太好了怎么聯(lián)系原創(chuàng)

圖26 電梯模型外觀圖

1. (設(shè)計(jì))應(yīng)完成的主要內(nèi)容

基于單片機(jī)的電梯系統(tǒng)主要有信號(hào)檢測、聲光運(yùn)動(dòng)控制部分構(gòu)成，電梯可以實(shí)時(shí)進(jìn)行電梯位置檢測，控制信號(hào)檢測，并有相應(yīng)的聲光信號(hào)顯示，驅(qū)動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)電梯模型進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。電梯系統(tǒng)可以具有應(yīng)急保護(hù)功能，獨(dú)立供電模塊。

   基本功能：

（1）顯示:本設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)5層控制, 電梯運(yùn)行時(shí)應(yīng)有相應(yīng)指示燈亮，以示電梯正在上行或下行，實(shí)時(shí)顯示電梯所在樓層位置。

（2）升降控制:當(dāng)某層有呼叫有相應(yīng)呼叫信號(hào)顯示。電梯模型作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并準(zhǔn)確平層，當(dāng)有多人同時(shí)進(jìn)行電梯請(qǐng)求時(shí)，需要對(duì)請(qǐng)求信號(hào)排序。

（3）平層時(shí)呼叫信號(hào)消失，并進(jìn)行開門、關(guān)門操作，平層結(jié)束時(shí)給出提示信號(hào)。要求平均每層運(yùn)行時(shí)間不超過5秒。

（4）具備不可逆響應(yīng)的功能：電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫,下降途中只響應(yīng)下降呼叫,任何反方向呼叫均無效。電梯門不關(guān)上，啟動(dòng)電梯運(yùn)行無效。

擴(kuò)展功能：

（1）可采用遙控控制或感應(yīng)操作功能。

（2）出現(xiàn)意外情況時(shí)，要求電梯隨時(shí)能夠緊急停車、待命，并發(fā)出相應(yīng)的聲音通知外界。情況正常后重新恢復(fù)受控狀態(tài)。

（3）電梯系統(tǒng)能顯示當(dāng)前時(shí)間，同時(shí)可以通過鍵盤對(duì)系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定

（4）電梯采用獨(dú)立電源模塊

電梯是標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運(yùn)輸工具、是機(jī)電一體化的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。它涉及電子技術(shù)、機(jī)械工程、電力電子技術(shù)、微電腦技術(shù)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)和土建工程等多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩曳引式結(jié)構(gòu)。從電梯各構(gòu)件部分的功能上看，可分為八個(gè)部分：曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。

作為高層建筑物上下交通運(yùn)輸?shù)闹匾�設(shè)備，越來越多的機(jī)電專業(yè)將參與電梯技術(shù)方面的工作，為了掌握電梯的結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)就有必要把這龐大的集機(jī)械、電氣、傳感器于一體的產(chǎn)品模擬化，用PLC、單片機(jī)、微機(jī)、變頻器等控制手段去開發(fā)多功能應(yīng)用軟件，對(duì)提高學(xué)生的綜合應(yīng)用程序設(shè)計(jì)能力也將是非常有益和非常有效的。因此設(shè)計(jì)了一套完整的電梯控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以和任何自動(dòng)控制單元相連接作為下位機(jī)，也可以單獨(dú)使用作為一般主控系統(tǒng)，驗(yàn)證各種電梯調(diào)度算法。

目前，我國國產(chǎn)電梯大部分為繼電器、PLC控制方式以及單片機(jī)控制方式。

繼電-接觸系統(tǒng)：它的優(yōu)點(diǎn)是線路直觀，大部分電器均為常用電器，更換方便，價(jià)格較便宜。但是他觸點(diǎn)繁多，線路復(fù)雜，電器的電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作較慢，能耗高，機(jī)械動(dòng)作噪音大，而且可靠性差。繼電器控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定、故障率高，大大降低了電梯的舒適性、可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員的生活和工作帶來了很多不便，因而傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)的更新勢在必行。

PLC（可編程控制器）在電梯控制中得到了廣泛的應(yīng)目前。PLC在設(shè)計(jì)和制造上采取了許多抗干擾措施，使用方便，擴(kuò)展容易。它使用了梯形圖和可編程指令，易于掌握。電梯控制器通常由PLC實(shí)現(xiàn)基本能力，但是如果要實(shí)現(xiàn)電梯智能化，則PLC稍嫌不足。

單片機(jī)以其卓越的性能，得到了廣泛的應(yīng)用，已深入到各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)應(yīng)用在檢測、控制領(lǐng)域中，具有如下特點(diǎn)。

一、成本低。本電梯控制由于采用單片機(jī)代替了PLC作為主控芯片， 同時(shí)用PWM 驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)代替了變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)，從而導(dǎo)致整套系統(tǒng)成本很低。

二、高精度的重量檢測及顯示�；�于PLC的電梯模型雖然有重量檢測，但檢測精度較低。本電梯模型采用高精度的重量傳感器和測量電路， 配合設(shè)計(jì)優(yōu)良的數(shù)字處理軟件，從而能進(jìn)行高精度的重量檢測和顯示．

三、 可靠性好，適應(yīng)溫度范圍寬。單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，這是其它機(jī)種無法比擬的。

四、 易擴(kuò)展，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，控制功能強(qiáng)。單片機(jī)的邏輯控制功能很強(qiáng)，指令系統(tǒng)有各種控制功能用指令。

五、 可以很方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制。

六、 單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

電梯工業(yè)是極為重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其控制部分在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已實(shí)現(xiàn)了高度智能化，由于單片機(jī)具有體積小、線路簡單、無噪音、可靠性高、維護(hù)方便，同時(shí)能方便實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電梯的群控, 并通過通訊接口與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)接, 實(shí)施對(duì)電梯的監(jiān)控，因此利用單片機(jī)來對(duì)電梯進(jìn)行控制的開發(fā)顯得至關(guān)重要。本次設(shè)計(jì)了一種實(shí)用的模擬電梯控制器，配合相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬電梯的實(shí)時(shí)控制。

