學畢業(yè)論文 0 智能電梯控制模塊設(shè)計方案 1 緒論 課題背景 電梯進入人們的生活已經(jīng) 150 年了。一個半世紀的風風雨雨，翻天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升人類生活質(zhì)量的承諾。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進步。 150 年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新 手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運輸能力的優(yōu)勢；變速式自動人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時間；不 同外形 扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風姿，仍在繼續(xù)進行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠程監(jiān)控、主機節(jié)能、控制柜低噪音耐用，一款款集納了人類在機械、電子、光學等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。 中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，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天津利 順德酒店的電梯至今還在安全運轉(zhuǎn)著。 1951 年，黨中央提出要在天安門安裝一臺由我國自行制造的電梯，天津從慶生電機廠榮接此任，四個月后不辱使命，順利地完成了任務。十一屆三中全會后，沐浴著改革開放的春風，我國電梯業(yè)進入了高速發(fā)展的時期。在我國任何一個城市，電梯都在被廣泛應用著。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)展提供了強大的保障。電梯是高層建筑中安全、可靠、垂直上下的運載工具，對改善勞動條件、減輕勞動強度起到很大的作用。電梯的應用范圍很廣，可用于賓館、飯店、辦公大樓、商場、娛樂場所、倉庫以及居 民住宅大樓等。在現(xiàn)代社會中，電梯已成為人類必不可少的垂直運輸交通工具。 學畢業(yè)論文 1 電梯的應用 電梯是一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱 自動電梯 。服務于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15 的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。習慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運輸工具的總稱。按速度可分低速電梯（ 1 米 /秒以下）、快速電梯 (1 2 米 /秒 )和高速電梯 (2 米 /秒以上 )。 19 世紀中期開始采用 液壓電梯 ，至今仍在低層建筑物上應用。 1852 年，美國的 80 年代，驅(qū)動裝置有進一步改進，如電動機通過蝸桿傳動帶動纏繞卷筒、采用平衡重等。 19 世紀末，采用了摩擦輪傳動，大大增加電梯的提升高度 。 電梯的發(fā)展趨勢 綠色化：綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢。發(fā)展趨勢主要有如下：不斷改進產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導軌油漬污染的電梯。電梯曳引采用尼龍合成纖維曳引繩、鋼皮帶等無潤滑油 污染曳引方式。電梯裝璜將采用無（少）環(huán)境污染材料、電梯空載上升和滿載下行電機再生發(fā)電回收技術(shù)，安裝電梯將無需安裝腳手架，電梯零件在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境沒有影響（如剎車皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。 降低能耗：減少電梯能耗的措施是多方面的。主要包括：選擇減小電梯機械系統(tǒng)的慣性和磨擦阻力 ;合理運用對重和平衡重。驅(qū)動系統(tǒng)使用永磁同步無齒輪曳引機從永磁同步電機工作原理可知其勵磁是由永磁鐵來實現(xiàn)的 ,不需要定子額外提供勵磁電流 因而電機的功率因數(shù) ,可以達到很高（理論上可以達到 1）。同時永磁同步電機的轉(zhuǎn)子無 電流通過，不存在轉(zhuǎn)子耗損問題，一般比異步電機降低 45% 60%耗損。由于沒有效率低，高能耗蝸輪蝸桿傳動副，能耗進一步降低。在停站較少的群梯布置中，一個主機驅(qū)動兩個轎廂分別上下運行是一種節(jié)能的方案。而減少能耗的另一途徑是電梯運行過程的能耗控制。利用電梯空載上行、滿載下行時電機處以發(fā)電狀態(tài)的特性，將再生能量反饋給電網(wǎng)，這種節(jié)能措施在高速梯上效果顯著。還有一種節(jié)能方案將在軟件控制中得以實現(xiàn)。