電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文

1、 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué) 院 計(jì)算機(jī)學(xué)院 學(xué)科門類 工科 專 業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 年 月 日29 / 33摘 要隨著當(dāng)前時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普與到我們生活、工作、科研以與各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。本文主要介紹了一個(gè)基于STC89C52單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)，詳細(xì)描述了一個(gè)電梯控制系統(tǒng)的調(diào)度模塊，即根據(jù)每個(gè)樓層不同用戶的按鍵需求，讓電梯做出合理的判斷，正確高效地知道電梯完成各項(xiàng)載客任務(wù)，重點(diǎn)是對整個(gè)電梯控制系統(tǒng)在單片機(jī)下的軟件編程、硬件連接和各個(gè)控制模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行的一步步透徹分析，同時(shí)對各部分硬件電路也進(jìn)行了一一

2、介紹。整個(gè)電梯控制系統(tǒng)，以單片機(jī)為核心，再輔以各樓層按鍵和控制程序來控制整個(gè)電梯的運(yùn)行，并通過數(shù)碼管和發(fā)光二極管來顯示電梯的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，具有成本低、通用性強(qiáng)、靈活性大與易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點(diǎn)，適合于我們的日常生活中的電梯控制，應(yīng)用前景較廣泛。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電梯控制；調(diào)度模塊AbstractWith the progress and development of the current era, microcontroller technology hasspread to our life, work, scientific researc

3、h and various fields, has become a relatively matu-re technology. This paper introduces an elevator control system based on STC89C52 micro-controller, a detailed description of the scheduling module of an elevator control system,ac-cording to di

4、fferent user needs buttons on each floor, the elevator to make a reasonable jud-gment, know correctly and efficiently finish the passenger elevator, key is connected andeac-h module of the system for the control process&

5、#160;a thorough analysis of the elevator controls-ystem under the singlechip software programming and hardware at the same time, each par-t of the hardware circuit were introduced in one one. The elevator control system, singlechi

6、-p microcomputer as the core, supplemented by the floor buttons and the controlprogram co-ntrol the operation of the elevator, and through the digitaltube and the light emitting diod-e to display the realtime operation state of elevator, ha

7、s the advantages of low cost, versat-ility, flexibility and has the advantages of easy to implementcomplex control, control of the elevator is suitable for us in daily life, wide application prospect.Key Words：single chip microcomputer;  elevato

8、r control system; scheduling module目 錄摘要IAbstractII1.引言12.設(shè)計(jì)目的與功能需求22.1 設(shè)計(jì)目的22.2 設(shè)計(jì)功能需求23.課題的開發(fā)環(huán)境簡介33.1 電路仿真圖制作軟件33.2 C51的程序開發(fā)軟件34.系統(tǒng)方案論證與設(shè)計(jì)54.1 主控制器模塊的選用54.2 電梯樓層顯示模塊的選擇54.3 電梯樓層按鍵模塊的設(shè)計(jì)65.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)75.1主控制模塊的設(shè)計(jì)75.1.1 單片機(jī)STC89C52概述75.1.2 單片機(jī)時(shí)鐘電路105.1.3 單片機(jī)復(fù)位電路105.2 顯示模塊的設(shè)計(jì)115.3 按鍵模塊的設(shè)計(jì)125.4 蜂鳴器鳴響模

9、塊的設(shè)計(jì)136.系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)146.1程序設(shè)計(jì)思路146.2系統(tǒng)主程序框圖146.3系統(tǒng)程序流程圖157.系統(tǒng)實(shí)物的焊接與調(diào)試167.1系統(tǒng)焊接步驟167.2系統(tǒng)電路的調(diào)試167.3系統(tǒng)實(shí)物展示168. 結(jié)語17參考文獻(xiàn)18附錄19致271. 引言近年來我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，座座高樓大廈崛地而起，工作居住條件得到了巨大的改善。在高樓大廈中，為了提高人們的生活工作效率，電梯便進(jìn)入人們的生活，它作為高層建筑中安全、可靠、垂直上下的運(yùn)載工具，對改善勞動(dòng)條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度起到很大的作用。電梯的應(yīng)用圍很廣，可用于賓館、飯店、辦公大樓、商場、娛樂場所、倉庫以與居民住宅大樓等。在當(dāng)今