該設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89S52實(shí)現(xiàn)基本的簡易電梯模型，由于其功能的實(shí)現(xiàn)主要通過軟件編程來完成，那么就降低了硬件電路的復(fù)雜性，而且更能體現(xiàn)智能思維，AT89S52是低功耗、高性能的CMOS型8位單片機(jī)。片內(nèi)帶有8KB的Flash存儲(chǔ)器，且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫或用編程器編程。另外，AT89S52的指令系統(tǒng)和引腳與8051完全兼容，片內(nèi)有128B 的RAM、32條I/O口線、2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器、5個(gè)中斷源、一個(gè)全雙工串行口等，完全滿足該課題的需要。

作為小型化的電梯模擬裝置，其控制器的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循簡單可靠以及成本低、維護(hù)方便等原則�？刂破鞯奶幚砥鞑捎昧�8位單片機(jī)，外圍擴(kuò)展鍵盤采用矩陣鍵盤輸入、位置檢測采用反射式紅外光電傳感器，并配以LED顯示當(dāng)前運(yùn)行信息。電梯模擬器的機(jī)械部分采用了絲杠傳動(dòng)加直流電機(jī)配以減速齒輪驅(qū)動(dòng)，距離移動(dòng)十分精確，無運(yùn)行積累誤差。

總體設(shè)計(jì)框圖如下圖1：

本系統(tǒng)采用自帶2 路電源+5V、+12V分別對(duì)各部分電路供電：

電梯位置檢測采用反射式紅外線發(fā)射-接收器如下圖：

      

電機(jī)控制采用調(diào)節(jié)方波的占空比大小來控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制轎廂移動(dòng)高度。整個(gè)電機(jī)的運(yùn)行過程大致如圖所示：

數(shù)碼管顯示，設(shè)計(jì)中在轎廂和每個(gè)樓層中都設(shè)置了一個(gè)數(shù)碼顯示管，用來顯示當(dāng)前電梯所在的層數(shù)。由4511來驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管顯示電梯所到達(dá)的樓層數(shù)和電梯的運(yùn)行狀況。接線圖如下：

轎廂內(nèi)設(shè)緊急報(bào)警按鈕，當(dāng)電梯突然發(fā)生故障使轎箱內(nèi)的人被困時(shí)，可以通過按下緊急報(bào)警按鈕，使緊急報(bào)警燈亮同時(shí)發(fā)出音響信號(hào)，控制過程如下：

采用555做成的多諧振蕩器產(chǎn)生的方波信號(hào)來控制小功率的蜂鳴器工作，將555定時(shí)器的Vi1和Vi2接在一起可以接成施密特觸發(fā)器。我們把施密特觸發(fā)器的反相輸出端經(jīng)RC積分電路接回到它的輸入端，就構(gòu)成了多諧振蕩器。

基于單片機(jī)電梯控制系統(tǒng)

【摘要】本文介紹了以 80C51單片機(jī)為核心控制器件的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括課題概述、方案論證、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試等幾個(gè)部分。該系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制核心，通過掃描內(nèi)外按鍵按下與否引起的電平的改變，作為用戶請(qǐng)求信息發(fā)送到單片機(jī)，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，單片機(jī)根據(jù)樓層檢測結(jié)果控制電機(jī)停在目標(biāo)樓層。硬件部分主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、樓層檢測模塊、層位數(shù)碼管顯示、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵掃描模塊、報(bào)警模塊、上下行呼叫指示電路等部分組成。樓層檢測使用光電傳感器，電梯運(yùn)行到相應(yīng)樓層時(shí)，光電傳感器產(chǎn)生電平變化，送到單片機(jī)來確定樓層數(shù)，電動(dòng)機(jī)控制部分采用直流電機(jī)及H橋驅(qū)動(dòng)電路。軟件部分介紹了系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)思路、程序功能分析，著重介紹了主程序的邏輯結(jié)構(gòu)，還分別介紹了報(bào)警、演示功能、按鍵掃描、層位讀取、顯示、電梯控制邏輯等子程序的結(jié)構(gòu)和功能。軟件部分使用C語言，利用中斷方式來檢測樓層的檢測信息，并送到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。硬件設(shè)計(jì)簡單可靠，結(jié)合軟件，基本實(shí)現(xiàn)了五層電梯運(yùn)行的模擬。

【關(guān)鍵詞】AT89C51；直流電機(jī)；紅外傳感器；電梯控制；

前言

基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)

隨著人們生活水平的不斷提高和國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。各大城市建筑物在不斷向高層化發(fā)展。因此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(yùn)輸設(shè)備。

2008年奧運(yùn)會(huì)和2010年世博會(huì)在中國的舉辦，將有力的帶動(dòng)電梯革命的節(jié)能環(huán)保化發(fā)展，電梯產(chǎn)業(yè)的前景和走勢也隨著社會(huì)的需求悄然發(fā)生著改變。市場對(duì)新一代的綠色電梯、節(jié)能電梯和智能電梯的需求越來越旺盛。國內(nèi)外電梯企業(yè)順應(yīng)市場需要，加大研發(fā)投入，都準(zhǔn)備在未來新概念電梯產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占得先機(jī)。

電梯是集機(jī)械原理應(yīng)用、電氣控制技術(shù)、微處理技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)等多科學(xué)和技術(shù)分支于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑中永久垂直交通工具。電梯作為生產(chǎn)生活的典型運(yùn)載工具使用已十分普及，其控制信號(hào)類型多，關(guān)系復(fù)雜，要求的控制性能特別高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展高層建筑越來越多對(duì)電梯的運(yùn)行速度和控制性能也提出了更高的要求。而在我國于八十年代初至九十年代初投入使用的電梯,其中絕大部分采用繼電器—繼電器陣列結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)體積大、接線復(fù)雜、噪音大、觸點(diǎn)易磨損、故障率高、維護(hù)工作量大，已無法滿足現(xiàn)代社會(huì)的需要。