如建立實時控制的交通模式，盡量以較少的運行次數(shù)來運載較多的乘客，使電梯的停站次數(shù)減至最少。電梯召喚與轎廂指學畢業(yè)論文 2 令合一的樓層入口乘 客登記方案是電梯控制方式的一項革命性技術(shù)，使原來層站上乘客未知的目的層變得一目了然，從而使控制系統(tǒng)的派梯效率達到最高。減少運行過程能耗的另一措施是將電梯運行中的加減速度模式設(shè)置成變參數(shù)，即電梯控制系統(tǒng)中運行的速度、加速度以及加速度變化率曲線既隨運行距離變化，也隨轎廂負載變化 通過仿真軟件模擬，確定出不同樓層之間的最佳運行曲線。利用電梯機房在樓頂?shù)膬?yōu)勢，充分利用太陽能作為電梯的補充能源也將是新的研究課題。 智能化：隨著計算機技術(shù)，通訊技術(shù)與控制技術(shù)的發(fā)展使大廈的智能化成為現(xiàn)實，而電梯是智能建筑中的重要交通工具 ，其技術(shù)發(fā)展及智能化程度也倍受世人關(guān)注。智能化的電梯首先要與智能大廈中所有自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如與樓宇控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)等交互聯(lián)系，使電梯成為高效優(yōu)質(zhì)、安全舒適的服務工具。 從電梯運行的控制智能化角度講，要求電梯有優(yōu)質(zhì)的服務質(zhì)量 ,控制程序中應采用先進的調(diào)度規(guī)則，使群控管理有最佳的派梯模式?，F(xiàn)在的群控算法中已不是單一地依賴“乘客等候時間最短”為目標，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)的方法，將要綜合考慮的因素（即專家知識）吸收到群控系統(tǒng)中去，在這些因素中既有影響乘客心理的因素，也有對即將要發(fā)生的情 況作評價決策，是專家系統(tǒng)和電梯當前運行狀態(tài)組合在一起的多元目標控制。利用遺傳算法對客流交通模式及派梯規(guī)則進行優(yōu)化、自學習，實現(xiàn)電梯調(diào)度規(guī)則的進化，以適應環(huán)境的變化?！耙匀藶楸尽痹O(shè)計的電梯控制系統(tǒng)，將會使電梯的服務質(zhì)量越來越好。 設(shè)計目的 目前電梯控制系統(tǒng)大多采用繼電器或者可編程控制器（ 控制方式，存在著成本高，需要三相供電等缺點，本設(shè)計給出了一種基于單片機的電梯模型控制系統(tǒng)設(shè)計。以單片機為核心，再輔以適當?shù)挠布娐泛涂刂瞥绦騺頇z測和控制整個電梯的信號，具有成本低、通用性強、靈活性大、擴展容 易及易于實現(xiàn)復雜控制等優(yōu)點。本設(shè)計注重基本理論知識與實際情況的緊密結(jié)合，同時對學生獨立創(chuàng)新和分析問題的能力進行培養(yǎng)，加深對知識的理解，為以后的工作和學習打下堅實的基礎(chǔ)。 本設(shè)計完成的工作 1、設(shè)計電路模擬 8 層電梯運行 2、設(shè)置電梯的每一層按鍵，每按下一個按鍵有相應的二極管指示。 3、電梯具有向上還是向下指示，同時能顯示到了哪一層 4、電梯無人時，應默認停在第一層 5、自行構(gòu)建基于單片機的最小系統(tǒng)，完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計實現(xiàn)； 學畢業(yè)論文 3 2 總體方案設(shè)計 系統(tǒng)采用 片機作為核 心控制單元用于智能電梯系統(tǒng)的控制 ,該電梯裝有 1 個 8 8 點陣顯示器 ，顯示樓層和上下方向。 8 8 點陣顯示器 接到單片機的 接受信號，用于判斷是否上下和顯示樓層。系統(tǒng)總體的設(shè)計方框圖如圖 2示。 圖 2統(tǒng)總體方框圖 硬件設(shè)計 引言 由于電梯要運送客人到不同樓層，所以每一層都要有按鍵才可以滿足不同樓層顧客的需求。而且，電梯還要有人性化的顯示，如哪個按鈕按下了，就把它對應樓層按鈕的二極管點亮，還要有一個數(shù)碼管實時顯示電梯所在層數(shù) ，用 16 16 點陣顯示器件按數(shù)字轉(zhuǎn)換用來表示電梯當前的運行方向等等。而這些零碎的原件，又需要高效的芯片來控制，它們相互之間的物理連接問題這些就是本章所要敘述的硬件片機系統(tǒng) 諧振電路 復位電路 電梯顯示電路 電梯顯示按鍵 每一個樓層按鍵 每一個樓層顯示電路 學畢業(yè)論文 4 設(shè)計部分。 片機簡介 單片機 是一種集成 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 機存儲器 只讀存儲器 種 I/O 口和 中斷系統(tǒng) 、定時器 /計時器 等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、 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)成的一個小而完善的 微型計算機系統(tǒng) 。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件： 存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時 時鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。 