畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于AT89C51單片機(jī)的四層樓電梯控制系統(tǒng)

1、目錄摘要Abstract第1章 前言 1第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2 22.2 AT89C51單片機(jī)芯片的介紹 32.2.1單片機(jī)概述 32.2.2 AT89C51單片機(jī)簡介 32.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 102.3.1 各樓層電梯外電路的設(shè)計(jì) 102.3.2 電梯內(nèi)電路的設(shè)計(jì) 112.3.3 控制臺(tái)電路的設(shè)計(jì) 112.3.4 單片機(jī)電路的設(shè)計(jì) 11第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 133.1 控制方案的設(shè)計(jì) 133.2 主程序的設(shè)計(jì) 133.3 定時(shí)器T0中斷程序的設(shè)計(jì)133.4 定時(shí)器T1中斷程序的設(shè)計(jì)14第4章 系統(tǒng)調(diào)試 184.1 設(shè)置SoftICE模式 184.2 設(shè)置仿真環(huán)境 18 程序調(diào)試 18第5章

2、結(jié)束語 19答謝辭參考文獻(xiàn)摘要本文所討論的是基于AT89C51單片機(jī)的四層樓電梯控制系統(tǒng)，它能控制電梯從一樓能到達(dá)二、三、四樓，從二樓能到達(dá)一、三、四樓，從三樓能到達(dá)一、二、四樓，從四樓能到達(dá)一、二、三樓。各樓層的定位采用延時(shí)控制，相鄰樓層間升降設(shè)定為2S。用單片機(jī)AT89C51來控制，軟件程序由匯編語言編寫。中國最早的一座電梯出現(xiàn)在上海，是由美國奧的斯公司于1901年安裝的。而今，我國電梯業(yè)已進(jìn)入了高速開展的時(shí)期。任何一座城市，商場、醫(yī)院、賓館、倉庫、住宅大樓等地方的電梯都被廣泛應(yīng)用著，直接與人們的生活息息相關(guān)，給人們的生活帶來了極大的便利，是一種必不可少的垂直運(yùn)輸交通工具。四層樓電梯控制系

3、統(tǒng)主要通過控制臺(tái)的兩個(gè)手動(dòng)按鍵控制整個(gè)電梯的升降，即：電梯上電之后，按下Start鍵后開始工作，逐層到達(dá)，按下Stop鍵后強(qiáng)制降至一樓，然后停止工作，直至再次按下Start鍵后重新恢復(fù)運(yùn)行。采用定時(shí)器中斷效勞程序?qū)崿F(xiàn)電梯升降過程中電梯間的升降請(qǐng)求，中斷效勞程序每10ms一次檢查所有按鍵狀態(tài)，并記錄在相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，同時(shí)控制相應(yīng)的指示燈。硬件的設(shè)計(jì)要考慮多方面，以自己設(shè)計(jì)的目的為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的方案。溫度采集顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要硬件和軟件的配合、補(bǔ)充，軟件編寫要和硬件電路相對(duì)應(yīng)，這樣才能完成預(yù)期的效果。關(guān)鍵詞：單片機(jī);匯編語言;AbstractDiscussed in this article

4、is based on the AT89C51 single-chip microcomputer four floor elevator control system, it can control the elevator from the first floor to reach two or three, four floor, two from the floor to reach from the third floor, three or four floor, can reach one or two, four floor, four from the floor, can

5、reach one or two, the third floor. Each floor is positioned by a time delay control, adjacent floor lift is set to 2S. Using single-chip AT89C51 to control, software procedures prepared, by the assembly language.The earliest Chinese an elevator appeared in Shanghai, the United States in 1901 by Otis

6、 installed. Now, Chinas elevator already entered the period of high speed development. Any city, shopping malls, hospitals, hotels, warehouses, residential buildings and other parts of the elevator are widely used, directly related to peoples lives, to peoples lives has brought great convenience, is

