畢業(yè)設(shè)計基于單片機(jī)的四層樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計

1、目錄摘要 1關(guān)鍵詞：1引言 2第一章 概述1.1課題背景 21.2課題簡介 21.3方案比較 31.4項目原理 3第二章 硬件設(shè)計2.1mcs-51系列單片機(jī)介紹 32.1.1 at89c51單片機(jī)簡介 32.1.2最小系統(tǒng)介紹 52.2 鍵盤部分設(shè)計 62.3顯示部分設(shè)計 62.4電梯的硬件電路分析72.4.1電梯內(nèi)部電路 72.4.2樓層間的電梯電路 72.4.3控制臺電路 82.4.4電動機(jī)驅(qū)動 92.4.5報警部分 92.4.6單片機(jī)電路102.4.7樓層檢測電路10第三章 軟件設(shè)計3.1簡易控制方案 10 3.1.1工作原理 103.1.2設(shè)計要點 103.1.3項目程序流程圖 11

2、 3.1.4獨立按鍵的查詢123.2有請求控制方案 15 3.2.1工作原理 153.2.2編程要點 153.2.3項目程序流程圖 16致謝 17參考文獻(xiàn)： 17 附錄 19參考程序 19摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，一些電梯廠也在不斷改進(jìn)設(shè)計、修正工藝、更新?lián)Q代，生產(chǎn)更新型的電梯。電梯是集機(jī)械原理應(yīng)用、電氣控制技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)分支于一體的機(jī)電設(shè)備。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)。本論文采用51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計了一個四層電梯系統(tǒng)，使用單片機(jī)匯編語言進(jìn)行編程，實現(xiàn)運送乘客到任意樓

3、層，并且顯示電梯的樓層和上下行。利用單片機(jī)控制電梯有成本低通用行強(qiáng)、靈活性大及易于實現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：電梯、單片機(jī)、系統(tǒng)、控制基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng) 引 言隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人口向都市集中,使都市的建筑物普遍朝高層化發(fā)展。電梯在我們的生活中起著舉足輕重的作用。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備,更是一種人們頻繁乘用的交通運輸設(shè)備。交流電梯是采用交流繼電接觸器控制的最普通.最大量的一種電梯控制類型，這種控制使用繼電器數(shù)量大, 保護(hù)連鎖觸點多。電氣線路復(fù)雜.維護(hù)工作量大,可靠性稍差。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,采用無觸點控制來代替有觸點控制已勢在必行。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障率

4、較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點，所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng),不但可以大大降低成本,而且做成專用控制系統(tǒng),程序被固化,加強(qiáng)了保密性,提高了可靠性。第一章 概述1.1 課題背景電梯是標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運輸工具，是機(jī)電一體化的復(fù)雜運輸設(shè)備。它涉及電子技術(shù)、機(jī)械工程、電力電子技術(shù)、電力拖動系統(tǒng)和土木建設(shè)工程等多個科學(xué)領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，每天都有大量人流及物流需要輸送。為節(jié)約用地和適應(yīng)經(jīng)貿(mào)事業(yè)的發(fā)展，一幢幢高樓拔地而起，這些高層建筑的垂直運輸是一個突出問題，與人們的工作

5、和生活緊密相關(guān)。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。電梯的使用越來越普遍，已從原來只在商業(yè)大廈、賓館使用，過渡到在辦公室、居民樓等場所使用，并且對電梯功能的要求也不斷提高，相應(yīng)的控制方式也在不停地發(fā)生變化。對于電梯的控制，電梯控制器的實現(xiàn)有多種方式，諸如plc、單片機(jī)等等。在以前的電梯控制器設(shè)計中，大部分都采用plc來實現(xiàn)，但是plc是基于外圍的硬件實現(xiàn)電梯的控制，這樣的設(shè)計很難實現(xiàn)電梯的智能化， 而單片機(jī)的性能高、速度快、體積小、價格低、穩(wěn)定可靠、通用性強(qiáng)，能實現(xiàn)其智能化。因此我們采用了硬單片機(jī)來完成電梯控制器的設(shè)計