10、社會中，電梯已成為人類必不可少的垂直運(yùn)輸交通工具。追溯電梯的歷史，發(fā)現(xiàn)電梯進(jìn)入人們的生活已經(jīng)150年了。1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明歷史上第一部安全升降梯。從那以后，升降梯在世界圍得到了廣泛應(yīng)用，以奧的斯的名字而命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地的歷史變遷，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步，人們的生活也因此變得更加美好。中國最早的一部電梯出現(xiàn)在，是由美國奧的斯公司于1901年安裝的。1932年由美國奧的斯公司安裝在利酒店的電梯至今還在安全運(yùn)轉(zhuǎn)著1。十一屆三中全會后，沐浴著改革開放

11、的春風(fēng)，我國電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。未來的社會是城鎮(zhèn)與城市漸漸融合，并相互影響，電梯將是現(xiàn)代人不可或缺的代步工具，隨著科技的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，科技將引領(lǐng)電梯進(jìn)行質(zhì)的飛躍，電梯將越來越智能，越來越安全。 本文給出了一種基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過在單片機(jī)上完成電梯的調(diào)度控制系統(tǒng)，單片機(jī)又稱單片微控制器,是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器、隨機(jī)存儲器、只讀存儲器、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件，同時(shí)也在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用

12、。2. 設(shè)計(jì)目的與功能需求2.1 設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成一個(gè)電梯系統(tǒng)的調(diào)度模塊，即根據(jù)每個(gè)樓層不同顧客的按鍵需求，讓電梯做出合理的判斷，正確高效地知道電梯完成各項(xiàng)載客任務(wù)。根據(jù)此任務(wù)，本課題需要研究的容有：（1）根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)要求，進(jìn)行系統(tǒng)硬件的總體方案設(shè)計(jì)；（2）研究51單片機(jī)的相關(guān)知識，掌握并且加以運(yùn)用；（3）學(xué)習(xí)C語言編程，并且規(guī)定電梯的工作規(guī)則，用C語言編程加以實(shí)現(xiàn)，以完成電梯的各項(xiàng)功能；（4）學(xué)習(xí)Proteus電路仿真系統(tǒng)，學(xué)會軟件的使用并且畫出電梯仿真圖，以便編程時(shí)進(jìn)行代碼調(diào)試；（5）在軟件編程和硬件電路焊接完成后，對軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試，讓其協(xié)調(diào)工作，完成指定任務(wù)。2.

13、2 設(shè)計(jì)功能需求本設(shè)計(jì)為八層電梯的控制系統(tǒng)，如下為系統(tǒng)的功能需求與設(shè)計(jì)容：本電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)擬實(shí)現(xiàn)通電后，系統(tǒng)默認(rèn)電梯停在一層；按下不同的按鍵電梯可以到達(dá)不同的樓層，如果電梯在上行，下面的樓層有呼叫電梯會繼續(xù)上行，直到上行完了才會下行。同樣如果電梯在下行，上面的樓層有呼叫電梯會繼續(xù)上行 ，直到下行完了才會上行；如需上行，請按下所要到達(dá)樓層的上行呼叫按鈕，電梯顯示開始上行，所經(jīng)樓層號用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，到達(dá)，樓層號持續(xù)顯示，并有蜂鳴器鳴叫以示到達(dá)；當(dāng)轎廂停留在中間樓層時(shí)，可實(shí)現(xiàn)上或下行呼叫，行進(jìn)方向按呼叫順序進(jìn)行，如同時(shí)呼叫，則堅(jiān)持先上行，后下行原則；由LED箭頭指示電梯是上行和下行的方向。3.

14、課題的開發(fā)環(huán)境簡介3.1 電路仿真圖制作軟件Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持PIC10/12/16/18/24/30/33、8051、AVR、ARM、8086和MSP430等，可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示與輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果2。Proteus 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。在PRO

15、TEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。PROTEUS不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對應(yīng)。使用Proteus軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，是虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力與仿真軟件的操作能力；在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)和全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中，使用 Proteus開發(fā)環(huán)境進(jìn)行培訓(xùn)，在不需要硬件投入的條件下，對單

16、片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識更容易接受，更容易提高。對于我們來說課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于Proteus提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺。 實(shí)踐證明，在使用 Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此，Proteus 有較高的推廣利用價(jià)值。3.2 C51的程序開發(fā)軟件單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件。我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種

17、是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了3。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件。Keil C51 軟件是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編,PLM 語言和 C 語言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。掌握這一軟件的