7、 a kind of indispensable vertical transportation. The four floor elevator control system mainly through the consoles two manual button control of the elevator lifting, namely: elevator power on, press the Start key to start work, layer-by-layer arrive, press the Stop key forced down one floor, then

8、stopped working, until again presses the Start key to resume after operation. Using the timer interrupt service procedures for the realization of elevator lifting process of elevator lifting request, the interrupt service program every 10ms time to check all the keys, and recorded in the correspondi

9、ng storage unit, and control the corresponding indicating lamp. Hardware designs will consider numerous, to design for the purpose of the starting point, design and reasonable. The household appliance to the design of hardware and software support and complement to write to the software and hardware

10、 circuit, in this way can the intended effect. Keywords ： monolithic integrated circuits; the assembler language; 第一章 前言拋開一些復(fù)雜的概念，單片機(jī)在我們的生活中觸手可及，尤其是在智能儀表、實(shí)時(shí)控制、機(jī)電一體化、辦公機(jī)械、家用電器等方面擁有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。畢業(yè)設(shè)計(jì)注重于對(duì)單片機(jī)的理解與應(yīng)用，明白單片機(jī)的工作原理，以便以后單片機(jī)領(lǐng)域的開發(fā)和研制打下根底，提高自己的設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，豐富自己的知識(shí)理論，做到理論和實(shí)際相結(jié)合。能進(jìn)一步了解單片機(jī)的工作原理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)。理

11、解單片機(jī)的接口技術(shù)，中斷技術(shù)，存儲(chǔ)方式，時(shí)鐘方式和控制方式，這樣才能更好的利用單片機(jī)來做有效的設(shè)計(jì)，提高自己的綜合能力。電梯，是現(xiàn)代社會(huì)的一種必不可少的垂直運(yùn)輸交通工具。它能自動(dòng)登記廂內(nèi)的選層指令和廂外的召喚指令，關(guān)門起動(dòng)運(yùn)行，同向逐一應(yīng)答。當(dāng)無指令時(shí)，關(guān)門返回基層，當(dāng)某一層有召喚指令時(shí)再起動(dòng)應(yīng)答。畢業(yè)設(shè)計(jì)是三年大專教學(xué)方案中最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和擴(kuò)展，是鍛煉我們分析問題、解決問題，提高綜合能力的重要階段，為我們今后從事實(shí)際的工作打好根底。畢業(yè)設(shè)計(jì)分為兩個(gè)局部，硬件局部和軟件局部。硬件局部介紹：四層樓電梯硬件電路的設(shè)計(jì)，單片機(jī)AT89C51的功能和其在各電路中的作用。其

12、中的作用包括單片機(jī)AT89C51的管腳結(jié)構(gòu)和每個(gè)管腳的作用及各自的連接方法。軟件局部介紹：采用單片機(jī)匯編語言，結(jié)合單片機(jī)AT89C51的功能和其在三個(gè)主要電路中的作用進(jìn)行設(shè)計(jì)編寫。對(duì)軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試，讓其協(xié)調(diào)工作，加上修改和檢查，最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 四層樓電梯控制系統(tǒng)的硬件主要由萬能板，AT89C51單片機(jī)，CD4511譯碼器，數(shù)碼管，LED發(fā)光二極管，按鍵開關(guān)，電阻器、二極管、非門、與門、或門、電容、晶振、加熱絲等組成。2.2 AT89C51單片機(jī)芯片的介紹單片機(jī)概述 單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(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CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器R

13、AM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2.2.2 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(chǔ)器FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory的低電壓，高性能CMOS 8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(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技

14、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(chǔ)器組合在單個(gè)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。AT89C51引腳圖 VCC：供電電壓GND：接地P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)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(chǔ)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)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器

15、能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)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)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)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。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出

16、其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)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，它們被內(nèi)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。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST引腳上兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)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(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用

17、作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)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(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，那么在此期間外部程序存儲(chǔ)器0000H-FFFFH，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 各樓層電梯外電路的設(shè)計(jì)電路