6、。 1.2 課題簡介 本次設(shè)計主要介紹的是電梯手動控制器，硬件部分我們使用的是單片機(jī)及外圍電路組成高度為四層樓的電梯控制系統(tǒng)。單片機(jī)采用at89c51，晶體振蕩器選6nhz，c1、c2為30pf瓷片電容與晶體振蕩器形成時鐘電路。電容c3，電阻r2，r1和按鍵reset構(gòu)成上電復(fù)位和手動復(fù)位電路。軟件部分采用兩種控制方案，簡易控制方案只是簡單的控制電梯上升下降。在各樓層短暫停留。而進(jìn)一步控制方案則考慮各樓層的信號請求，以完成各樓層的升降控制。該系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點。1.3 方案比較方案一：采用可編程控制器（plc）作為主要器件來控制電機(jī)的運動、內(nèi)外按鍵的響應(yīng)、按鍵后的電路顯示等等。用

7、plc編程較簡單，電路也不復(fù)雜，但此方案的各個模塊的費用都比較高，硬件設(shè)計不靈活，故不采用本方案。方案二：隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的功能也在日益的壯大，單片機(jī)的應(yīng)用也越來越廣泛，單片機(jī)正在讓人們的生活逐漸走向智能化。單片機(jī)技術(shù)目前較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計簡單，成本低，可靠性高，功能強(qiáng)，速度高，功耗低，結(jié)合軟件完全可以實現(xiàn)電梯運行狀況的簡單模擬。故采用本方案。1.4 項目原理電梯控制器由各樓層的電梯間電路、電梯內(nèi)電路和控制臺電路三部分組成。電梯在各樓層的定位本應(yīng)采用程序開關(guān)，考慮到模型的操作，采用延時控制。相鄰樓層間升降設(shè)定為2s。第二章 硬件設(shè)計2.1 mcs51系列單片機(jī)簡介

8、單片機(jī)是把中央處理器（cpu），存儲器，定時器和i/o端口電路等一些計算機(jī)的主要功能部件集成在一塊電路芯片上的微型計算機(jī)。單片機(jī)的應(yīng)用是非常的廣泛，主要是基于其控制功能，由于單片機(jī)具有集成度高，體積小，可靠性高，價格低和易實現(xiàn)產(chǎn)品化等特點，特別適合應(yīng)用于測量和控制領(lǐng)域，可分為單片機(jī)應(yīng)用和多機(jī)應(yīng)用。mcs51系列單片機(jī)事是目前最廣泛的一種單片機(jī)系列,是intel公司于1976年推出的一種單片機(jī)系列產(chǎn)品的名稱。mcs51是一種高性能8位單片微型計算機(jī)，它把構(gòu)成計算機(jī)的中央處理器cpu,存儲器,寄存器組,i/o接口制作在一塊集成電路芯片中,從而構(gòu)成較為完整的計算機(jī).另外,在其內(nèi)部還集成有定時器/記數(shù)

9、器,串行通信接口等部件,因此可以方便地用于定時控制和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送.常見的mcs51系列的單片機(jī)有8051/8031/8751/80c51等型號。其中8051有4kb的rom，8751有4kb的eprom，80c51有4kb的flash存儲器，而8031內(nèi)部沒有程序存儲器，必須由外部配置。2.1.1 at89c51單片機(jī)簡介at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲

10、器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。1主要特性：·與mcs-51 兼容 ·4k字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0hz-24hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內(nèi)部ram

11、83;32可編程i/o線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 2管腳說明：vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。 p2口：p2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流。 p3口：p3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。rst：復(fù)

12、位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持rst腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。/psen：外部程序存儲器的選通信

13、號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/psen信號將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。xtal2：來自反向振蕩器的輸出。3振蕩器特性：xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩

14、和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2應(yīng)不接。有余至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。4芯片擦除： 整個perom陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ale管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，at89c51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu停止工作。但ram，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存ram的內(nèi)容并且

15、凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 2.1.2最小系統(tǒng)介紹單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展是以基本的最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，故應(yīng)首先熟悉最小應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。實際上內(nèi)部帶有程序存儲器的8051或8751單片機(jī)本身就是一個最簡單的最小應(yīng)用系統(tǒng)，許多實際應(yīng)用系統(tǒng)就是這種成本和體積小的單片機(jī)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了高性能的控制。對于目前國內(nèi)較多的內(nèi)部無程序存儲器的芯片8031來說，則要用外接程序存儲器的方法才能構(gòu)成一個最小應(yīng)用系統(tǒng)。內(nèi)帶程序存儲器的最小應(yīng)用系統(tǒng)片內(nèi)帶程序存儲器的8051、8751本身即可構(gòu)成一片最小系統(tǒng)，只要將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，同時/ea接高電平，ale、/psen信號不用，系統(tǒng)就