單片機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機經(jīng)過 幾 代的發(fā)展，目前單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 能在增強，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。 單片機誕生于 20 世紀 70 年代末，經(jīng)歷了 大階段。 段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了 通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上， 微控制器（ 段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。 片機 (n 單片機是嵌入 式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向 段發(fā)展的重要因素，就是尋求應用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了 趨勢。隨著微電子技術(shù)、 計、 具的發(fā)展，基于 單片機應用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統(tǒng)。 眾多的單片機可以從不同角度進行分類。按單片機數(shù)據(jù)總線的位數(shù)分為 4學畢業(yè)論文 5 位， 8 位， 16 位， 32 位。 4 位單片機在整個單片機市場中所占的比例逐漸減小，它主要應用各種規(guī)模較小的家電類消費產(chǎn)品。 8 位單片機是目前世界上品種最為豐富 ，應用最為廣泛的單片機。 16 位單片機的操作速度及數(shù)據(jù)吞吐能力在性能上比 6 位單片機有較大提高。 32 位單片機在尋址能力，操作速度，運算能力，開發(fā)手段與環(huán)境方面大為增強。 單片機的應用范圍十分廣泛，主要的應用領(lǐng)域有：工業(yè)控制，單片機可以構(gòu)成各種控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。儀器表，如智能儀器，醫(yī)療器械，數(shù)字示波器等。計算機外部設(shè)備與智能接口，如傳真機，打印機等等 單片機在工業(yè)控制，智能家電，汽車電子，樓宇自動化，醫(yī)療器械方面都有應用，智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導航系統(tǒng)、家用電器常用的有驗鈔機，門禁系統(tǒng)，電子監(jiān)控， 變頻空調(diào)等等隨處可見 目前有能力進行單片機開發(fā)的人員是非常受企業(yè)歡迎的 ;這方面需求量是很大的 ，單片機是我們生活中不可缺少的，它不斷發(fā)達。 目前計算機硬件技術(shù)朝著巨型化，微型化和單片化三個方向發(fā)展。單片機代表著計算機技術(shù)的一個發(fā)展方向，自 1975 年美國德克薩斯儀器公司第一塊單片機芯片 世以來，在短短的 30 多年間，單片機技術(shù)已發(fā)展成為計算機技術(shù)的一個非?；盍Φ姆种В瑔纹瑱C在集成度，功能，性能，體系結(jié)構(gòu)等方面都得到了飛速發(fā)展。 學畢業(yè)論文 6 控芯片 選擇 該設(shè)計用了 片機這種單片機是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12 時鐘 /機器周期和 6 時鐘 /機器周期可以任主要特性如下： 增強型 8052 單片機， 6 時鐘 /機器周期和 12 時鐘 /機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 工作電壓： 5V 單片機） /3V 單片機）工作頻率范圍：0 40當于普通 8051 的 80際工作頻率可達 48戶應用程序空間為 8K 字節(jié)片上集成 512 字節(jié) 用 I/O 口（ 32 個），復位后為： 2/4是準雙向口弱上拉， 是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。 系統(tǒng)可編程） /應用可編程），無需專用編程器，無需 專用仿真器，可通過串口（ 接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 具有 能 具有看門狗功能共 3 個 16 位定時器 計數(shù)器。即定時器 部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 通用異步串 行口（ 還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 作溫度范圍： +85（工業(yè)級） /0 75（商業(yè)級） 裝 片機的工作模式 掉電模式：典型功耗 降沿移位寄存器 數(shù)據(jù)不變。