18、使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果使用C語言編程，那么Keil幾乎就是不二之選。在設(shè)計(jì)中，我使用的就是程序開發(fā)軟件就是 Keil C51。當(dāng)開始一個(gè)新項(xiàng)目，只需簡單的從設(shè)備數(shù)據(jù)庫選擇使用的設(shè)備芯片，uVision IDE將設(shè)置好所有的編譯器、匯編器、器和存儲器選項(xiàng)。C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，Vision與Ishell分別是C51 for Windows 和for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE），可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51與C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（.obj）。目標(biāo)文件可由L

19、IB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.abs）。abs文件由OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的hex 文件，以供調(diào)試器dScope51 或tScope51 使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試4。4. 系統(tǒng)方案論證與設(shè)計(jì)該電梯控制系統(tǒng)主要由樓層按鍵和樓層鳴響與各樓層實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示三部分電路組成，下面將一一介紹實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)功能的方案。4.1 主控制器模塊的選用方案1：采用可編程邏輯器件CPLD作為控制器。CPLD主要是由可編程邏輯宏單元圍繞中心的可編程互連矩陣單元組成，它編程靈活集成度高、設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、適用圍寬、開發(fā)工具先進(jìn)、對設(shè)計(jì)者的硬件經(jīng)驗(yàn)要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測試性強(qiáng)等特點(diǎn)，采

20、用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，其中MC結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并具有復(fù)雜的I/O單元互連結(jié)構(gòu)可由用戶根據(jù)需要生成特定的電路結(jié)構(gòu)，完成一定的功能，適合作為大規(guī)模控制系統(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高，且從其編程語言也不熟悉的角度考慮我們放棄了此方案5。方案2：采用STC89C52單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，用其控制電梯運(yùn)行功能，分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)電梯各個(gè)樓層的運(yùn)行記錄并顯示，完成電梯的調(diào)度功能，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢控制簡單、方便、快捷。這樣一來，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能與可位尋址操作功能、價(jià)格

21、低廉等優(yōu)點(diǎn)。STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器的低電壓，高性能COMOS8的微處理器。其主要特點(diǎn)為采用Flash存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，且采用高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，另外其程序的電可擦寫特性，使得開發(fā)與試驗(yàn)比較容易，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案6。綜合考慮，還是選擇方案2，使用STC89C52作為主控制模塊。4.2 電梯樓層顯示模塊的選擇方案1：用LED點(diǎn)陣進(jìn)行顯示各個(gè)樓層與電梯上下行狀態(tài)。LED點(diǎn)陣具有顯示清晰，顯示容豐富、清晰，顯示原理簡單、控制方便

22、，顯示快速的特點(diǎn)。但單對于此系統(tǒng)我們不需要顯示豐富的容，而且LED點(diǎn)陣價(jià)格貴，且使用起來易損壞。方案 2：用數(shù)碼管和發(fā)光二極管進(jìn)行顯示。數(shù)碼管由于顯示速度快，亮度強(qiáng)，高頻特性好，使用簡單，顯示效果簡潔明了，體積小，重量輕，壽命長，價(jià)格低廉而得到了廣泛應(yīng)用，且在此系統(tǒng)中可以用單個(gè)數(shù)碼管顯示樓層，使用不同顏色的發(fā)光二極管來區(qū)分電梯處于上下行。綜上所述選擇方案2。4.3 電梯樓層按鍵模塊的設(shè)計(jì)由于本系統(tǒng)的電梯是八層樓使用，電梯外部每一層一般要使用一個(gè)上行按鍵和一個(gè)下下行按鍵，電梯部每一樓層一個(gè)按鍵，所以加起來一共是24個(gè)按鍵，由于芯片上的I/O引腳有限，所以使用一個(gè)4*4的矩陣按鍵和8個(gè)按鍵組合起來

23、完成按鍵模塊，且共使用16個(gè)I/O引腳，既有足夠的按鍵控制電梯運(yùn)行，也留下了足夠的芯片引腳供其他模塊使用。5. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)5.1主控制模塊的設(shè)計(jì)如圖5-1所示為單片機(jī)最小系統(tǒng)。圖5-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。在本設(shè)計(jì)中，最小系統(tǒng)應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路等。5.1.1 單片機(jī)STC89C52概述STC89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片4bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、

24、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片置用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大。STC89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域7。STC89C52單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)、計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片振蕩器與時(shí)鐘電路。同時(shí)，STC89C52單片機(jī)可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)、計(jì)數(shù)器，串行通行口與中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作

25、直到下一個(gè)硬件復(fù)位8。STC89C52的引腳圖如下圖5-2所示。圖5-2 STC89C52引腳圖下面對STC89C52的各個(gè)引腳作如下說明:VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)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。P1口管腳寫入1后，被部上拉為高，可用作