16、可以工作。該系統(tǒng)的特點如下：a)系統(tǒng)有大量的i/o線可供用戶使用p0、p1、p2、p3四個口都可以作為i/o口使用。b)內(nèi)部存儲器的容量有限，只有128b的ram和4kb的程序存儲器。c)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)具有先特殊性，由于應(yīng)用系統(tǒng)的p0口、p2口在開發(fā)時需要作為數(shù)據(jù)、地址總線，故這兩個口上的硬件調(diào)試只能用模擬的方法進(jìn)行。8051的應(yīng)用軟件須依靠廠家用掩膜技術(shù)置入，故一般只適用于可作大批量生產(chǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)。片內(nèi)無程序存儲器的最小應(yīng)用系統(tǒng)片內(nèi)無程序的芯片構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，必須在片外擴(kuò)展程序存儲器。由于一般用作程序存儲器的eprom芯片不能鎖存地址，故擴(kuò)展時還應(yīng)加上1個鎖存器，構(gòu)成一個3片最小系統(tǒng)，。

17、其中74ls373為地址鎖存器，用于鎖存低8位地址。2764為eprom芯片，容量為8k*8。時鐘電路和復(fù)位電路與的接法相同，所以不同的的/ea端必須接低電平，/psen與eprom的輸出允許端/oe連接，ale信號與地址鎖存器的鎖存控制端g連接。當(dāng)ale處于下降沿時，鎖存從p0口輸出的低8位地址，而在/psen低電平期間，eprom把數(shù)據(jù)送到p0口以便8031讀入。由于系統(tǒng)中只含一片eprom芯片，故其片選端/ce可直接接地。系統(tǒng)工作時，p0口分時地用作地址總線或數(shù)據(jù)總線，地址鎖存器的輸出作為地址總線的低8位，p2口作為地址的高8位。這樣，p0口和p2口就不能作為一般的i/o口使用，而只能將

18、p1和p3作為i/o使用（p3還是兩功能口）。由于8031和eprom芯片價格非常低廉，且8031的運行和開發(fā)的環(huán)境相同，故3片最小系統(tǒng)是目前最常用的基本系統(tǒng)。2.2 鍵盤部分設(shè)計 為了能實現(xiàn)改變電梯的方向和速度，必須使用鍵盤接口電路。根據(jù)按鍵的識別方法分類 可分為編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤兩大類。通過硬件識別的鍵盤稱編碼鍵盤，通過軟件識別 的鍵盤稱非編碼鍵盤。非編碼鍵盤有兩種接口方式。在單片機(jī)系統(tǒng)中，若所需按鍵數(shù)量少，采用獨立式鍵盤，本設(shè)計中就用這種鍵盤結(jié)構(gòu)。鍵盤可分為獨立式和行列式兩類，在本設(shè)計中，可采用獨立式按鍵結(jié)構(gòu)。2.3 顯示部分設(shè)計1 led數(shù)碼顯示器是一種由led發(fā)光二極管組合顯示

19、字符的顯示器件，它使用了8個led發(fā)光二極管，其中7個用于顯示字符，1個用于顯示小數(shù)點，顧通常稱為7段（也有稱作8段）發(fā)光二極管數(shù)碼顯示。2 led數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：共陽極接法：把二極管的陽極連接在一起構(gòu)成公共陽極，使用時公共陽極接+5v，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。當(dāng)陰極端輸入低電平時，七段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入高電平時則不點亮。共陰極接法：把二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極，使用時公共陰極接+5v，每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。當(dāng)陽極端輸入高電平時，七段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入低電平時則不點亮。本設(shè)計采用共陰極連接方法。 2.4 電梯的硬件電路

20、分析2.4.1 電梯內(nèi)部電路電梯內(nèi)電路如圖2-2所示，提供給電梯內(nèi)的乘客用戶使用，四個目標(biāo)樓層選擇按鍵s1、s2、s3、s4和4個與之配合的發(fā)光二極管作為指示燈，即fs1、fs2、fs3和fs4。按鍵與p2口的p2.0p2.3連接，指示燈與p3口的p3.0p3.3相連。上拉電阻r11r14和電容c41c14的作用同上。r1110kr1210kr1310kr1410kc11c12c13c14p2.0p2.1p2.2p2.3vccr16470r17470r18470r19470fs1fs2fs3fs4p3.0p3.1p3.2p3.3s1s2s3s4圖2-2 電梯內(nèi)電路2.4.2 樓層間的電梯電路樓