（脈沖寬度： 5V 時，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級） 2 腳 )：上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。 (通常我將 為低電平， ) 當移位結(jié)束后，在 產(chǎn)生一個正脈沖（ 5于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級），更新顯示數(shù)據(jù)。 /G(13 腳 ): 高電平時禁止 輸出（高阻態(tài)）。如果單片機的引腳不緊張，用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時省力。 學畢業(yè)論文 11 注： 74164 和 74595 功能相仿，都是 8 位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器。 74164 的驅(qū)動電流 (25 74595(35要 小 14 腳封裝，體積也小一些。 74595 的主要優(yōu)點是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場合很有用處，數(shù)碼管沒有閃爍感。與 164 只有數(shù)據(jù)清零端相比， 595 還多有輸出端時能 /禁止控制端，可以使輸出為高阻態(tài)。 1)74164 和 74595 功能相仿，都是 8 位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器。 74164 的驅(qū)動電流 (25 74595(35要小 14 腳 封裝，體積也小一些。 2)74595 的主要優(yōu)點是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場合很有用處，數(shù)碼管沒有閃爍感。 3)595 是串入并出帶有鎖存功能移位寄存器，它的使用方法很簡單，在正常使用時 G 為低電平。從 輸入一位數(shù)據(jù)，串行輸 595 是串入并出帶有鎖存功能移位寄存器，它的使用方法很簡單，如下面的真值表， 在正常使用時 高電 平， G 為低電平。從 輸入一位數(shù)據(jù)，串行輸入時鐘 升沿有效一次，直到八位數(shù)據(jù)輸入完畢，輸出時鐘上升沿有效一次，此時，輸入的數(shù)據(jù)就被送到了輸 出端。入時鐘 升沿有效一次，直到八位數(shù)據(jù)輸入完畢，輸出時鐘上升沿有效一次，此時，輸入的數(shù)據(jù)就被送到了輸出端。其實看了這么多 595 的資料覺得沒什么難的關(guān)鍵是看懂其時序圖說到底就是下面三步 (引用 ): 第一步：目的：將要準備輸入的位數(shù)據(jù)移入 74據(jù)輸入端上。 方法：送位數(shù)據(jù)到 第二步：目的：將位數(shù)據(jù)逐位移入 74數(shù)據(jù)串入 方法： 生一上升沿，將 的數(shù)據(jù)移入 74 第三步：目的：并行輸出數(shù)據(jù)。即數(shù)據(jù)并出 方法： 生一上升沿，將由 已移入數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù) 送入到輸出鎖存器。 說明：從上可分析：從 生一上升沿（移入數(shù)據(jù)）和 生一上升沿 （輸出數(shù)據(jù)）是二個獨立過程，實際應用時互不干擾。即可輸出數(shù)據(jù)的 同時移入數(shù)據(jù)。而具體編程方法為如： 存放 3碼管顯示 “0” 引腳說明 符號 引腳 描述 7 15 ， 1， 7 并行數(shù) 據(jù)輸出 地 ,9 串行數(shù)據(jù)輸出 ,0 主復位（低電平） ,1 移位寄存器時鐘輸入 ,2 存儲寄存器時鐘輸入 ,3 輸出有效（低電平） ,4 串行數(shù)據(jù)輸入 ,6 電源 。 輸入 輸出 功能 學畢業(yè)論文 12 E S L L R 為低電平時緊緊影響移位寄存器 L L L L 空移位寄存器到輸出寄存器 H L L Z 清空移位寄存器，并行輸出為高阻狀態(tài) L H H 輯高電平移入移位寄存器狀態(tài) 0，包含所有的移位寄存器狀態(tài)移入，例如，以前的狀態(tài) 6（內(nèi)部 ）出現(xiàn)在串行輸出位。 L H n 移位寄存器的內(nèi)容到達保持寄存器并從并口輸出 L H 移位寄存器內(nèi)容移入，先前的移位寄存器的內(nèi)容到達保持寄存器并輸出。 H高電平狀態(tài) L低電平狀態(tài) 上升沿 下降沿 Z高阻 變化 無效 當 高電平， 低電平時，數(shù)據(jù)在 升沿進入移位寄存器，在 升沿輸出到并行端口。 學畢業(yè)論文 13 發(fā)光二極管及獨立按鍵 發(fā)光二極管： 50 年前人們已經(jīng)了解半導體材料可產(chǎn)生光線的基本知識，第一個商用二極管產(chǎn)生于 1960 年。 英文 光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內(nèi)部芯線的作用，所以 抗震性能好。 發(fā)光二極管如圖 2示。 圖 2發(fā)光二極管 發(fā)光二極管的核心部分是由 P 型半導體和 N 型半導體組成的晶片，在 P 型半導體和 N 型半導體之間有一個過渡層，稱為 。