嵌入式课程设计电梯控制系统Word格式.docx

1、4.1总体方案设计.14.1.1需求规定.24.1.2核心部件选型.34.1.3系统开发环境.44.2硬件设计.44.2.1硬件开发环境简介.44.2.2硬件模块设计.44.3软件设计.64.3.1软件开发环境介绍.64.3.2主程序设计及流程图.74.3.3中断程序设计及流程图.74.3.4软件设计.85总结.10参考文献.111 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

2、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

3、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18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。

4、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18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：

5、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

6、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CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP（In-system programmable）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ISP Flash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

7、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，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes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PLC

8、C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

9、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Intel XSCALE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Linux 2.6.11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Windows CE 5.0.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

10、显示模块图如图4-4所示。图4-4 LED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、Windows XP、Windows2000以及RedHat Linux上运行。全称为ARM Developer Suite，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

11、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（Code Warrior和AXD）,适用程序和支持软件组成。4.3.2主程序设计及

12、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STCISP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，STCISP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#includeunsigned char code dofly_table8=0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80;void DelayUs2x（unsigned int t） while（-t）;/楼层变换延时void DelayMs（unsigned char t） while（t-） DelayUs2x（245）; /按键延时函数void show（unsigned int i） P0=dofly_tablei-1; /数码管 P1=（0xff（i-1）-1;