21、層間的電梯電路如圖2-2所示。各樓層電梯間的升降選擇按鍵均與單片機(jī)并行口p1口可以讀到電梯樓層間升降按鍵的狀態(tài)。上升按鍵與并行口p1的p0.1p0.2連接，下降按鍵與并行口p0的p0.3p0.5連接（1樓沒有下降按鍵，4樓沒有上升按鍵）。每個上升、下降按鍵均有一只發(fā)光二極管作為指示燈，發(fā)光二極管與并行口p1的p1.0p1.5連接。每個發(fā)光二極管通過470 的限流電阻與電源連接，流經(jīng)發(fā)光二極管的電流為7.5ma，其亮度適中，且單片機(jī)的并行口不加驅(qū)動是可以承受。上拉電阻r52、r55、r56、r59、r60、和r62和消振電容c51c56的作用與電梯內(nèi)部電路的上拉電阻和消振電容相同。up2down

22、2c52c53r53470r54470p1.1p1.3r5510kr5610kp0.3p0.1downa2upa2+5r51470up1ledc51r5210kp1.0p0.0upa1+5up3down3c52c53r57470r58470p1.2p1.4r5910kr6010kp0.4p0.2downa3up3+5r61470down4c51r6210kp1.5p0.5down4+52.4.2 控制臺電路控制臺電路如圖2-3所示?！皊tart”和“stop”兩個按鍵用與手動控制電梯的運行狀態(tài)； up down兩個指示燈指示電梯當(dāng)前的升降情況；數(shù)碼管d2用于顯示電梯當(dāng)前所在樓層；發(fā)光二極管le

23、d1是電源指示燈，用以顯示供電是否正常；采用共陰極數(shù)碼管顯示當(dāng)前樓層，cd4511是譯碼器，r31r37是限流電阻。a11a22a36a07out a13out b12out c11out d10out e9out f15out g14lt3bl4le5cd4511r31r32r33r34r35r36r37p2.4p2.5p2.6p2.71234567abcdefg8dp9gndabfcgdedpdispvcc圖2-3 控制臺顯示電路根據(jù)cd4511真值表的得：輸入輸出a3a2a1a0abcdefg數(shù)碼管顯示控制字0001011000011f0010110110122f001111110013

24、3f0100011001144fpowerc41c42r4110kr4210kr45470vccr43470r44470updwonp1.7p1.6stopstartp0.6p0.72-4電梯控制臺顯示電路控制臺電路r51kcs9013npncs9013npnspeaker+5p3.7help2.4.4 電動機(jī)驅(qū)動 直流電動機(jī)驅(qū)動電路主要是用來控制直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，通過改變直流電動機(jī)兩端的電壓可以控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。電路采用功率三級管8050和8550，以滿足電動機(jī)啟動的瞬間的大電流要求。 a-+motor servovt18050vt28050r733.3kr743.3kvt38550

25、vt48550c310.1ur750.1kr774.7kr720.1kr784.7k+5u5atp521-2u5btp521-2+55vr76470r71470vd5vd6vd1in4148vd2in4148vd3in4148vd4in4148p3.4p3.5如圖所示輸入端分別與單片機(jī)p3.4和p3.5相連，電梯上升時， p3.4輸出為低電平，p3.5輸出為高電平，晶體管功率放大器vt3，vt2導(dǎo)通，vt1，vt4截止。vt3，vt2與直流電動機(jī)一起形成回路，驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)。電梯下降時，p3.4輸出為高電平，p3.5輸出為低電平，晶體管功率放大器vt3，vt2截止，vt1，vt4導(dǎo)通，vt1，v