在某些半導體材料的 中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從 極流向陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關(guān)。 學畢業(yè)論文 14 獨立按鍵： 按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點式開關(guān)按鍵，如機械式開關(guān) 、導電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點式開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應按鍵等。前者造價低后者壽命長。 目前，微機系統(tǒng)中最常見的是觸點式開關(guān)按鍵。按鍵按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的定義與識別。 全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動提供與鍵對應的編碼，此外，一般還具有去抖動和多鍵、竄鍵保護電路。這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價格較貴，一般的單片機應用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤只簡單地 提供行和列的矩陣，其它工作均由軟件完成。由于其經(jīng)濟實用，較多地應用于單片機系統(tǒng)中。在本套設(shè)計中由于只需要幾個功能鍵，此時，可采用獨立式按鍵結(jié)構(gòu)。 獨立按鍵如圖 2示。 圖 2獨立按鍵 學畢業(yè)論文 15 獨立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占用一根 I/O 口線，每個按鍵的工作不會影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。獨立式按鍵的典型應用如圖 示。 獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口線，因此，在按鍵較多時， I/O 口線浪費較大，不宜采用。 片 機開發(fā)工具仿真簡介 本次設(shè)計中用了 司出版的 本，程序編譯時用了 司出品的 本，下載程序用了下載軟件 本。 介 51 是美國 司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強 大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ 這些部分組合在一起。運行 操作系統(tǒng)。如果你使用 C 語言編程，那么 乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 介 件是英國 司出版的 具軟件。它不僅具有其它 具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及 外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。 具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型有 2/16/18/24/30/8086 和 2010 年即將增加 列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 多種編譯器 。 學畢業(yè)論文 16 3 硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計 主控制模塊 主控制最小系統(tǒng)電路如圖 3示。 聯(lián)系 2235146028） 圖 3片主控電路圖 單片機的時鐘電路與復位電路設(shè)計 本系統(tǒng)采用 片機，要使單片機工作起來，就必須有電源，晶振，復位電路。本系統(tǒng)采用外部方式的時鐘電路復位的復位電路，如圖 3示。 圖 3鐘 電路圖 電梯按鍵電路 本系統(tǒng)模擬的是 8 層樓電梯，所以有 8 個按鍵，每一個按鍵對應一層樓。 8 個按鍵接在 如圖 3示。 學畢業(yè)論文 17 圖 3梯按鍵電路圖 樓層顯示和樓層指示電路圖 圖 3層顯示電路圖 本系統(tǒng)總共 8 層，如圖 3層顯示采用一位共陰 8 8 點陣顯示器 顯示，每個樓層按鍵按下指示燈為 8 個發(fā)光二極管如圖 3示。 學畢業(yè)論文 18 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計方案 主程序流程圖 電梯所處的狀態(tài)是整個程序成功運行的核心保證。在電梯每經(jīng)過一個樓層時，就會自動調(diào)用該函數(shù)，它的作 用是基于高效率、短時間、人性化的基礎(chǔ)上，合理智能的對電梯的運行進行調(diào)度，結(jié)合實際情況，最終得出電梯下一個目標停留樓層。其流程如圖 4示。 圖 4程序流程圖 由圖可知，程序中將實際情況分為四種情況來判斷：電梯上行且是去送人（即電梯此時位于底層，而高層有人呼叫要上樓）、電梯上行且是去接人（即電梯此時位于底層，而高層有人呼叫要下樓）、電梯下行且是去送人（即電梯此時位于高層，而低層有人呼叫要下樓）、電梯下行且是去接人（即電梯此時位于高層，而低層有人呼叫要上樓）。