CTS控制技術綜合實驗系統(tǒng)程序設計

1、綜合電子創(chuàng)新訓練研究報告研究題目：CTS1600-1控制技術綜合實驗系統(tǒng)程序設計院系名稱：宇航學院專業(yè)名稱：宇航推進系學生姓名：陳志遠 段毓 李詩凝指導教師：蔣龍工程訓練中心本科生創(chuàng)新訓練（論文）任務書、創(chuàng)新訓練（論文）題目：基于CTS600-1控制技術綜合實驗系統(tǒng)的電梯模擬系統(tǒng)設計、創(chuàng)新訓練（論文）使用的原始資料（數據）及設計技術要求：原始資料來自老師給的說明講義設計技術要求：制作成一個和真正的電梯一樣的電梯、主要參考資料：電梯教學.ppt說明講義.pdf16位單片機原理及應用學習與實驗指導摘要CTS1600-1控制系統(tǒng)技術綜合實驗系統(tǒng)的電梯模擬控制系統(tǒng)是基于凌陽單片機的一次學生實驗，電梯模

2、型將機械和電氣自動化兩個學科有機結合起來，充分體現了機電結合的特點，增強了實驗的綜合性和動手性。通過這一個學期的程序編寫，我們熟悉了C語言的使用，掌握了電梯程序的控制，完成了各個小程序和模擬運行的大程序，也遇到了很多問題，但在小組的共同努力下，我們最終得以解決。并且在解決問題的過程中，我們收獲到了很多。目錄摘要3第一章 緒論61.1背景和目的61.2課題研究方法6第二章 電梯模型硬件設備72.1實驗單片機模型72.2單片機接口定義82.3I/O接口DATA控制命令表92.4電梯控制命令說明132.5簡介132.6硬件安裝步驟142.7接口種類及數目142.8其他15第三章 與電梯模型相關的實驗

3、程序163.1燈163.1.1功能簡介163.1.2流程圖163.1.3代碼163.2鍵+燈203.2.1功能簡介203.2.2流程圖213.2.3代碼223.3鍵+燈+數碼管243.3.1功能簡介243.3.2流程圖243.3.3代碼253.4鍵+燈+開關門273.4.1功能簡介273.4.2流程圖273.4.3代碼283.5鍵+燈+數碼管+上下行323.5.1功能簡介323.5.2流程圖323.5.3 代碼333.6 鍵+燈+數碼管+上下行+開關門463.6.1功能簡介463.6.2流程圖463.6.3代碼473.7 密碼鎖673.7.1 功能簡介：673.7.2 流程圖683.7.3 程

4、序683.8創(chuàng)新功能（打地鼠游戲）703.8.1 功能簡介703.8.2 流程圖703.8.3 代碼71第四章 感想和致謝74第一章 緒論1.1背景和目的在當今的社會，單片機的使用日趨廣泛，例如電梯、液晶顯示、定時器等等都有它的應用，同時，使用單片機給我們的生活帶來了諸多的方便，它利用設計好的程序，獨立運行，實現用戶的需求，因此，掌握單片機是我們當代大學生的一項基本要求，通過在創(chuàng)新實習的過程中對電梯程序的設計可以加強我們對于單片機的理解，在日后的工作中，起到了不可估量的作用。1.2課題研究方法軟件為凌陽SPCE061A單片機，通過老師講解和搜集資料熟悉電梯模型的單片機控制。前期通過燈，鍵+燈，

5、鍵+燈+數碼管，鍵+燈+開關門，鍵+燈+數碼管+上下行，鍵+燈+數碼管+上下行+開關門等六個小程序熟悉和掌握電梯的編程與控制；中期通過模擬電梯實際運行的大程序完成和掌握電梯實際運行的方法；后期通過密碼鎖等創(chuàng)新程序進一步充實和完善電梯運行程序。第二章 電梯模型硬件設備2.1實驗單片機模型實驗用單片機（圖2.1）為凌陽SPCE061A微控制器（簡稱61板），是以凌陽16位單片機SPCE061A為核心的精簡開發(fā)仿真實驗板。61板除了具備單片機最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路、復位電路等，采用電池供電，方便攜帶。圖2.1凌陽SPCE061A單片機SPCE061A主要包括輸入/輸出端口、定時器