26、t4與直流電動機(jī)形成回路，驅(qū)動電動機(jī)反轉(zhuǎn)。4個二極管起到保護(hù)晶體管的作用。功率晶體管采用tp521光耦器驅(qū)動，將控制部分與電動機(jī)驅(qū)動部分隔離。光耦器的電源為+5v，h型驅(qū)動電路中的晶體管功率放大器vt3，vt1的發(fā)射極所加的電源為12v。2.4.5 報警部分 如圖所示，此處利用兩個常用三極管cs9013，連接成達(dá)林頓管結(jié)構(gòu)，此電路與單片機(jī)p2.7相連。其中r為限流電阻，當(dāng)電梯運行過程中出現(xiàn)故障停止， p3.7輸出高電平，蜂鳴器報警，另外用戶在電梯中如果遇到緊急情況也可按“help”直接報警求救。 2.4.6 單片機(jī)電路 單片機(jī)電路如圖2-6所示。單片機(jī)采用atmel公司的at89c51；c1、

27、c2為30pf瓷片電容，與晶體振蕩器構(gòu)成時鐘電路，晶體頻率為6mhz；電容c3、電阻r1、r2和按鍵reset構(gòu)成手動復(fù)位電路。ea/vp31x119x218reset9rd17wr16int012int113t014t115p001p012p023p034p045p056p067p078p1039p1138p1237p1336p1435p1534p1633p1732p3021p3122p3223p3324p3425p3526p3627p3728psen29ale/p30txd11rxd10u1at89c51x1c130pc230pc322uresetvccp2.4p2.5p2.6p2.7st

28、opstartp0.0p0.0p0.2p0.3p0.4p0.5p2.0p2.1p2.3p2.2p1.0p1.1p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7p3.0p3.1p3.2p3.3p3.4p3.5p3.6p3.7vcc圖2-6 單 片 機(jī) 電 路2.4.7 樓層檢測電路542312u2alm339r210kr310kr?pot2+5vccp3.6d1t1r1300在本設(shè)計當(dāng)中，光電傳感器電路連接圖如下所示：圖2-7樓層檢測電路如圖所示，d1，t1組成紅外發(fā)射-接受對管，d1通電后發(fā)出紅外信號，光槽若未擋住，t1將導(dǎo)通，比較器lm339輸出低電平，光槽光線若被擋，t1截止，lm339輸

29、出高電平。利用電梯行至樓層標(biāo)志處光槽光線被電梯遮擋所帶來的電平變化發(fā)送到單片機(jī)p3.6計數(shù)即可實現(xiàn)樓層檢測。第三章 軟件設(shè)計3.1 簡易控制方案3.1.1 工作原理 控制臺按下開始鍵后，通過at89c51單片機(jī)的控制使得電梯運行，該系統(tǒng)中電梯運行時不受各樓層的控制和影響往復(fù)運動，只有在控制臺按下停止鍵后，電梯降到一樓停止，等待控制臺再次啟動，該系統(tǒng)使用數(shù)碼管顯示當(dāng)前樓層。 3.1.2 設(shè)計要點 電梯通電后,起始位置在一樓,數(shù)碼管顯示“1”。當(dāng)按下“start”按鍵，電梯開始向上運動。2s后到達(dá)2樓，數(shù)碼管顯示“2”并在2樓停留5s，然后繼續(xù)上升。每樓層停留5s，直到4樓，在4樓停留5s后開始下

30、降。每層樓停留5s，直到1樓。然后重復(fù)上述過程。 在上下循環(huán)過程中，如果按下過“stop”鍵，電梯下降到一樓后停止工作。直到再次按下“開始”鍵后重新恢復(fù)工作。延時5s由定時器t0和寄存器r2完成。定時器t0定時100ms， 產(chǎn)生一次中斷，將寄存器r2加1。當(dāng)寄存器r2加到50時，產(chǎn)生了50次中斷，共計5s,完成 完成5s定時。 定時器t1完成10ms。每10ms產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)程序中檢查一次“stop”鍵是否按下，如果按下停止鍵，t1計時，并將寄存器r3設(shè)置為#0ffh。電梯下降到1樓時檢查寄存器r3中的內(nèi)容，如果是#0ffh就停止工作。3.1.3項目程序流程序結(jié)束初始化數(shù)碼管顯示1“