而這四種情況，也就包含了實際 電梯中的絕大部分情況。情況不同，分析的方法也當然不一樣。而首先，我們要了解電梯是如何得知此時它是上面四種的哪一種情況的呢？ 這可以分為兩個步驟：第一判斷電梯是上行還是下行；第二，判斷是去接人還是去送人。當然，第一個是最好判斷的，因為電梯在運行時，有兩個與樓層有關(guān)的變量，一個為當前所在樓層值，一個為目標樓層值，當電梯運行時，會讓這兩個值進行比較，若前者大于后者，就為下行，從而讓狀態(tài)變量清零（由于電路中上下行學畢業(yè)論文 19 的箭頭使用了非門，故在程序中，兩表示上下行的狀態(tài)變量清零時表示有效）；反之，當前者小于后者，即為上行，從 而上行變量清零。 至于是接人還是送人，是判別的難點。在此，巧妙地利用了兩個狀態(tài)變量 者等于所有上行按鍵和去幾層按鍵狀態(tài)變量的或，后者等于所有上行按鍵和去幾層按鍵狀態(tài)變量的或。由此可知，當上行按鍵和去幾層按鍵均為 0 時，電梯仍為上行狀態(tài)，那么此時，電梯的狀態(tài)肯定處于上樓接人的狀態(tài)中（即在高層，有人按了下行鍵）。反之，若它們中有一個為 1（且按鍵所處樓層高于當前電梯所在樓層，這個由其他函數(shù)來限定，防止電梯在上行過程中受已經(jīng)過樓層按鍵按下時的干擾），則電梯此時處于上樓送人狀態(tài)，就會執(zhí)行 對應的子程序。其他的與此同理。 電梯各情況下所對應的處理方法 在實際應用中，最簡單的情況莫過于電梯當前為閑置狀態(tài)，然后有一人按下按鍵呼叫，然后電梯便響應呼叫。但是，實際情況往往比這復雜的多，在第一個人按下按鍵電梯運行的過程中，還很有可能會有其他不同樓層的人按下不同的按鍵（上行或者下行）的情況發(fā)生。那么就必須得為電梯規(guī)定好一個特定的優(yōu)先級規(guī)則，讓其依據(jù)這個規(guī)則來運行，以免亂作一團。那么這個規(guī)則就必須要高效且人性化，在此，我們規(guī)定，當電梯上行時，均不理會那些按下行按鍵的顧客。并且，若在上行過程中，也 有人在某層按的是上行按鍵，但是電梯此時已經(jīng)走過了該層，那么電梯也絕對不會再選擇先下行接他。當然，當將高層上行的顧客送完后（此時一般來說電梯已經(jīng)處于高層了），電梯便會檢測下行按鍵，若更高層有人呼叫下行，則電梯會選擇先去響應他們，然后再下行的過程中依次響應按了下行處于等待中的顧客，最后這些顧客都送完后，再去相應那些電梯上行過程中，處于比電梯低的樓層卻按了上行鍵的顧客。 簡單地說，若電梯處于上行狀態(tài)，則在該過程中響應不同顧客的優(yōu)先級（或者電梯響應的先后順序）為：高層呼叫上行顧客 高層呼叫下行顧客 底層呼叫下行顧客 底層呼叫上行顧客。那么，當電梯通過程序運行得知到相應狀態(tài)后，又是如何具體的判斷當天所鎖定的目標樓層是否要變更呢？現(xiàn)以上行為例，加以詳細說明：上行，且是送人，比如電梯當前在二層，五樓有人呼叫上樓，那么它就要響應這一呼叫，從而把自己的目標樓層鎖定為五樓并向上運行，而在五樓呼叫后不久，四樓也有人呼叫上樓（且電梯此刻還未運行到六樓），那么在電梯運行中，沒經(jīng)過一個樓層，會做一次判決，因為四樓也有人呼叫，所以正常情況下，它應該在判決后將目標樓層定位四樓。而若四樓的顧客按下的是下行鍵，或者二樓的人按下呼叫鍵，電梯此時都 會暫時不予理會。部分程序代碼見附錄。 學畢業(yè)論文 20 總結(jié) 經(jīng)過幾十天的艱苦奮斗，我最終完成了畢業(yè)設(shè)計的基本要求。在大學的最后一個學期里，我學到了很多的知識和技能。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我掌握了做科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 首先，我學會了對相關(guān)文獻的檢索。隨著計算機的普及以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對文獻的檢索，收集資料的形式也變得越來越豐富。我們一方面可以利用學校圖書館資源，另一方面可以利用網(wǎng)絡(luò)來檢索資源，例如中國知網(wǎng) 方數(shù)據(jù)庫、百度文庫、豆丁文庫等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 其次，通過這次畢業(yè) 設(shè)計，培養(yǎng)了我的動手能力，使我進一步了解畢業(yè)設(shè)計的基本知識。鞏固了我的知識架構(gòu)體系，強化了我對大學期間所學到的基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的認識和理解，為今后的工作打下理論基礎(chǔ)。 最后，通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我懂得在遇到困惑和不解時要及時與老師和其他同學溝通，這樣才能更迅速地解決設(shè)計中遇到的問題，提供工作效率。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計不是一次簡簡單單地完成一個課題。它不僅讓我鍛煉了動手操