26、輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信

27、號。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為STC89C52的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳 備選功能 P3.0/RXD （串行輸入口） P3.1/TXD （串行輸出口） P3.2/INT0（外部中斷0） P3.3/INT1（外部中斷1） P3.4/T0 （記時(shí)器0外部輸入） P3.5/T1 （記時(shí)器1外部輸入） P3.6/WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7/RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3

28、口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，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(shí)，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(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， 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

29、態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，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(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間部程序存儲器。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與部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出9。5.1.2 單片機(jī)時(shí)鐘電路單片機(jī)時(shí)鐘電路如圖5-3所

30、示。圖5-3 單片機(jī)時(shí)鐘電路圖如圖5-3所示，晶振電路由C1與C2和晶振組成，晶振是給單片機(jī)提供工作信號脈沖的。它的速率就是單片機(jī)的工作速率，簡單地說，沒有晶振，就沒有時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機(jī)就無法工作。并在晶振的兩引腳處接入兩個(gè)10pF-50pF的瓷片電容接地用來削減偕波對電路的穩(wěn)定性的影響。晶振的頻率越高則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也越快。但反過來運(yùn)行速度越快對存的速度要求就越高，對印刷電路板的工藝要求也越高，即要求產(chǎn)生的寄生電容要小，晶振和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作?；谝陨媳驹O(shè)計(jì)我們考慮選擇

31、頻率為12MHz的晶振，當(dāng)振蕩脈沖頻率為12MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為1us。5.1.3 單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路如圖5-4所示。圖5-4 單片復(fù)位電路圖復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，程序給單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可使單片機(jī)復(fù)位。STC89C52的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種方式，手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種，我們采用了手動(dòng)復(fù)位為電平方式的復(fù)位。如圖5-4所示，我們通過RST端經(jīng)由電阻與電源VCC接通而實(shí)現(xiàn)，當(dāng)按鍵按下時(shí)，RST端為高電平復(fù)位。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用12MHz時(shí)，C1取10uF，R1取10K時(shí)

32、，電容C1充放電時(shí)間=R1*C1=0.1s>2us（2個(gè)機(jī)器周期）。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。每次復(fù)位后，單片機(jī)的程序都會從第一條開始從新執(zhí)行。另外，還額外設(shè)計(jì)了濾波防干擾電路，由C13與R12組成，電源先經(jīng)過它們再接入單片機(jī)的電源Vcc端，可以有效的減少雜波帶來的干擾，影響電路10。5.2 顯示模塊的設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)顯示模塊如圖5-5所示。圖5-5 顯示模塊圖電梯在運(yùn)行過程中，通過數(shù)碼管顯示所經(jīng)過樓層，D12和D13顯示電梯處于上行或下行狀態(tài)。5.3 按鍵模塊的設(shè)計(jì)電梯樓層按鍵模塊如圖5-6和5-7所示。圖5-6 按鍵模塊圖圖5-7 按鍵模塊圖圖5-6為電梯外部

33、按鍵，每層樓有上下行請求按鍵，圖5-7為電梯部按鍵，分別為1到8樓的按鍵。5.4 蜂鳴器鳴響模塊的設(shè)計(jì)當(dāng)電梯到達(dá)目地樓層，蜂鳴器響鳴，電梯開門并等待3s。蜂鳴器鳴響模塊如圖5-8所示。圖5-8 蜂鳴器鳴響模塊圖6. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)6.1 程序設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)是為一八層電梯設(shè)計(jì)調(diào)度系統(tǒng)，即使電梯能夠合理高效地運(yùn)行，完成各樓層顧客的接送任務(wù)。形象地說，就是要應(yīng)對不同樓層顧客的不同需求，作出合理高效的判斷，使所有顧客在整體運(yùn)用時(shí)間最短的條件下將其運(yùn)往各自的目的地。在整個(gè)電梯控制中，我們首先必須得合理考慮按鍵的響應(yīng)問題。一段時(shí)間可能有多個(gè)不同的按鍵有動(dòng)作，程序必須記錄每一個(gè)按鍵的動(dòng)作，并根據(jù)電梯本身所處