31、開始”鍵按下1樓上升指示燈亮開始“停止”鍵按下延時5s數(shù)碼管顯示1延時2s延時2s數(shù)碼管顯示22樓下降指示燈亮延時5s延時5s2樓上升指示燈亮數(shù)碼管顯示2延時2s延時2s數(shù)碼管顯示33樓下降指示燈亮延時5s3樓上升指示燈亮延時5s數(shù)碼管顯示3延時2s延時2s數(shù)碼管顯示44樓下降指示燈亮延時5s3.1.4 獨立按鍵的查詢在本設(shè)計當(dāng)中，采用定時器t1中斷查詢按鍵狀態(tài)，當(dāng)有鍵按下時，即轉(zhuǎn)入相應(yīng)功能程序。按鍵有p0口和p2.0-2.3控制,鍵盤程序流程圖如圖2-7所示：圖 2-7鍵盤查詢程序流程圖程序清單如下：定時器t1中斷服務(wù)程序：按鍵狀態(tài)檢查time1： mov th1，#0ech ；每10s檢查

32、一次按鍵 mov tl1，#78h mov 6eh，a mov 30h，p0 ；讀入所有按鍵狀態(tài) mov 31h，p2 jb p0.6，time11 ；若stop鍵未按下,則正常運行 mov r3，#0ffh ；stop鍵按下,標(biāo)志r3置非0數(shù) mov 20h，#0 ；清除全部電梯間上升請求 mov 21h，#0 ；清除全部電梯間下降請求 mov 22h，#0 ；清除全部電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求 mov 30h，#0ffh ；修改讀入的按鍵狀態(tài),使之為 mov 31h，#0feh ；電梯內(nèi)目標(biāo)為一樓 clr tr1 ；并關(guān)閉t1,不再讀取按鍵time11： mov a，30h cpl a anl a

33、，#07h ；取得電梯間上升請求 orl 20h，a mov a，20h ；取得上升指示燈狀態(tài) cpl a anl a，#07h mov 32h，a mov a，30h cpl a anl a，#38h ；取得電梯間下降請求 rr a rr a orl 21h，a mov a，21h cpl a anl a，#0eh rl a rl a orl 32h，a mov a，p0 anl a，#0c0h orl a，32h mov p1，a ；刷新上升、下降請求指示燈 mov a，31h anl a，#0fh；取得電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求 orl 22h，a mov a，22h cpl a mov p3，

34、a；刷新電梯內(nèi)目標(biāo)樓層指示燈time12： mova，6eh reti3.2 有請求控制方案3.2.1 工作原理 工作臺啟動電梯,單片機(jī)檢測各樓層信號請求,控制電梯運行，電梯動作完成后，數(shù)碼管顯示所在樓層，同時單片機(jī)再次檢測各樓層請求信號，使得電梯再次動作，直到控制臺停止電梯。電梯降到一樓后停止，等待控制臺再次啟動電梯。3.2.2 編程要點（1）存儲單元分配：20h電梯間上升請求：20h.01樓；20h.12樓；20h.23樓，20h.34樓21h電梯間下降請求：21h.01樓；21h.12樓；21h.23樓；21h.34樓。22hh電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請求：22h.01樓；22h.12樓；22h.

35、23樓；21h.34樓。20h22h：0=無請求；1=有請求。堆棧棧底：70h單元。t1中斷服務(wù)程序中6eh單元保護(hù)累加器a的內(nèi)容。30h，31h單元分別臨時存放p0，p2按鍵狀態(tài)。32h作為單元按鍵及指示燈處理的中間單元。r3作為stop鍵曾經(jīng)按下過的記錄。（2）如圖電梯模型上電后，系統(tǒng)一直等待，電梯的起始位置為一樓，等待控制臺start按鍵按下，數(shù)碼管顯示“1”。當(dāng)start按鍵按下后，電梯開始向上運動，電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動，控制臺的上升指示燈up亮。到達(dá)二樓，電梯運行經(jīng)過樓層檢測傳感器時，r4計數(shù)加1，送到數(shù)碼管顯示“2"并在二樓停留5 s，然后繼續(xù)上升。每樓層停留5 s，直到四樓后

36、，在四樓停留5 s后開始下降，控制臺的下降指示燈down亮。每層樓停留5 s，直到一樓。然后重復(fù)上述過程。（3）如果按下過stop鍵，強(qiáng)制電梯直接下降到一樓，然后電梯停止工作。直到再次按下start鍵后重新恢復(fù)工作。（4）中斷服務(wù)程序每10ms一次檢查所有按鍵狀態(tài)，并記錄在相應(yīng)存儲單元，同時控制相應(yīng)指示燈。 （5）定時器t0定時100ms，r2作為5s定時的計數(shù)器。t0每中斷一次r2加1，當(dāng)r2=50時，5s計時完成。3.2.3項目程序流程開始初始化在1樓等待，顯示1 r3=0?延時5s顯示1降到1樓，顯示1顯示12,3,4樓有請求？p0.7=0？升到2樓，顯示21樓有請求？延時5s顯示1延時