自上世紀(jì)80年代以來，微機(jī)控制系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，現(xiàn)已深人到我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方方面面，隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,使得以微機(jī)為核心的控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。尤其是單片機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用，其深度和廣度越來越大。微機(jī)應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的采用繼電接觸邏輯控制系統(tǒng)相比，具有很大優(yōu)越性，一方面，它使整個(gè)系統(tǒng)的體積減小，可靠性提高，使用壽命延長；另一方面，它還簡化了安裝調(diào)試和維護(hù)維修的工作量，使整個(gè)電梯的運(yùn)行成本降低。更突出的優(yōu)點(diǎn)是微機(jī)具有靈活的算術(shù)和邏輯運(yùn)算功能，具有很強(qiáng)的通信和可擴(kuò)展功能，實(shí)現(xiàn)更完善的自動(dòng)控制。

常用的微機(jī)控制主要的有兩種技術(shù)：基于PLC控制和基于單片機(jī)控制兩大技術(shù)�？删幊炭刂破鳎�是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)，它有良好的抗干擾性能，適應(yīng)很多工業(yè)控制現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)主要還是由可編程控制器控制。但是由于PLC的針對(duì)性較強(qiáng)，每一臺(tái)PLC都是根據(jù)一個(gè)設(shè)備而設(shè)計(jì)的，所以價(jià)格較昂貴。而單片機(jī)價(jià)格相當(dāng)便宜，也不像PLC那么有針對(duì)性，可以隨著設(shè)備的更新而不斷修改完善，更完美的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的升級(jí)�；�于單片機(jī)控制的電梯可以大大的降低成本而且運(yùn)行也較可靠，采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)老式電梯控制系統(tǒng)的改造無疑是最佳方案。由于單片機(jī)具有體積小、線路簡單、無噪音、可靠性高、維護(hù)方便,是一種少投入、高回報(bào)的方案。同時(shí)能方便實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電梯的群控,并通過通訊接口與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)接，實(shí)施對(duì)電梯的監(jiān)控。

在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸工具。

電梯作為垂直運(yùn)輸?shù)纳�降設(shè)備，其特點(diǎn)是在高層建筑物中所占的面積很小，同時(shí)通過電氣或其它的控制方式可以將乘客或貨物安全、合理、有效地送到不同的樓層�；�于這些優(yōu)點(diǎn)，在建筑業(yè)特別是高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。

電梯的存在，使得每幢大型高樓都可以成為一座垂直的城市。在紐約的前世界貿(mào)易中心大樓里，除每天有5萬人上班外，還有8萬人次的來訪和旅游，因此250臺(tái)電梯和75臺(tái)自動(dòng)扶梯的設(shè)置和正常運(yùn)行，才使得合理調(diào)運(yùn)人員、充分發(fā)揮大樓的功能成為現(xiàn)實(shí)。中國第一高樓、坐落在上海浦東的金茂大廈，高度420.5m，主樓地上88層，建筑面積220000㎡，集金融、商業(yè)、辦公和旅游為一體，其中60臺(tái)電梯、18臺(tái)扶梯的作用是顯而易見的。

20世紀(jì)初，美國出現(xiàn)了曳引式電梯，其結(jié)構(gòu)見圖1。從圖中可見，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，而另一端與對(duì)重連接，隨曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力，使轎廂與對(duì)重作一生一降的相反運(yùn)動(dòng)。顯然，鋼絲繩不用纏繞，因此鋼絲繩的長度和股數(shù)均不受控制，當(dāng)然轎廂的載重量以及提升的高度就得到了提高，從而滿足了人們對(duì)電梯的使用需求。因此，近一百年來，曳引電梯一直受到重視，并發(fā)展沿用至今。

1—轎廂  2—曳引輪  3—對(duì)重

在后來的幾十年里，電梯的自動(dòng)平層控制系統(tǒng)已經(jīng)通過變換電動(dòng)機(jī)級(jí)數(shù)的調(diào)速方法來調(diào)整電梯運(yùn)行速度的技術(shù)相繼研制成功，1933年，世界上第一臺(tái)運(yùn)行速度為6 m/s 的電梯被安裝在美國紐約的帝國大廈。

第二次世界大戰(zhàn)后，建筑業(yè)的發(fā)展促使電梯進(jìn)入了高峰發(fā)展時(shí)期，代表新技術(shù)的電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電梯領(lǐng)域的同時(shí)，陸續(xù)出現(xiàn)了群控電梯、超高速電梯。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管變流裝置越來越多地用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡化，性能提高。同時(shí)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制和開發(fā)，使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，通過控制電動(dòng)機(jī)定子供電電壓與頻率調(diào)整電梯運(yùn)行速度的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)研制成功，出現(xiàn)了交流變壓變頻（VVVF）調(diào)速電梯，開拓了電梯拖動(dòng)的新領(lǐng)域。1993年，日本生產(chǎn)了12.5m/s的世界最高速交流變壓變頻調(diào)速電梯，結(jié)束了支流電梯獨(dú)占高速電梯領(lǐng)域的歷史。

電梯發(fā)展到今天，在使用需求和新技術(shù)應(yīng)用方面都到了全面發(fā)展的時(shí)期。隨著智能化、信息化建筑的興起與完善，要求電梯不只是完成垂直運(yùn)輸?shù)幕�本功能，還應(yīng)以人為本，提高舒適度，特別從電梯運(yùn)行的控制智能化角度考慮，電梯的優(yōu)質(zhì)服務(wù)不再是單一的“時(shí)間最短”問題，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等方法，以期實(shí)現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式、合理的配置與使用、遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。

隨著科技的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，將使得將來電梯的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠、抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被機(jī)結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)將會(huì)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。

本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是以單片機(jī)為主控制器的電梯控制系統(tǒng)。本來電梯系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，由于能力和經(jīng)驗(yàn)有限，所以只能實(shí)現(xiàn)基本的功能如：層站呼叫、自動(dòng)停層、轎廂命令響應(yīng)等。通過單片機(jī)輸出電壓通過驅(qū)動(dòng)電路然后控制電梯拖動(dòng)。在此，本文以五層電梯為研究對(duì)象，選用51單機(jī)(該機(jī)芯片選為AT89S52)作為其控制器，研究微機(jī)控制梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)問題的提出、意義和文獻(xiàn)綜述，本課題研究的具體內(nèi)容包括以下四個(gè)方面：