6、/計數器、數/模轉換、模/數轉換、串行設備輸入輸出、通用異步串行接口、低電壓監(jiān)測和復位等部分，并且內置在線仿真電路ICE接口，較高的處理速度使其能夠快速的處理復雜的數字信號。本電梯模型就是采用此單片機進行程序編寫與實現電梯的運行控制。2.2單片機接口定義實驗單片機的接口定義如圖2.2，其中A口為輸入，B口為輸出。圖2.2 單片機輸入輸出接口定義2.3I/O接口DATA控制命令表表2.3.1是單片機A口Data控制命令表：A 口（信號輸入）*P_IOA_Data接口編號電梯動作0x0001A0去一層（內部按鍵）0x0002A1去二層（內部按鍵）0x0004A2去三層（內部按鍵）0x0008A3去

7、四層（內部按鍵）0x0010A4一層上（外部按鍵）0x0020A5二層上（外部按鍵）0x0040A6二層下（外部按鍵）0x0080A7三層上（外部按鍵）0x0100A8三層下（外部按鍵）0x0200A9四層下（外部按鍵）0x0400A10一層到達0x0800A11二層到達0x1000A12三層到達0x2000A13四層到達0x4000A14開門（內部按鍵）0x8000A15關門（內部按鍵）表2.3.1表2.3.2是單片機B口Data控制命令表：B口（信號輸出）*P_IOB_Data接口編號電梯動作0x0001B0電梯上下運行（1上0下）0x0002B1電梯運行選通（1行0停）0x0004B2開

8、關門運行（1開0關）0x0008B3開關門選通（1行0禁）0x0010B4一層上燈0x0020B5二層上燈0x0040B6二層下燈0x0080B7三層上燈0x0100B8三層下燈0x0200B9四層下燈0x0400B10開門到位0x0800B11關門到位0x1000B12數碼管顯示層數0x2000B130x4000B140x8000B15表2.3.2單片機接口屬性設置如下：*P_IOA_Dir=0;*P_IOA_Attrib=0;*P_IOA_Data=0;/設A0-A15口為輸入*P_IOB_Dir=0xf3ff;*P_IOB_Attrib=0xf3ff;/設B0-B9口為輸出,B10、B1

9、1口為輸入*P_IOB_Data=0;2.4電梯控制命令說明一層上按鈕按下，*P_IOA_Data輸入值為0x0010，使一層上按鍵燈亮起的命令為：*P_IOB_Data=0x0010，其他層按鍵燈不受影響。二層上按鈕按下，*P_IOA_Data輸入值為0x0020，使二層上按鍵燈亮起的命令為：*P_IOB_Data=0x0020，其他層按鍵燈不受影響。二層下按鈕按下，*P_IOA_Data輸入值為0x0040，使二層下按鍵燈亮起的命令為：*P_IOB_Data=0x0040，其他層按鍵燈不受影響。三層上按鈕按下，*P_IOA_Data輸入值為0x0080，使三層上按鍵燈亮起的命令為：*P_I

10、OB_Data=0x0080，其他層按鍵燈不受影響。三層下按鈕按下，*P_IOA_Data輸入值為0x0100，使三層下按鍵燈亮起的命令為：*P_IOB_Data=0x0100，其他層按鍵燈不受影響。四層下按鈕按下，*P_IOA_Data輸入值為0x0200，使四層下按鍵燈亮起的命令為：*P_IOB_Data=0x0200，其他層按鍵燈不受影響。電梯內部開門按鈕按下，*P_IOA_Data輸入值為0x4000，使電梯開門的命令為：*P_IOB_Data=0x000c，電梯執(zhí)行開門動作。電梯內部關門按鈕按下，*P_IOA_Data輸入值為0x8000，使電梯關門的命令為：*P_IOB_Data=

11、0x0008，電梯執(zhí)行關門動作。2.5簡介CTS1600-控制技術綜合實驗系統(tǒng)是典型的機電控制系統(tǒng)，是運用PC 機控制單片機的教學平臺。通過本實驗，不但可以幫助學生理解掌握實際電梯的控制原理和方法，而且能將所學運用到現代工業(yè)和其他領域中。電梯模型將機械和電氣兩方面有機的結合起來，充分體現了機電結合的特點，并且在學生機電實驗方面得到廣泛的應用。參照凌陽SPCE061A 開發(fā)的相關資料，加深對控制電梯模型的單片機的了解。進行61 板的相關實驗，掌握單片機實現基本功能的技術。對單片機編寫程序，達到控制電梯模型的目的。2.6硬件安裝步驟1. 用UART/USB 連接線將計算機與凌陽單片機連接2. 凌陽