18、如下列圖，R52、R55、R56、R59、R60和R62P1.5變?yōu)榈碗娖?。電容C51C56的作用是消除抖動(dòng)和抗拒干擾。各樓層電梯外P1.5連接。P0.5連接。每個(gè)發(fā)光二極管通過一只阻值為470的限流電阻接電源VCC，這樣流經(jīng)發(fā)光二極管的電流約為7.5mA，有適當(dāng)?shù)牧炼?，同時(shí)單片機(jī)的端口在不加驅(qū)動(dòng)的情況下可以承受。 電梯內(nèi)電路的設(shè)計(jì) 電路如下列圖，上拉電阻R11R14和電容C11C14的作用均同上。P2.3連接。 控制臺(tái)電路的設(shè)計(jì) 電路如下列圖，發(fā)光二極管Power是電源指示燈，用以顯示供電是否正常。DISP是英寸共陰極數(shù)碼管，用來顯示當(dāng)前的樓層。采用CD4511作為譯碼器，經(jīng)R31R37阻值

19、為470對(duì)數(shù)碼管限流。UP、DOWN兩只發(fā)光管用來顯示電梯運(yùn)行的方向。 單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)電路如下列圖，單片機(jī)采用ATMEL公司的AT89C51，晶體振蕩器選6MHz，CS1、CS2為30pF瓷片電容，與晶體振蕩器構(gòu)成時(shí)鐘電路。電容CS3、電阻RS1、RS2和按鍵RESET構(gòu)成上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位電路。第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 控制方案的設(shè)計(jì) 1電梯上電后，電梯的起始位置為一樓，等待控制臺(tái)Start按鍵按下，數(shù)碼管顯示“1”。 2當(dāng)Start按鍵按下后，電梯開始向上運(yùn)動(dòng)，控制臺(tái)的上升指示燈UP亮。2s后到達(dá)二樓，數(shù)碼管顯示“2”，并在二樓停留5s，然后繼續(xù)上升。每層樓停留5s，直到到達(dá)四樓。在四

20、樓停留5s后開始下降，控制臺(tái)的下降指示燈DOWN亮。每層樓停留5s，直到到達(dá)一樓。然后重復(fù)上述過程。 3如果在一個(gè)上下循環(huán)中按下過Stop鍵，電梯下降到一樓后停止工作。直到再次按下Start鍵后重新恢復(fù)工作。 45s定時(shí)由定時(shí)器T0和R2一起完成。T0定時(shí)100ms，每100ms中斷一次。在中斷效勞程序中將R2加1.當(dāng)R2加到50時(shí)，中斷了50次，50*100ms=5s，即完成5s定時(shí)。 5定時(shí)器T1定時(shí)10ms。每10ms中斷一次，在中斷效勞程序中檢查一次Stop鍵是否按下，如果按下停止T1計(jì)時(shí)TR1，并將R3置為非0程序中向R3寫#0FFH。電梯下降到一樓時(shí)檢查R3中的內(nèi)容，如果不是0就停

21、止工作。 6存儲(chǔ)單元分配：20H電梯外上升請(qǐng)求：1樓 2樓 3樓 4樓21H電梯外下降請(qǐng)求：1樓 2樓 3樓 4樓22H電梯內(nèi)目標(biāo)樓層請(qǐng)求：1樓 2樓 23樓 4樓20H22H：0=無請(qǐng)求 1=有請(qǐng)求堆棧棧底：70H單元 T1中斷效勞程序中6EH單元保護(hù)累加器A的內(nèi)容30H、31H單元分別臨時(shí)存放P1、P3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 3.2 主程序的設(shè)計(jì)主程序流程圖 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH AJMP TIME ORG 001BH AJMP TIME1 START: MOV TMOD,#11H MOV

