基于单片机的电梯控制系统Word文件下载.docx
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5系统测试24
5.1软件编译调试24
5.2硬件仿真25
5.3DELPHI效果图26
5.4系统测试26
6小结与展望29
参考文献30
致谢31
附录一：
部分程序代码32
附录二：
系统PCB图43
附录三：
器件清单管脚说明45
附录四：
电梯模型实物图46
毕业论文（设计）任务书
院（系）电信专业电气班级10703
学生姓名马威指导教师/职称高秀娥/高级实验师
1.毕业论文（设计）题目：
2.毕业论文（设计）起止时间：
2011年02月21日～ 2011年06月10日
3．毕业论文（设计）所需资料及原始数据（指导教师选定部分）
（1）徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计[M].（第2版）.北京航空航天大学出版社.2004.9
（2）余发山，王福忠.《单片机原理及应用技术》.北京：
中国矿业大学，2003
（3）何斌．电梯群控系统设计与应用[D]．南京理工大学，2006．
（4）王君明．电梯模型控制系统设计[J]。
湖北水利水电职业技术学院学报，2006．
（5）余兆棠，叶远呈，萧仁理．电梯控制系统改良与实现[J]．电子测试，2006．
（6）金建峰，动态测量建立曳引电梯的能耗仿真模型[J]．机械设计与研究，2009．
（7）张汉杰，王锡仲，朱学莉．现代电梯控制技术[M]．哈尔滨工业大学出版社，2001．
（8）架延东．电梯控制技术[M]．北京：
中国建筑工业出版社．1997．
4．毕业论文（设计）应完成的主要内容
基于单片机的电梯系统主要有信号检测、声光运动控制部分构成，电梯可以实时进行电梯位置检测，控制信号检测，并有相应的声光信号显示，驱动电机拖电梯模型进行相应的运动。
电梯系统可以具有应急保护功能，独立供电模块。
5．毕业论文（设计）的目标及具体要求
基本功能：
（1）显示:
本设计要求实现5层控制,电梯运行时应有相应指示灯亮，以示电梯正在上行或下行，实时显示电梯所在楼层位置。
（2）升降控制:
当某层有呼叫有相应呼叫信号显示。
电梯模型作相应的运动，并准确平层，当有多人同时进行电梯请求时，需要对请求信号排序。
（3）平层时呼叫信号消失，并进行开门、关门操作，平层结束时给出提示信号。
，要求平均每层运行时间不超过5秒。
（4）具备不可逆响应的功能：
电梯上升途中只响应上升呼叫,下降途中只响应下降呼叫,任何反方向呼叫均无效。
电梯门不关上，启动电梯运行无效。
扩展功能：
（1）可采用遥控控制或感应操作功能。
（2）出现意外情况时，要求电梯随时能够紧急停车、待命，并发出相应的声音通知外界。
情况正常后重新恢复受控状态。
（3）电梯系统能显示当前时间，同时可以通过键盘对系统时间进行设定
（4）电梯采用独立电源模块
6、完成毕业论文（设计）所需的条件及上机时数要求
上机：
120机时
任务书批准日期2011年01月13日教研室（系）主任（签字）
任务书下达日期2011年01月13日指导教师（签字）
完成任务日期2011年06月10日学生（签名）
长江大学
毕业设计（论文）开题报告
题目名称基于单片机的电梯控制系统
题目类别毕业设计
学院（系）电子信息学院
专业班级电气10703
学生姓名马威
指导教师高秀娥
辅导教师高秀娥
开题报告日期2011年3月14日
一题目来源及类型
题目来源：
实验室建设题目类型：
专题研究
二研究目的和意义
电梯是标志现代物质文明的垂直运输工具、是机电一体化的复杂运输设备。
它涉及电子技术、机械工程、电力电子技术、微电脑技术、电力拖动系统和土建工程等多个科学领域。
作为高层建筑物上下交通运输的重要设备，越来越多的机电专业将参与电梯技术方面的工作，为了掌握电梯的结构和控制技术就有必要把这庞大的集机械、电气、传感器于一体的产品模拟化，用PLC、单片机、微机、变频器等控制手段去开发多功能应用软件，对提高学生的综合应用程序设计能力也将是非常有益和非常有效的。
因此设计了一套完整的电梯控制系统，该系统可以和任何自动控制单元相连接作为下位机，也可以单独使用作为一般主控系统，验证各种电梯调度算法。
电梯是机电一体化产品。
尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳曳引式结构。
从电梯各构件部分的功能上看，可分为八个部分：
曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统。
三阅读的主要参考文献及资料名称
1．《8051单片机实践与应用》无金戊、沈庆阳、郭庭吉编著：
清华大学出版社
2．《MCS-51单片机实验指导》张友德、杨胜球编著：
复旦大学出版社
3．何斌．电梯群控系统设计与应用[D]．南京理工大学，2006．
4．王君明．电梯模型控制系统设计[J]。
5．余兆棠，叶远呈，萧仁理．电梯控制系统改良与实现[J]．电子测试，2006．
6．张汉杰，王锡仲，朱学莉．现代电梯控制技术[M]．哈尔滨工业大学出版社，2001．
7．架延东．电梯控制技术[M]．北京：
8．《单片机原理及应用技术》余发山，王福忠：
9．《北方工业大学学报》第10卷第1期1998年3月
10．《全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编》（1994-1995）
11．《实用遥控电路》肖景和，赵健著：
人民邮电出版社
12．《单片机应用系统设计》何立民：
北京航空航天大学出版社
四国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向
目前，我国国产电梯大部分为继电器、PLC控制方式以及单片机控制方式。
继电-接触系统：
它的优点是线路直观，大部分电器均为常用电器，更换方便，价格较便宜。
但是他触点繁多，线路复杂，电器的电磁机构及触点动作较慢，能耗高，机械动作噪音大，而且可靠性差。
继电器控制系统性能不稳定、故障率高，大大降低了电梯的舒适性、可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员的生活和工作带来了很多不便，因而传统的电梯控制系统的更新势在必行。
PLC（可编程控制器）在电梯控制中得到了广泛的应目前。
PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。
它使用了梯形图和可编程指令，易于掌握。
电梯控制器通常由PLC实现基本能力，但是如果要实现电梯智能化，则PLC稍嫌不足。
单片机以其卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。
单片机应用在检测、控制领域中，具有如下特点。
第一、成本低。
本电梯控制由于采用单片机代替了PLC作为主控芯片，同时用PWM驱动直流电机代替了变频调速驱动，从而导致整套系统成本很低。
第二、高精度的重量榆测及显示。
基于PLC的电梯模型虽然有重量检测，但检测精度较低。
本电梯模型采用高精度的重量传感器和测量电路，配合设计优良的数字处理软件，从而能进行高精度的重量检测和显示．
第三、可靠性好，适应温度范围宽。
单片机芯片本身是按工业测控环境要求设计的，能适应各种恶劣的环境，这是其它机种无法比拟的。
第四、易扩展，很容易构成各种规模的应用系统，控制功能强。
单片机的逻辑控制功能很强，指令系统有各种控制功能用指令。
第五、可以很方便的实现多机和分布式控制。
第六、单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
五主要研究内容需重点研究的关键问题及解决思路
本次设计利用AT89S52实现基本的简易电梯模型，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，那么就降低了硬件电路的复杂性，而且更能体现智能思维，该设计采用单片机AT89S52，它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。
片内带有8KB的Flash存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。
另外，AT89S52的指令系统和引脚与8051完全兼容，片内有128B的RAM、32条I/O口线、2个16位定时计数器、5个中断源、一个全双工串行口等，完全满足该课题的需要。
本次设计采用单片机来实现老式电梯控制系统的改造方案,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。
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。
本次设计了一种实用的模拟电梯控制器，根据实际的需求使用了高性能的89S52单片机，配合相应的软件实现了对模拟电梯的实时控制。