（1）對(duì)電梯系統(tǒng)常用的控制方法的研究

（2）電梯控制系統(tǒng)硬件組成及其原理

（3）電梯的單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（4）電梯在信號(hào)傳輸中遇到的問題

2  方案論證

2.1 主控芯片選擇                          

方案一：多片單片機(jī)控制方案。這種方案是使用多片單片機(jī)，其中一片是作為主控制器，另外設(shè)置了轎廂控制系統(tǒng)，每層的控制系統(tǒng)分別由一個(gè)單片機(jī)控制，然后通過主控制器和副控制器之間的通訊，實(shí)現(xiàn)電梯系統(tǒng)的控制。這種方案的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單明了，各個(gè)系統(tǒng)之間相互獨(dú)立便于維護(hù)和修檢。所以根據(jù)功能要求需要選用5片AT89C2051單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)該電梯的功能。不過單片機(jī)之間的通訊較多，在目前通訊是個(gè)難點(diǎn)，可能導(dǎo)致電梯運(yùn)行過程不夠穩(wěn)定。

方案二 ：采用CPLD 器件作為控制中心，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作進(jìn)行統(tǒng)一管理，但這種方案要求平時(shí)有很多的知識(shí)積累和較強(qiáng)的專業(yè)水平，實(shí)現(xiàn)起來比較困難且器件較貴，不符合經(jīng)濟(jì)要求，而且升降電機(jī)的控制，運(yùn)行時(shí)間的測量、顯示等還需要單片機(jī)的配合。

方案三：一片單片機(jī)為主控制器的方案。MCU采用一個(gè)單片機(jī)控制所有的按鍵、數(shù)碼管顯示、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、傳感器的輸出信號(hào)等，并對(duì)以上所有信號(hào)進(jìn)行處理。這種方案的控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，只適用于較簡單的電梯控制系統(tǒng)，因?yàn)檫@次的設(shè)計(jì)的內(nèi)容是5層電梯控制系統(tǒng)，所以選用這種方案。單片機(jī)技術(shù)目前較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計(jì)簡單，成本低，可靠性高，結(jié)合軟件完全可以實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀況的簡單模擬。

權(quán)衡以上方案的分析，采用方案三。

方案一：采用金屬接近開關(guān)檢測電梯層數(shù)。在轎廂安裝金屬片，并在豎井各個(gè)樓層設(shè)置金屬接近開關(guān)，當(dāng)轎廂運(yùn)動(dòng)到特定位置，豎井上的金屬接近開關(guān)探測到金屬片，其輸出發(fā)生變化。單片機(jī)通過金屬接近開關(guān)輸出的變化知道電梯轎廂的位置。該方案安裝的金屬片會(huì)加重轎廂重量，并且金屬接近開關(guān)體積較大、安裝不便、成本較高。

方案二：采用紅外發(fā)射對(duì)管檢測電梯層數(shù)。在豎井各個(gè)樓層設(shè)置紅外發(fā)射對(duì)管。當(dāng)接通電源時(shí)，紅外線發(fā)射管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)轎廂運(yùn)動(dòng)到特定位置（即樓層位置），紅外線接收頭接收到紅外線輸出發(fā)生變化，單片機(jī)通過紅外線接收頭輸出的變化知道電梯轎廂的位置。該傳感器的響應(yīng)時(shí)間為2.5ms，且體積小、功耗低、容易安裝。

基于上述方案的分析，選擇方案二。

方案一：采用點(diǎn)陣式液晶顯示器（LCD）顯示各種相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息。點(diǎn)陣式液晶顯示器屬于低功耗器件，但其價(jià)格較貴。

方案二：采用傳統(tǒng)的7段數(shù)碼管（LED）顯示電梯實(shí)時(shí)所到的樓層。雖功耗大，但其軟件驅(qū)動(dòng)簡單，硬件電路調(diào)試方便，價(jià)格便宜，亮度大，能滿足本設(shè)計(jì)的要求。

以上兩種方案中，選擇方案二。

方案一：采用美國ISD公司的2590語音芯片，該語音芯片錄放時(shí)間為90 秒。ISD2500 系列具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。它的最大特點(diǎn)在于片內(nèi)E2PROM容量為480K，所以錄放時(shí)間長；有10個(gè)地址輸入端，尋址能力可達(dá)1024 位；最多能分600 段；設(shè)有OVF（溢出）端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)。

方案二：采用蜂鳴提示音提示當(dāng)轎箱到達(dá)所需的樓層時(shí)，蜂鳴器響，提示乘客到達(dá)了所需的樓層，另外可以作為緊急停止時(shí)的報(bào)警提示信號(hào)，其軟件驅(qū)動(dòng)、硬件電路調(diào)試非常簡潔方便，而且價(jià)格便宜，能滿足本設(shè)計(jì)的要求。

以上兩種方案中，選擇方案二。

方案一：采用步進(jìn)電機(jī)作為本設(shè)計(jì)的執(zhí)行元件，步進(jìn)電機(jī)在定位性能方面十分優(yōu)越。步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動(dòng)的形式，步進(jìn)電機(jī)不需要A/D 轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移。常用的步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一步，角度轉(zhuǎn)1.8°，在應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)可以同時(shí)完成兩個(gè)工作，其一是傳遞轉(zhuǎn)矩，其二是傳遞信息，升降精度很高。

方案二：采用直流電機(jī)作為本設(shè)計(jì)的執(zhí)行元件，直流電機(jī)工作是讓線圈始終交替地處于穩(wěn)定狀態(tài)和非穩(wěn)定平衡狀態(tài)，通過兩個(gè)半圓環(huán)形電樞將線圈的穩(wěn)定平衡狀態(tài)消除掉。這樣，載流線圈在磁場中就會(huì)一直地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。直流電機(jī)在高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的系統(tǒng)中經(jīng)常使用到。

