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3.2.3数码管 ..-

15

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3.2.4按钮 ..-

17

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3.3软件设计 ..-

19

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3.3.1软件流程图：

（图3-3） ..-

19

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3.3.2原理图：

（图3-4） ..-

20

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3.3.3元件清单（表3） ..-

21

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3.3.4PCB板图：

（图3-5） ..-

22

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第4章电梯控制电路安装与调试 ..-

23

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4.1电子元器件的主要参数 ..-

23

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4.2焊接工艺 ..-

24

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4.2.1焊接工具与焊接材料 ..-

24

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4.2.2印制电路板的焊接 ..-

25

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4.2.3装配焊接 ..-

26

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4.3调试与仿真 ..-

26

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总结 ..-

34

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致谢 ..-

34

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参考文献 ..-

35

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第1章概论

本章讲述了电梯的发展，现状及组成，并对其核心部件AT89C51芯片作一些解释，为对电梯编程做基础。

了解电梯的工作流程，编写程序并利用软件进行绘制原理图、仿真图，实现电梯的升降。

1.1课题背景及目的

电梯进入人们的生活已经150年了。

1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第一次向世人展示了他的发明。

他站在装满货物的升降梯平台上，命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度，然后发出信号，令助手用利斧砍断了升降梯的提拉缆绳。

令人惊讶的是，升降梯并没有坠毁，而是牢牢地固定在半空中——奥的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用。

“一切安全，先生们。

”站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意。

谁也不会想到，这就是人类历史上第一部安全升降梯。

电梯的出现，改变了人类的生活，从一楼到几十甚至更高的楼层很便捷的到底不在是奇想。

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。

1.2电梯的组成

1曳引系统

曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。

曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。

2.导向系统

导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。

导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。

3.轿厢

轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。

轿厢由轿厢架和轿厢体组成。

4.门系统

门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。

门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。

5.重量平衡系统

重量平衡系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。

重量平衡系统主要由对重和重量补偿装置组成。

6.电力拖动系统

电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。

电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。

7.电气控制系统

电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。

电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏（柜），平层装置，选层器等组成。

8.安全保护系统

保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。

安全保护系统主要由电梯限速器、安全钳、缓冲器、安全触板、层门门锁、电梯安全窗、电梯超载限制装置、限位开关装置组成。

第2章单片机系统组成及原理

2.1单片机概述

2.1.1单片机的结构

微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成：

中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时/计数器、I/O接口。

MCS-51单片机内部的总体硬件结构

1、中央处理单元CPU（8位）

用于数据处理、位操作（位测试、置位、复位）

2、只读存储器ROM（4KB或8KB）

用于永久性存储应用程序，掩膜ROM、EPROM、EEPROM

3、随机存取存取器RAM（128B或256B）用于程序运行中存储工作变量和数据

4、并行输入/输出口 I/O（32线）

4个8位并行I/O口P0、P1、P2、P3口，用作系统总线、扩展外存、I/O接口芯片

5、串行输入/输出口 UART （二线）

1个全双工的异步串行口；用于串行通信

6、定时/计数器 T（16位增量可编程）

2个或三个16位定时器/计数器；它与CPU之间各自独立工作，当它计数满时向CPU中断

7、时钟电路 fosc

振荡频率fOSC在1.2~12Mhz；分为内部振荡器、外接振荡电路

8、中断系统

5源中断、2个中断优先级；，可编程进行控制。

2.1.2单片机引脚及外观特征

8051单片机的内部基本结构，如图2-1所示

图2-1

1.主电源引脚

VCC：

芯片工作电源端，接＋5V。

Vss：

电源接地端。

.

2.时钟振荡电路引脚

XTAL1：

内部晶体振荡电 路的反相器输入端。

XTAL2：

内部晶体振荡电路 的反相器输出端。

3.控制信号引脚

RST：

为复位信号输入端。

外部接复位电路。

ALE：

为地址锁存允许信号。

在不访问外部存储器时，ALE以时钟振荡频率的1／6的固定频率输出，用示波器观察ALE引脚上的脉冲信号是判断单片机芯片是否正常工作的一种简便方法。

PSEN：

外部程序存储器ROM的读选通信号。

到外部ROM取指令时，

PSEN自动向外发送负脉冲信号。

EA/Vpp：

为访问程序存储器的控制信号。

4、并行I／Ｏ端口引脚

P0口（P0.0～P0.7）；P1口（P1.0～P1.7）；P2口（P2.0～P2.7）；

P3口（P3.0～P3.7）。

2.2单片机指令系统

2.2.1汇编语言与指令系统简介

一、指令的表达形式

每条指令有两种不同的表达形式：

1.二进制代码（机器码）指令

2.助记符（汇编语言）指令

助记符指令：

MOV A， #30H

二进制代码指令：

01110100 00110000

助记符指令必须转换成二进制代码指令才能存入存储器。

本章仅介绍助记符指令格式，对应的机器码格式可参考附录。

二、汇编语言指令格式

操作码 [第一操作数][，第二操作数][，第三操作数]

（1）操作码：

用来规定指令进行何种操作，是指令中不能空缺的部分。

（2）操作数：

表示参与指令操作的数据或数据所在的地址。

为可选项。

有两个操作数时，前一个为目的操作数，后一个为源操作数。

三、指令中有关操作数符号的说明

Rn——工作寄存器R0~R7（n=0、1、2…7）。

@Ri——间接寻址寄存器R0和R1（i=0或1）。

Direct——内部RAM的单元地址，地址范围为00~FFH。

#data——8位立即数，即常数。

#data16——16位立即数。

addr16——16位目的地址。

Addrll——11位目的地址。

2.2.2寻址方式与指令表

一、MCS—51系列指令系统的寻址方式有：

1.立即寻址

指令码中直接含有所需寻址的操作数。

采用立即寻址的指令通常为双字节。

操作数是一个具体的数据，称为立即数。

存放于程序存储器中的常数其中30H就是一个立即数，该指令的功能就是将30H传送到