电梯工业是极为重要的基础产业，其控制部分在工业发达国家已实现了高度智能化，因此利用单片机来对电梯进行控制的开发显得至关重要。
作为小型化的电梯模拟装置，其控制器的设计应遵循简单可靠以及成本低、维护方便等原则。
控制器的处理器采用了8位单片机，外围扩展键盘采用红外遥控键盘输入、位置检测采用反射式红外光电传感器，并配以液晶显示当前运行信息。
考虑到实用性、可靠性、兼容性、可扩展性能以及开发的难度和成本，采用了与51内核兼容的C8051F系列8位单片机作为处理器，配合相应的外围即可实现基本的控制功能。
电梯模拟器的机械部分采用了丝杠传动加步进电机驱动，距离移动十分精确，无运行积累误差。
总体设计框图如下图1：
本系统采用自带2路电源+5V、+12V分别对各部分电路供电，
反射式红外线发射-接收器的示例：
电梯位置检测图：
我们调节方波的频率大小来控制步进电机的转速，调节方波信号的个数来控制步进电机的转过的角度，达到控制轿厢移动高度。
整个电机的运行过程大致如图所示：
轿厢内设紧急报警按钮，当电梯突然发生故障使轿箱内的人被困时，可以通过按下紧急报警按钮，使紧急报警灯亮同时发出音响信号，控制过程如下：
采用555做成的多谐振荡器产生的方波信号来控制小功率的蜂鸣器工作，将555定时器的Vi1和Vi2接在一起可以接成施密特触发器。
我们把施密特触发器的反相输出端经RC积分电路接回到它的输入端，就构成了多谐振荡器。
六完成毕业设计（论文）具备的工作条件及解决的办法
装有应用软件的电脑一台、带有下载数据线的单片机、相关书籍资料及器件
七工作的主要阶段、进度与时间安排
2月21日--3月15日撰写开题报告。
3月24日--4月06日对课题进行初步设计，以求达到预期目的。
4月07日--4月20日对设计内容进行测试，修改，达到老师要求水平。
4月21日--5月04日撰写毕业论文。
5月05日--5月18日完善论文内容。
5月19日--6月10日准备及进行毕业论文答辩。
八指导教师审查意见
签字：
年月日
长江大学毕业设计（论文）指导教师审查意见
指导教师
职称
评审日期
评审参考内容：
学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计（论文）的质量和水平，毕业设计（论文）的难度及工作量，学生的学习态度和组织纪律，毕业设计（论文）的优特点及不足。
审查意见：
指导教师签名：
评定成绩（百分制）：
_______分
长江大学毕业设计（论文）评阅教师评语
评阅教师
评阅日期
评阅参考内容：
学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计（论文）的质量和水平，毕业设计（论文）的难度及工作量，毕业设计（论文）的优特点及不足。
评语：
评阅教师签名：
毕业设计（论文）答辩记录及成绩评定
学生姓名
班级
毕业设计
（论文）题目
答辩时间
年月日～时
答辩地点
一、答辩小组组成
答辩小组组长：
委员：
二、会议记录摘要
答辩小组提问（分条摘要列举）
学生回答情况
三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：
答辩小组组长（签名）：
秘书（签名）：
院（系）答辩委员会主任（签名）：
院（系）（盖章）
毕业设计（论文）最终成绩评定（依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计（论文）评分的相关规定）
等级（五级制）：
_______
基于单片机电梯控制系统
学生：
马威，电子信息学院
指导老师：
高秀娥，电子信息学院
【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，着重设计了主程序的逻辑结构，还分别介绍了报警功能、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】AT89C51；
直流电机；
红外传感器；
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;
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书均不受控制，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
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