此題目中電機(jī)要帶動(dòng)的負(fù)載較大，對(duì)升降精度要求不是很，所以采用方案二。

我們使用的是直流電機(jī)，比較以下兩種方案實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。

方案一：  小功率驅(qū)動(dòng)電路可以采用如圖2所示的H橋開關(guān)電路。UA和UB是互補(bǔ)的雙極性或單極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)，TTL電平。開關(guān)晶體管的耐壓應(yīng)大于1.5倍Us以上。當(dāng)四個(gè)功率開關(guān)全用NPN晶體管時(shí)，需要解決兩個(gè)上橋臂晶體管(BG1和BG3)的基極電平偏移問題。圖3中H橋開關(guān)電路利用兩個(gè)晶體管實(shí)現(xiàn)了上橋臂晶體管的電平偏移。但電阻R上的損耗較大，所以也只能在小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)中使用。

        圖2 H橋開關(guān)電路(Ⅰ)                        圖3 H橋開關(guān)電路(Ⅱ)                           

方案二：采用集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片L298，該芯片內(nèi)部包含有兩個(gè)集成H橋，能同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩路5到24 伏范圍電源的直流電機(jī)。                          

由于本系統(tǒng)只有一路直流電機(jī)，且功率較小，所以采用方案一中圖2方案。

本次設(shè)計(jì)的基本思想是采用AT89S52單片機(jī)作為核心，利用其豐富的I/O接口與外圍電路配合進(jìn)行控制。采用8位LED靜態(tài)顯示來實(shí)時(shí)顯示電梯所在樓層，并用4511來驅(qū)動(dòng)LED顯示。采用行列式鍵盤矩陣作為外呼內(nèi)選電路，由于是5層樓，故選用4×4矩陣鍵盤，鍵盤矩陣共16個(gè)按鍵，其中8個(gè)按鍵是各層樓外呼按鍵，5個(gè)表示電梯內(nèi)部的選擇鍵，另外設(shè)有緊急停止按鍵，啟動(dòng)按鍵和電梯演示按鍵。電梯狀態(tài)是通過兩個(gè)發(fā)光二極管顯示的，左邊燈亮表示電梯在向上運(yùn)行，右邊燈亮表示電梯在向下運(yùn)行，另設(shè)有一燈燈亮表示開門狀態(tài)，燈熄表示關(guān)門狀態(tài)。

電梯的系統(tǒng)PCB圖見附錄二圖22、圖23。

電梯模型效果圖如圖4所示：

總體方框圖如圖5所示：

圖5 總體方框圖

單片機(jī)采用ATMEL公司的AT89S52，最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路和時(shí)鐘電路兩部分，其中復(fù)位電路采用按鍵手動(dòng)復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位組合，電路如圖6（左）所示：其中9 腳為單片機(jī)的復(fù)位端，電容C5按鍵RESET構(gòu)成上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位電路。時(shí)鐘電路如圖3（右）所示：晶振采用的是12MHZ的，C1、C2為30p瓷片電容，XATL2和XATL1分別為單片機(jī)的18和19腳。

路

由于本電路所需按鍵較多，為了節(jié)省單片機(jī)的I/O口，故選用行列式鍵盤矩陣。本電路采用的是4×4鍵盤矩陣。電路如圖7 所示，P3.0-P3.7是接單片機(jī)的P3 端口，單片機(jī)采用行和列掃描法來判別這16個(gè)按鍵中哪個(gè)鍵按下，然后可根據(jù)每個(gè)按鍵的功能來通過單片機(jī)控制電梯的運(yùn)行。   鍵盤電路如圖7 所示：

各按鈕開關(guān)說明：

按鈕開關(guān)1：轎廂內(nèi)一樓呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān)2：轎廂內(nèi)二樓呼叫開關(guān)；

按鈕開關(guān)3：轎廂內(nèi)三樓呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān)4：轎廂內(nèi)四樓呼叫開關(guān)；

按鈕開關(guān)5：轎廂外二樓上呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān)6：轎廂外三樓上呼叫開關(guān)；

按鈕開關(guān)7：轎廂外四樓上呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān)8：轎廂內(nèi)五樓呼叫開關(guān)；

按鈕開關(guān)9：轎廂外二樓下呼叫開關(guān)；按鈕開關(guān)10：轎廂外三樓下呼叫開關(guān)；

按鈕開關(guān)11：轎廂外四樓下呼叫開關(guān) 按鈕開關(guān)12：轎廂外五樓上呼叫開關(guān)；

按鈕開關(guān)13：轎廂內(nèi)一樓呼叫開關(guān)；

按鈕開關(guān)14：演示功能按鍵；

按鈕開關(guān)15：緊急停止按鍵；

按鈕開關(guān)16：電梯啟動(dòng)按鍵。

數(shù)碼管顯示，電梯的基本功能具備顯示電梯當(dāng)前的樓層，所以設(shè)計(jì)中在轎廂和每個(gè)樓層中都設(shè)置了一個(gè)數(shù)碼顯示管，用來顯示當(dāng)前電梯所在的層數(shù)，由4511來驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管顯示電梯所到達(dá)的樓層數(shù)。接線圖如圖8所示，圖中共有六個(gè)數(shù)碼管并聯(lián)，通過對(duì)四根數(shù)據(jù)線進(jìn)行寫操作進(jìn)行樓層顯示。

在本次設(shè)計(jì)中電機(jī)正反轉(zhuǎn)用兩個(gè)發(fā)光管來表示，如圖9所示：用單片機(jī)的P1口做輸出口來驅(qū)動(dòng)發(fā)光管，其中L1亮表示電機(jī)正轉(zhuǎn)、L2亮表示電機(jī)反轉(zhuǎn)、L3亮表示電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)電梯開門。L3滅表示電梯關(guān)門，L3亮表示電梯開門，電梯運(yùn)行時(shí)L1和L2必須有一個(gè)亮，來表示電梯的上行和下行。

本系統(tǒng)采用L7805穩(wěn)壓電路提供電壓+5V，對(duì)各部分電路供電，電源可以采用USB接口的方式輸入，也可以采用標(biāo)準(zhǔn)的電源輸入頭輸入，另外電源可以直接通過P13口對(duì)電機(jī)進(jìn)行供電。

在降壓電路中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1、輸入輸出壓差不能太大，太大則轉(zhuǎn)換效率急速降低，而且容易擊穿損壞；