12、單片機與40 線并行電纜連接3. CTS1600-控制技術綜合實驗系統(tǒng)與40 線并行電纜連接4. CTS1600-控制技術綜合實驗系統(tǒng)再與220V 交流電連接5. CTS1600-控制技術綜合實驗系統(tǒng)接口2.7接口種類及數目1. 外部按鍵6 個，內部按鍵6 個2. 到位開關1 至4 層各1 個3. 開門/關門到位開關各1 個4. 外部/內部信號燈各6 個5. 數碼顯示BCD（3 位）6. 上下行電機1 臺7. 開關門電機1 臺2.8其他UART/USB 連接線、PC25 并行接口、CTS1600- 控制、技術綜合實驗系統(tǒng)、凌陽單片機40 線并行、電纜、220V電源第三章 與電梯模型相關的實驗程

13、序3.1燈3.1.1功能簡介利用循環(huán)函數實現電梯動作的循環(huán),讓我們的電梯可以自上而下、自下而上以及成組亮起。3.1.2流程圖3.1.3代碼為了程序中暫停的需要，在頭文件中定義兩個延遲函數dly和bigdelay，代碼如下。<dly.h>#ifndef_DLY_h_#define_DLY_h_#include "spce061A.h"void dly (unsigned int undly)int m;for(m=0;m<undly;m+)int n; for(n=0;n<undly;n+) n=n; #endif#ifndef _BIGDELAY_h

14、_#define _BIGDELAY_h_#include "spce061A.h"void bigdelay(int n) int i; for (i=0;i<n;i+) dly(100); *P_Watchdog_Clear=0x0001; #endif<bigdelay.h>以下為燈程序：<deng.c>#include "spce061A.h"#include "stdio.h"#include "dly.h"#include "bigdelay.h"voi

15、d main()int t=0;*P_IOA_Dir=0;*P_IOA_Attrib=0;*P_IOA_Data=0;*P_IOB_Dir=0xf3ff;*P_IOB_Attrib=0xf3ff;*P_IOB_Data=0; /自下而上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0010; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0040; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0020; *P_Watc

16、hdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0100; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0080; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0200; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_Watchdog_

17、Clear=0x0001;/自上而下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0200; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0080; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0100; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0020; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1

18、); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0040; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0010; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_Watchdog_Clear=0x0001;/成組亮 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0010; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data

19、=*P_IOB_Data|0x0040; *P_Watchdog_Clear=0x0001; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0020; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0100; *P_Watchdog_Clear=0x0001; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0080; *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0200; *P_Watchdog_Clear=0x0

20、001; bigdelay(1); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_Watchdog_Clear=0x0001;3.2鍵+燈3.2.1功能簡介本程序的功能是實現按鍵燈接受信號后,會點亮,但是它并不會保持,在接受下一個信號的到來后,會自動消除前一個的影響,實現下一個信號的輸出。3.2.2流程圖3.2.3代碼#include "spce061A.h"#include "stdio.h"void main()int t=0;*P_IOA_Dir=0;*P_IOA_Attrib=0;*P_IOA_Dat

21、a=0;*P_IOB_Dir=0xf3ff;*P_IOB_Attrib=0xf3ff;*P_IOB_Data=0; while(1) t=*P_IOA_Data; /按鍵+燈 if(t&0x0010)=0x0010) /1層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0010; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0020)=0x0020) /2層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_D

22、ata=*P_IOB_Data|0x0020; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0040)=0x0040) /2層下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0040; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0080)=0x0080) /3層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0080; *P_Watchdog_Cl

23、ear=0x0001; if(t&0x0100)=0x0100) /3層下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0100; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0200)=0x0200) /4層下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0200; *P_Watchdog_Clear=0x0001; 3.3鍵+燈+數碼管3.3.1功能簡介在前一個程序的

24、基礎上,我們添加了數碼管的功能,它可以在接受來自按鍵的信號之后,不僅可以實現燈的點亮，同時,輸出還加上了數碼管的功能,這樣亮燈的同時,數碼管顯示亮的是來自哪一層的燈,及燈是上燈還是下燈。3.3.2流程圖3.3.3代碼#include "spce061A.h"#include "stdio.h"void main()int t=0; *P_IOA_Dir=0;*P_IOA_Attrib=0;*P_IOA_Data=0;*P_IOB_Dir=0xf3ff;*P_IOB_Attrib=0xf3ff;*P_IOB_Data=0; while(1) t=*P_IO

25、A_Data; /按鍵+燈+數碼管 if(t&0x0010)=0x0010) /1層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0010; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0x0fff)|0x1000; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0020)=0x0020) /2層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0020; *

26、P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0x0fff)|0x2000; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0040)=0x0040) /2層下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0040; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0x0fff)|0x2000; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0080)=0x0080) /3層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data

27、&& 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0080; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0x0fff)|0x3000; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0100)=0x0100) /3層下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0100; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0x0fff)|0x3000; *P_Watchdog_Clear=0x0001; if