37、5s顯示11,2,3樓有請求？4樓有請求？1,2樓有請求？3,4 樓有請求？降到3樓，顯示3顯示1降到2樓，顯示2顯示1延時5s顯示1延時5s顯示1延時5s顯示1升到4樓，顯示4顯示1升到3樓，顯示3顯示1致謝：畢業(yè)設(shè)計即將完成。篩選課程題目和查閱搜集資料期間，我覺得自己學(xué)到了很多。無論在學(xué)習(xí)上還是在生活上，都有了很大的提高。這次設(shè)計過程中遇到很多問題都一個個慢慢解決了，在這期間，我要感謝我的指導(dǎo)老師馬力老師和崔茂齊老師的幫助和悉心指導(dǎo)，馬老師和崔老師教會我們一些專業(yè)知識，給我們講一些與學(xué)習(xí)有關(guān)的知識，教會我們堅持學(xué)習(xí)，認(rèn)真對待每一件事，為我的畢業(yè)設(shè)計打下了深厚的基礎(chǔ)。同時還要感謝這次設(shè)計中幫

38、助我的同學(xué)，使他們讓我解決了一些難題才能順利地完成這次設(shè)計。這次設(shè)計讓我學(xué)到了書本上學(xué)不到的東西，培養(yǎng)了我們獨立思考的能力。在此我向馬老師、崔老師和幫助我解決困難的同學(xué)表示衷心的感謝和深深的敬意。參考文獻(xiàn)： 1 周堅. 單片機(jī)輕松入門. 北京: 航空航天大學(xué)出版社，2007 2 丁如春. 51單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ). 湖北科學(xué)技術(shù)出版社,2009 3 馮濤. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京:電子工業(yè)出版社,2007 4 沈紅衛(wèi). 基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn). 北京:電子工業(yè)出版社,2005 5 彭為. 單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計. 電子工業(yè)出版社,2006附錄 硬件原理圖電源電路主程序清單org 0000h a

39、jmp start org 000bh ajmp time org 001bh ajmp time1;*start啟動程序*start： mov tmod，#11h mov ie，#8ah mov th0，#3ch ；定時100ms mov tl0，#0b0h mov th1，#0ech ；定時10ms mov tl1，#78h setb tr0 mov sp，#6fh;*stop停止程序*stop： clr p1.6 clr p1.7 mov r3，#0 mov p2，#1fh ；數(shù)碼管顯示“1” jb p0.7，$ ；等待開始工作指令 clr p3.4 clr p3.5 ；電動機(jī)制動set

40、b p1.6sebt p1.7 ；蜂鳴器報警 setb tr1 ；啟動t1 ；10ms一次讀取按鍵;*一樓上升按鍵選擇程序*up1： clr p3.7 mov a，20h ；目前在1樓 orl a，21h ；取得>1樓請求情況 orl a，22h anl a，#0eh jz up1 ；無請求，則等待 clr p1.7 ；上升指示燈亮 clr p3.4 sebt p3.5 ；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升acall dly ；上升2s;*二樓上升按鍵選擇程序*up2： mov p2，#2fh ；到達(dá)2樓，數(shù)碼管顯示“2” jb 20h.1，up21 ；是2樓電梯間的上升請求，轉(zhuǎn)up21 jb 22h.1，

41、up21 ；是電梯內(nèi)目標(biāo)2樓請求，轉(zhuǎn)up21 sjmp up22up21： clr 20h.1 ；清二樓電梯間上升請求標(biāo)志位 clr 22h.1 ；清電梯內(nèi)目標(biāo)2樓請求標(biāo)志位 setb p1.7 ；上升指示燈滅 mov r2，#0 ；5s定時開始 cjne r2，#50，$ ；等待5s延時up22： mov a,20h orl a,21h orl a,22h anl a，#0ch ；取得>2樓請求情況 jnz up23 ajmp down22 ；>2樓無請求，轉(zhuǎn)2樓下降up23： clr p1.7 ；上升指示燈亮clr p3.4 sebt p3.5 ；電動機(jī)正轉(zhuǎn)上升 acall dly ；上升2s;*三樓上升按鍵選擇程