2、輸出電流不能太大，1.5A 是其極限值。大電流的輸出，散熱片的尺寸要足夠大，否則會(huì)導(dǎo)致高溫保護(hù)或熱擊穿；

3、輸入輸出壓差也不能太小，太小效率很差。

在豎井各個(gè)樓層設(shè)置紅外發(fā)射接收管，在轎廂上下運(yùn)動(dòng)的過程當(dāng)中紅外線發(fā)射管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)轎廂運(yùn)動(dòng)到特定位置，豎井上的紅外線接收頭收到紅外線，其輸出發(fā)生變化。單片機(jī)通過紅外線接收頭輸出的變化知道電梯轎廂的位置。

        

圖11所示為反射式紅外線發(fā)射-接收器的示例。調(diào)整發(fā)射管的限流電阻（200 Ω），可以調(diào)整靈敏度，但是注意不能讓電流超過50mA，以免燒毀發(fā)射管。輸出側(cè)的10k電阻是提供“0”電平時(shí)的接地電阻，如果電路里已經(jīng)有信號(hào)輸入的接地電阻，則可以省略本處的10kΩ電阻。此電阻阻值不能太小，否則高電平輸出會(huì)達(dá)不到3.5V以上。只要在紅外線發(fā)射－接收管前插入一件對(duì)紅外光有反射作用的物質(zhì)，圖示的輸出端口“OUT”的電平立即從低變成高。只要在紅外線發(fā)射－接收管前插入一件對(duì)紅外光有無反射作用的物質(zhì)，圖示的輸出端口“OUT”的電平立即從高變成低。如果該反射或無反射物質(zhì)是循環(huán)連續(xù)動(dòng)作的話，就是一種非常好的無觸點(diǎn)信號(hào)源位置檢測。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分采用常用的H橋電路，如下圖所示。在P2.4口輸入PWM信號(hào)對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行選通，通過調(diào)節(jié)PWM的占空比，實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程的加速和減速的過程，從而完成電機(jī)的停止、平層操作。P2.5口為電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，當(dāng)P2.5為高電平時(shí)，Q3、Q2管導(dǎo)通，并通過電機(jī)構(gòu)成回路，實(shí)現(xiàn)電梯的反轉(zhuǎn)，當(dāng)其為低電平時(shí)，Q1、Q4管導(dǎo)通，通過電機(jī)構(gòu)成了H橋的另一邊反向回路，實(shí)現(xiàn)了電梯的正轉(zhuǎn)，從而完成電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。驅(qū)動(dòng)電路PCB圖見附件二圖24、圖25。

仿真圖如圖13所示：

由于此部分只要求每層顯示上下標(biāo)志，所以我們采用一般的發(fā)光二級(jí)管。此外，由于一樓和五樓只能分別上和下，故我們在一樓和五樓都只安裝一個(gè)發(fā)光二級(jí)管。由于單片機(jī)IO口資源有限，我們通過74HC573鎖存器實(shí)現(xiàn)電梯外部的八個(gè)發(fā)光二極管與矩陣鍵盤的P3口復(fù)用，通過P0.6選通，當(dāng)需要對(duì)八個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行操作時(shí)，需要先將P0.6置1進(jìn)行選通，改變P3口數(shù)值，再置0對(duì)P3進(jìn)行鎖存。其電路如圖14：

轎廂內(nèi)設(shè)緊急報(bào)警按鈕，當(dāng)電梯突然發(fā)生故障使轎箱內(nèi)的人被困時(shí)，可以通過按下緊急停止按鈕，清除所有呼叫信號(hào)，并將電梯直接運(yùn)行至一樓，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于這個(gè)部分要求電梯的任何運(yùn)行狀況下都要有效，為保險(xiǎn)起見，我們將此作為一個(gè)獨(dú)立的模塊。

      

4 軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)由于采用鍵盤矩陣來代替外呼內(nèi)選按鈕，而電梯的運(yùn)行方向是根據(jù)這些呼叫按鍵和選擇按鍵來決定的，所以單片機(jī)要不斷的掃描鍵盤來獲取各層呼叫狀態(tài)，從而控制電梯的運(yùn)行。故鍵盤矩陣掃描是本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重要一部分，另外要把鍵盤掃描到的各層的按鍵信息存儲(chǔ)起來，然后和電梯的運(yùn)行狀態(tài)比較，判斷是否響應(yīng)各層呼叫，當(dāng)電梯到達(dá)目的樓層時(shí)電機(jī)停止，此時(shí)即可進(jìn)、出乘客，乘客進(jìn)入電梯之后可選擇去哪一層，然后電梯根據(jù)乘客的選擇判斷去哪一層，繼續(xù)運(yùn)行。通過單片機(jī)控制電梯在上升過程中只響應(yīng)上升呼叫，下降過程中只響應(yīng)下降呼叫。

由于本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，其中主程序部分主要完成系統(tǒng)的初始化，如中斷方式的設(shè)置，開中斷等。在中斷子程序中完成樓層檢測等，其它的如數(shù)碼管的顯示，鍵盤的響應(yīng)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的控制，延時(shí)等均由相應(yīng)的子程序來完成。

軟件設(shè)計(jì)思想：采用模塊化的分層次設(shè)計(jì)方法，將軟件系統(tǒng)功能由多個(gè)實(shí)現(xiàn)單一功能的子程序?qū)崿F(xiàn)。通過調(diào)用不同的子程序，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜功能控制。這樣便于調(diào)試、修改。軟件編程是實(shí)現(xiàn)多功能、智能化、操作方便的關(guān)鍵。在本設(shè)計(jì)中，可以把程序的各部分相互結(jié)合起來，達(dá)到完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)的功能。