28、(t&0x0200)=0x0200) /4層下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0200; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0x0fff)|0x4000; *P_Watchdog_Clear=0x0001; 3.4鍵+燈+開關門3.4.1功能簡介實現按鍵開關門鍵燈的功能。3.4.2流程圖3.4.3代碼#include "spce061A.h"#include "stdio.h"#include "dly.h

29、"#include "bigdelay.h"void main()int t=0;*P_IOA_Dir=0;*P_IOA_Attrib=0;*P_IOA_Data=0;*P_IOB_Dir=0xf3ff;*P_IOB_Attrib=0xf3ff;*P_IOB_Data=0; while(1) t=*P_IOA_Data; /按鍵+燈 if(t&0x0010)=0x0010) /1層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0010; bigdelay(1);

30、 *P_Watchdog_Clear=0x0001; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x000c; while(*P_IOB_Data&0x0400)!=0x0400) *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(3); *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x0008; while(*P_IOB_Data&0x0800)!=0x0800) *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0020)=0x0020)

31、 /2層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0020; bigdelay(1); *P_Watchdog_Clear=0x0001; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x000c; while(*P_IOB_Data&0x0400)!=0x0400) *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(3); *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x00

32、08; while(*P_IOB_Data&0x0800)!=0x0800) *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0040)=0x0040) /2層下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0040; bigdelay(1); *P_Watchdog_Clear=0x0001; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x000c; while(*P_IOB_Data&0x0400)!=0x0

33、400) *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(3); *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x0008; while(*P_IOB_Data&0x0800)!=0x0800) *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0080)=0x0080) /3層上 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0080; bigdelay(1); *P_Watchdog_Clear=0x

34、0001; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x000c; while(*P_IOB_Data&0x0400)!=0x0400) *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(3); *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x0008; while(*P_IOB_Data&0x0800)!=0x0800) *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0100)=0x0100) /3層下 *P_IOB_Data=*P_

35、IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0100; bigdelay(1); *P_Watchdog_Clear=0x0001; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x000c; while(*P_IOB_Data&0x0400)!=0x0400) *P_Watchdog_Clear=0x0001; bigdelay(3); *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x0008; while(*P_IOB_Data

36、&0x0800)!=0x0800) *P_Watchdog_Clear=0x0001; if(t&0x0200)=0x0200) /4層下 *P_IOB_Data=*P_IOB_Data && 0xfc0f; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0200; bigdelay(1); *P_Watchdog_Clear=0x0001; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x000c; while(*P_IOB_Data&0x0400)!=0x0400) *P_Watchdog_Clea

37、r=0x0001; bigdelay(3); *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data && 0xfff0)| 0x0008; while(*P_IOB_Data&0x0800)!=0x0800) *P_Watchdog_Clear=0x0001; 3.5鍵+燈+數碼管+上下行3.5.1功能簡介在電梯自行判斷該上行還是下行之后,結合電機的控制程序,是電梯到達指定的樓層并能實現數碼管的變化。3.5.2流程圖3.5.3 代碼#include "spce061A.h"#include "stdio.h"#include &quo

38、t;dly.h"#include "bigdelay.h"int t=0,inorder=0x0000;int breaksign;void check_standby();void main()*P_IOA_Dir=0;*P_IOA_Attrib=0;*P_IOA_Data=0;*P_IOB_Dir=0xf3ff;*P_IOB_Attrib=0xf3ff;*P_IOB_Data=0; while(1) t=*P_IOA_Data; breaksign=0; /按鍵+燈+電梯在本層時按壓本層按鈕，燈不亮 if(t&0x0010)=0x0010) /1層上

39、if(t&0x0400)!=0x0400) *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0010; *P_Watchdog_Clear=0x0001; else *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0xffe1); inorder=inorder&0x000e; *P_IOB_Data=*P_IOB_Data&0xffef; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0xfff0); while(*P_IOB_Data&0x0800)!=0x0800) *P_Watchdog_Clear=0x0001; check_

40、standby(); breaksign=0; if(t&0x0020)=0x0020) /2層上 if(t&0x0800)!=0x0800) *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0020; *P_Watchdog_Clear=0x0001; else inorder=inorder&0x000d; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0xff91); *P_IOB_Data=*P_IOB_Data&0xff9f; *P_IOB_Data=(*P_IOB_Data&0xfff0)|0x0008; while(*P_IOB_Data&0x0800)!=0x0800) *P_Watchdog_Clear=0x0001; check_standby(); breaksign=0; if(t&0x0040)=0x0040) /2層下 if(t&0x0800)!=0x0800) *P_IOB_Data=*P_IOB_Data|0x0040; *P_W