22、IE,#8AH MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H MOV TH1,#0ECH MOV TL1,#78H SETB TR0 MOV SP,#6FH MOV R3,#0 MOV P3,#1FH JB P1.7,$ SETB TR1 UP1: MOV A,20H ORL A,21H ORL A,22H ANL A,#0EH JZ UP1 ACALL DLY UP2: MOV P3,#2FH JB 20H.1,UP21 JB 22H.1,UP21 SJMP UP22 MOV R2,#0 CJNE R2,#50,$ UP22: MOV A,20H ORL A,21H ORL A,22

23、H ANL A,#0CH JNZ UP23 AJMP DOWN22 ACALL DLY UP3: MOV P3,#3FH JB 20H.2,UP31 JB 20H.2,UP31 SJMP UP32 MOV R2,#0 CJNE R2,#50,$ UP32: MOV A,20H ORL A,21H ORL A,22H ANL A,#08H JNZ UP33 AJMP DOWN32 ACALL DLY UP4: MOV P3,#4FH MOV R2,#0 CJNE R2,#50,$ UD4: MOV A,20H ORL A,21H ORL A,22H ANL A,#07H JNZ DOWN4 AJ

24、MP UD4 ACALL DLY DOWN3: MOV P3,#3FH JB 21H.2,DOWN31 JB 22H.2,DOWN31 SJMP DOWN32 CLR MOV R2,#0 CJNE R2,#50,$ DOWN32:MOV A,20H ORL A,21H ORL A,22H ANL A,#03H JNZ DOWN33 AJMP UP32 ACALL DLY DOWN2: MOV P3,#2FH JB 21H.1,DOWN21 JB 22H.1,DOWN21 SJMP DOWN22MOV R2,#0CJNE R2,#50,$ DOWN22:MOV A,20H ORL A,21H O

25、RL A,22H ANL A,#01H JNZ DOWN23 AJMP UP22 ACALL DLY DOWN1: MOV P3,#1FH MOV R2,#0 CJNE R2,#50,$ CJNE R3,#0,DOWN12 AJMP UP1 AJMP S1 3.3 定時(shí)器T0中斷程序的設(shè)計(jì) 5s定時(shí)，R2作為計(jì)數(shù)器。TIME: MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H INC R2 RETI3.4 定時(shí)器T1中斷程序的設(shè)計(jì)記錄Stop鍵是否曾經(jīng)按下過，R3作為標(biāo)志。定時(shí)器T1中斷程序流程圖TIME1: MOV TH1,#0ECH MOV TL1,#78H MOV 6EH,A MOV

26、 30H,P1 MOV 31H,P3 JB P1.6,TIME2 MOV R3,#0FFH MOV 20H.#0 MOV 21H,#0 MOV 22H,#0 MOV 30H,#0FFH MOV 31H,#FEH CLR TR1TIME2: MOV A,30H CPL A ANL A,#07H ORL 20H,A MOV A,30H CPL A ANL A,#07H ORL 20H,A MOV A,20H CPL A ANL A,#07H MOV 32H,A MOV A,30H CPL A ANL A,#38H RR A RR A ORL 21H,A MOV A,21H CPL A ANL A,

27、#0EH RL A RL A ORL 32H,A MOV A,P0 ANL A,#0C0H ORL A,32H MOV P0,A MOV A,31H ANL A,#0FH ORL 22H,A MOV A,22H CPL A MOV P2,ATIME3: MOV A,6EH RETI 第4章 系統(tǒng)調(diào)試AT89C51的SoftICE模式下的調(diào)試需要仿真器結(jié)合Keil uVision2的硬件仿真運(yùn)行。系統(tǒng)調(diào)試主要愛分為三步：設(shè)置SoftICE模式、設(shè)置仿真環(huán)境和程序調(diào)試。4.1 設(shè)置SoftICE模式使用Flash Magic軟件設(shè)置AT89C51進(jìn)入SoftICE模式，運(yùn)行Flash Magic軟件，在“DE-VICE中選擇AT89C51單片機(jī)，點(diǎn)擊“ISP菜單，選擇“Enable SoftICE即可設(shè)置單片機(jī)進(jìn)入SoftICE模式。4.2 設(shè)置仿真環(huán)境 程序的仿真在K