34、的樓層情況與按鍵樓層之間的位置關(guān)系，合理判斷出電梯應(yīng)當(dāng)做出上升或下降的響應(yīng)動(dòng)作。然后，兩個(gè)樓層之間應(yīng)考慮有一段運(yùn)行時(shí)間，而且也要設(shè)置在一個(gè)樓層的停留時(shí)間。本設(shè)計(jì)中兩個(gè)樓層之間的運(yùn)行時(shí)間設(shè)為1s，當(dāng)電梯到達(dá)目的層時(shí)蜂鳴器要與時(shí)鳴響，每層停留時(shí)間設(shè)為3s。另外，當(dāng)電梯上升或者下降時(shí)，相應(yīng)的狀態(tài)指示燈應(yīng)與時(shí)同步準(zhǔn)確點(diǎn)亮。這個(gè)設(shè)計(jì)的成品應(yīng)該可以作為真實(shí)電梯的控制系統(tǒng)一樣，遵守以下兩個(gè)原則：一是高效性，二是人性化。而實(shí)際電梯所面臨的情況無比復(fù)雜，故本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)除了硬件上面外，還有對這些復(fù)雜的情況歸類化，分為若干個(gè)基本情況，另外是用恰當(dāng)?shù)腃語言描述來表達(dá)這些復(fù)雜的邏輯11。6.2 系統(tǒng)主程序框圖系統(tǒng)主程序

35、框圖如6-1所示。樓層上行下行呼叫按鍵電梯內(nèi)樓層選擇按鍵單片機(jī)控制樓層顯示數(shù)碼管電梯狀態(tài) 指示燈控制信息運(yùn)行狀態(tài)信息樓層信息樓層到達(dá)蜂鳴器響到達(dá)目地信息圖6-1 系統(tǒng)主程序框圖6.3 系統(tǒng)程序流程圖系統(tǒng)程序流程圖如圖6-2所示。圖6-2 電梯程序流程圖7.系統(tǒng)實(shí)物的焊接與調(diào)試7.1 系統(tǒng)焊接步驟按電路圖買好元件后首先檢查買回元件的好壞，按各元件的檢測方法分別進(jìn)行檢測，一定要仔細(xì)認(rèn)真。而且要認(rèn)真核對原理圖是否一致，在檢查好后才可上件、焊件，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤焊件后不便改正。按原理圖的位置放置各元件，在放置過程中要先放置、焊接較低的元件，后焊較高的和要求較高的元件。特別是容易損壞的元件要后焊，在焊集成芯

36、片時(shí)連續(xù)焊接時(shí)間不要超過10s，注意芯片的安裝方向，以與各器件的正負(fù)極，以免出錯(cuò)，使電路燒壞。7.2 系統(tǒng)電路的調(diào)試首先燒入顯示程序，看顯示正不正常。在調(diào)試程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的指令用的不正確，導(dǎo)致電路功能不能完全實(shí)現(xiàn)，另外軟件程序中的延時(shí)有的過長、有的過短。7.3 系統(tǒng)實(shí)物展示系統(tǒng)實(shí)物如圖7-1所示。圖7-1 系統(tǒng)實(shí)物8. 結(jié)語經(jīng)過了近半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作，通過在圖書館、互聯(lián)網(wǎng)上查閱有關(guān)資料，不僅了解了電梯的起源和發(fā)展過程，而且加深了對電梯的運(yùn)行過程、控制系統(tǒng)的認(rèn)識，同時(shí)也對單片機(jī)有了更加進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和認(rèn)識。由于是第一次完成單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在開始階段感到很困難，但堅(jiān)持下來并在同學(xué)和老師的幫助下，

37、一步步解決了。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，也將原來所學(xué)的知識系統(tǒng)化、理論化、實(shí)用化，對如何使用已有知識與獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高，也認(rèn)識到無論做什么，都需要踏、勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，這對以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。總的來說，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成品完成了我們生活中電梯的調(diào)度系統(tǒng)，而且本程序的編寫不僅僅是為了應(yīng)對八層樓的電梯，更多層的電梯也可以實(shí)現(xiàn)，如果對單片機(jī)的其他I/O再進(jìn)行擴(kuò)展的話，可以實(shí)現(xiàn)十幾層電梯的需求。當(dāng)然，如果更高層的電梯，就會受到單片機(jī)管腳資源的限制了。而程序本身的思想本身是可以支持更多層電梯的運(yùn)行調(diào)度的，如果用其他管腳多的處理器的話（如ARM型處理器），則這一設(shè)想完全可以實(shí)現(xiàn)。不過本次電