根據(jù)系統(tǒng)要求，電梯的程序應(yīng)滿足以下要求：

（1）初始化程序使數(shù)碼管顯示“1”表示電梯處在一樓，等待人進(jìn)入電梯；

（2）主程序主要包括：

①判斷乘客進(jìn)入電梯后選擇去哪一層，根據(jù)判斷情況來控制電梯運(yùn)行，到達(dá)目標(biāo)樓層后相應(yīng)的呼叫指示燈熄滅；

②電梯在運(yùn)行過程中要不斷的掃描鍵盤，從而來判斷各樓層有無呼叫請(qǐng)求，并點(diǎn)亮相應(yīng)的呼叫指示燈；

③設(shè)置演示功能按鍵、緊急停止按鍵、啟動(dòng)按鍵；

④實(shí)時(shí)顯示電梯所在位置及運(yùn)行狀態(tài)（上行/下行）；

⑤開關(guān)門有一定的延時(shí)來保證乘客走出/進(jìn)入電梯；

主程序流程圖如圖16所示。

5 系統(tǒng)測試

由于所設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)包括軟件和硬件兩部份, 仿真時(shí)先對(duì)軟件進(jìn)行編譯，然后再將已編譯無誤的軟件結(jié)合硬件在一起進(jìn)行仿真，完成整個(gè)系統(tǒng)的仿真工作。

在軟件調(diào)試中，采用keil仿真軟件進(jìn)行程序調(diào)試。首先分別調(diào)試各個(gè)功能程序，再對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行調(diào)試，以便修改錯(cuò)誤碼。具體的調(diào)試方法如下：

首先在keil軟件中選擇AT89C51作為CPU，將晶振頻率設(shè)置為12MHZ，然后新建一個(gè).c文件，將各個(gè)功能程序錄入，先檢查程序有無明顯錯(cuò)誤，保存過后編譯程序，當(dāng)有錯(cuò)誤時(shí)就根據(jù)提示加以修改，當(dāng)各個(gè)功能程序編譯完成后，再對(duì)整個(gè)程序全速執(zhí)行，查看程序有哪些地方出現(xiàn)錯(cuò)誤，對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤提示逐步調(diào)整程序，糾正錯(cuò)誤直到程序正確無誤，調(diào)試結(jié)束后軟件調(diào)試界面如下：

硬件仿真使用的是Proteus7.5.SP3，Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，它可以仿真 51 系列、AVR，PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路（如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件.）。

首先利用Proteus中的器件庫完成電路的連接，如下圖所示：

然后右鍵AT89C51再左鍵，出現(xiàn)“Edit Componet”, 在 Program File 中單擊 出現(xiàn)文件瀏覽對(duì)話框，找到test.hex 文件，單擊確定.完成添加文件，單擊 OK 退出。單擊仿真按鈕，開始仿真，按下Start，系統(tǒng)開始工作，通過按F1—F5及各樓層按鍵，電梯都能完成請(qǐng)求，基本實(shí)現(xiàn)了電梯運(yùn)行的模擬。

電梯按某方向運(yùn)行時(shí)，優(yōu)先響應(yīng)該運(yùn)行方向的按鈕；

測試初始時(shí)，轎箱位于一樓，按下二樓，三樓的上下按呼叫，和四樓的向下呼叫。按鍵順序可隨意。

測試結(jié)果：               

表1  方向優(yōu)先測試           

結(jié)論：系統(tǒng)在向上運(yùn)行時(shí)候，優(yōu)先相應(yīng)各樓層的向上呼叫信號(hào)，不響應(yīng)向下的呼叫信號(hào)，向下運(yùn)行時(shí)相反，符合設(shè)計(jì)要求。

同一方向有多個(gè)按鈕呼叫時(shí)，優(yōu)先響應(yīng)最近的樓層。測試初始時(shí)，電梯位于任一層，如二樓。此時(shí)三樓和四樓分別向上呼叫。測試結(jié)果：先響應(yīng)三樓呼叫，再響應(yīng)四樓呼叫。

結(jié)論：電梯具有距離優(yōu)先響應(yīng)的功能，當(dāng)多層同方向呼叫，首先響應(yīng)距離當(dāng)前樓層較近的呼叫，符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

各按鈕呼叫時(shí)指示燈顯示正常，電梯響應(yīng)該按鈕的呼叫后，其指示燈應(yīng)自動(dòng)熄滅。

測試條件：電梯位于1樓，進(jìn)入三人，其中一人要到3樓，另兩人到4樓。電梯運(yùn)行后，3樓和4樓有人向上呼叫，3樓有人向下呼叫到1樓。

測試結(jié)果：

表3  綜合測試           

測試結(jié)論：系統(tǒng)具有方向優(yōu)先、距離優(yōu)先的功能，基本模擬了實(shí)際電梯運(yùn)行，完成題目設(shè)計(jì)指標(biāo)。

測試條件：按下電梯啟動(dòng)按鍵，然后按下演示按鍵，當(dāng)電梯運(yùn)行至五樓，第二次按下演示按鍵。

測試結(jié)果：

表4 演示測試           

測試結(jié)論：該測試比較完整的演示了電梯具有的性能，實(shí)現(xiàn)了多層呼叫請(qǐng)求的排序，對(duì)電梯進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)測試了樓層以及運(yùn)行信息顯示，指示燈狀態(tài)信息的變化，經(jīng)測試，電梯實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)要求。

6 小結(jié)與展望

經(jīng)過認(rèn)真的選擇和設(shè)計(jì)，最終完成了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)大部分功能的電梯控制系統(tǒng)。電梯系統(tǒng)為模擬實(shí)用客運(yùn)電梯系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。它能實(shí)現(xiàn)實(shí)際客運(yùn)電梯系統(tǒng)的絕大部分功能，包括：門廳呼叫功能，轎廂內(nèi)選層功能，樓層實(shí)時(shí)顯示，電梯自動(dòng)開關(guān)門功能，智能初始化功能，緊急停車功能，系統(tǒng)演示功能。

通過這次課程設(shè)計(jì)，受益匪淺，對(duì)單片機(jī)在實(shí)物中應(yīng)用的能力得到很大的提高，首先是對(duì)整個(gè)電梯系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，在有限的IO口基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了諸多功能，對(duì)IO口管腳復(fù)用有了更深入的了解，對(duì)于電機(jī)學(xué)的知識(shí)也有了進(jìn)一步的鞏固和加深。單片機(jī)構(gòu)成一個(gè)控制系統(tǒng)后它的外圍電路、擴(kuò)展電路以及一些通訊都是至關(guān)重要的，只有完善單片機(jī)的外部電路才能保證單片機(jī)能正常有效的工作。其次完成了對(duì)單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)，對(duì)矩陣鍵盤、數(shù)碼管顯示、電機(jī)控制、電梯邏輯控制有了更深入的了解，也對(duì)調(diào)試代碼的方法積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。再次，而且在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，不僅在學(xué)習(xí)上有了很大的提高對(duì)于我的意志力也得到了很好的鍛煉。