38、梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有不足之處，比如由于沒有電機(jī)模塊，所以無法控制電梯的運(yùn)行速度；也需要優(yōu)化電梯的選向功能，使之隨客流量的變化而改變，打到高效運(yùn)送乘客的目的，增加出現(xiàn)緊急情況時(shí)的電梯處理辦法等等，有待改進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 正新.單片機(jī)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2001.92 勛等.單片機(jī)實(shí)用教程M.航空航天大學(xué),20003 Lauener J.The lift in the 100-storeyed building disposesA.2000.4 宜仁.單片機(jī)實(shí)用技術(shù)問答M.:人民郵電,2003.5.5 何立民.單片機(jī)高級教程M.航空航天大學(xué),19956 佳薇.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).工程大學(xué)

39、,20097 志強(qiáng),胡輝.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐指南J.科學(xué),20058 Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scaleJ.Bulk Engineering. 1995 9 朝青.單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.航空航天大學(xué),199810 馬忠梅.單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).航空航天大學(xué)出版,1997.1011 自美.電子線路設(shè)計(jì).華中科技大學(xué),2000.5附 錄附錄1：程序代碼#include<reg51.h>#include "Msg.h"#define uint unsigned int#def

40、ine uint8_t unsigned char#define BOOL unsigned char#define FALSE 0#define TRUE 1#define MAX 8sbit upLED = P20;sbit downLED = P21;sbit beep = P27;sbit F1=P30;sbit F2=P31;sbit F3=P32;sbit F4=P33;sbit F5=P34;sbit F6=P35;sbit F7=P36;sbit F8=P37;sbit P10=P10;sbit P11=P11;sbit P12=P12;sbit P13=P13;#define

41、 upLED_ON() upLED = 0#define upLED_OFF() upLED = 1#define downLED_ON() downLED = 0#define downLED_OFF() downLED = 1void Beep(void);void delayMs(uint time);BOOL isUp(uint8_t cf);BOOL isDown(uint8_t cf);uint8_t code LED=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;struct floor BOOL up;BOOL down;B

42、OOL stop;F10;void main()uint8_t curf=1,reaf=1,i;char dir = 0;upLED_OFF();downLED_OFF();EA=1; /中斷優(yōu)先級 PT1 PT0ET0=1;ET1=1;TMOD=0x11; TH0=(65536-5000)/256; TL0=(65536-5000)%256;TR0=1;TR1=1;P0 = LEDcurf;for(i=0;i<10;i+) Fi.up = FALSE;Fi.down = FALSE;Fi.stop = FALSE;while(1)if (dir = 0) /dir=0if (Fcurf

43、.up) dir = 1; Beep();delayMs(3000); Fcurf.up = FALSE; else if (Fcurf.down) dir = -1;Beep();delayMs(3000);Fcurf.down = FALSE;else if (Fcurf.stop)Beep();delayMs(3000);Fcurf.stop = FALSE;if (isUp(curf)dir = 1;else if (isDown(curf)dir = -1;if (dir = 1) if (isUp(curf)upLED_ON();curf+;P0 = LEDcurf;delayMs

44、(1000);if (Fcurf.up | Fcurf.stop)Fcurf.up = FALSE;Fcurf.stop = FALSE;upLED_OFF();Beep();delayMs(3000);elsedir = 0;upLED_OFF();if (dir = -1) if (isDown(curf) downLED_ON();dir = -1;curf-;P0 = LEDcurf;delayMs(1000);if (Fcurf.down | Fcurf.stop)Fcurf.down = FALSE;Fcurf.stop = FALSE;downLED_OFF();Beep();d

45、elayMs(3000); else dir = 0; downLED_OFF(); BOOL isUp(uint8_t cf) uint8_t i;for(i=cf+1;i<=MAX;i+)if(Fi.up | Fi.down | Fi.stop)return TRUE;return FALSE;BOOL isDown(uint8_t cf) uint8_t i;for(i=cf-1;i>=1;i-)if(Fi.up | Fi.down | Fi.stop)return TRUE;return FALSE;void Beep(void) uint8_t i=0,j,k;uint8

46、_t voice = 190,190,0,9,3;beep=1;while(voicei != 0)for(k=0;k<voicei+3*20;k+) beep=beep;for(j=0;j<voicei/3;j+); i+;void delayMs(uint time) uint8_t i;while(time-)for(i=0;i<110;i+) ;void delay20ms(void) uint8_t i,j; for(i=0;i<100;i+) for(j=0;j<60;j+) ;void time0(void) interrupt 1 using 1 P1 = 0x0f;if(P1&0x0f) = 0x0f) return;delay20ms();if(P1&0x0f) != 0x0f) P1 = 0