雖然本電梯控制系統(tǒng)已能滿足基本的電梯運(yùn)行要求，但仍有許多需要改進(jìn)的地方：

（1）增加與微機(jī)通信的接口，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制，多臺(tái)電梯綜合控制由微機(jī)完成。

（2）優(yōu)化電梯選向功能，使之隨客流量的變化而改變，達(dá)到高效運(yùn)送乘客的目的。

（3）需輸入密碼才能乘電梯到達(dá)特殊檔層功能，且響應(yīng)改樓層呼叫時(shí)不響應(yīng)其他樓層呼叫。

（4）完善電梯各個(gè)模塊功能，如門控電機(jī)模塊，重力檢測模塊，電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)等系統(tǒng)，使電梯模型安全性更高，運(yùn)行更加穩(wěn)定。

我們相信，隨著科技的發(fā)展和更新，各種設(shè)備的控制器也在迅猛發(fā)展，以前的很多由PLC控制的工控設(shè)備已經(jīng)逐漸被單片機(jī)控制的工控設(shè)備代替，單片機(jī)將能夠更好的發(fā)揮其體積小，功能全、便于修改更新的優(yōu)點(diǎn)，成為將來電子控制器領(lǐng)域的魁首，而作為微處理器的重要領(lǐng)域，電梯控制系統(tǒng)將會(huì)像價(jià)格便宜、控制方便的單片機(jī)方向發(fā)展。

[1]  謝自美主編 《電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測試（第二版）》 華中科技大學(xué)出版社 2002年

[2]  李建忠編著 《單片機(jī)原理及運(yùn)用》  西安電子科技大學(xué)出版社  2001年

[3]  馮建華 趙亮編著 《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)》 人民郵電出版社  2004年

[4] 吳金戌 沈慶陽 郭庭吉《8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》清華大學(xué)出版社，2002

[5] 張齊 杜群貴著，《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》，電力工業(yè)出版社，2007.7

[6] 童詩白 華成英主編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 第三版》，高等教育出版社，2006.12

[7] 閻石主編，《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》，高等教育出版社，2007.11

[8] 譚浩強(qiáng)著，《C程序設(shè)計(jì) 第三版》，清華大學(xué)出版社，2006.6

[9] 李華主編，《MCS-5系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)》，北京航天航空出版社，2003.6

[10] 李惠昇，《電梯控制技術(shù)》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003

（1）徐愛鈞.智能化測量控制儀表原理與設(shè)計(jì)[M].（第2版）.北京航空航天大學(xué)出版社.2004.9

（2）余發(fā)山，王福忠.《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》.北京：中國礦業(yè)大學(xué)，2003

（3）何斌．電梯群控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[ D ]．南京理工大學(xué)，2006 ．

（4）王君明．電梯模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J ]。湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006．

（5）余兆棠，葉遠(yuǎn)呈，蕭仁理．電梯控制系統(tǒng)改良與實(shí)現(xiàn)[J]．電子測試，2006．

（6）金建峰，動(dòng)態(tài)測量建立曳引電梯的能耗仿真模型[J ]．機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2009．

（7）張漢杰，王錫仲，朱學(xué)莉．現(xiàn)代電梯控制技術(shù)[M]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001．

（8）架延?xùn)|．電梯控制技術(shù)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社．1997．

附錄二

器件清單 管腳說明

1

主要器件清單

（1）有機(jī)玻璃板一張（1.85m*1.25m）

（2）直射式紅外對(duì)管5個(gè)

（3）直流電機(jī)一個(gè)

（4）萬能板5*7cm 6塊 9*15cm 1塊

（5）電壓穩(wěn)壓器7805一片

（6）AT89S52

（7）12M晶振

（8）排阻4.7K,300Ω各一片

（9）按鍵開關(guān) 17個(gè)

（10）發(fā)光二極管30個(gè)

（11）8段數(shù)碼管6個(gè)。

（12）CD4511六片

（13）蜂鳴器一個(gè)。

（14）9012一個(gè)。

（15）TIP41、TIP42各兩個(gè)

（16）LM339二片

（17）74HC573一片

（18）電阻，電容若干

（19）排線若干

（20）杜邦頭、鐵芯若干

（21）其它（502、透明膠帶、熱融膠等）若干

管腳說明

（1）P0_0—P0_4 樓層檢測狀態(tài)

（2）P0_6    P3口復(fù)用功能選擇位

（74HC573片選位）

（3）P0_7                 蜂鳴器報(bào)警

（4）P1_0—P1_4 橋廂內(nèi)部按鍵指示燈5個(gè)

（5）P1_5—P1_6 電梯行駛方向標(biāo)志燈

（6）P1_7       橋廂開關(guān)門狀態(tài)燈

（7）P2_0—P2_3 樓層顯示數(shù)碼管

（8）P2_4—P2_7 步進(jìn)電機(jī)

（9）P3_0—P3_7 矩陣鍵盤（5個(gè)橋廂內(nèi)部按鍵，8個(gè)橋廂外部按鍵，啟動(dòng)、停止、演示各一個(gè)）

（10）P3（74HC573復(fù)用功能）橋廂外部按鍵指示燈8個(gè)

1

附錄三：系統(tǒng)PCB圖

圖22系統(tǒng)PCB圖

圖23 系統(tǒng)原理圖

2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板：

圖24電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖

圖25驅(qū)動(dòng)電路PCB圖

附錄四：電梯模型實(shí)物圖

圖27 電梯主系統(tǒng)板（正面）

圖28 電梯主系統(tǒng)板（反面）

圖29 樓層呼叫顯示電路板

圖30電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

附錄一：部分程序代碼

1.1 中斷邏輯子程序