基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計緒論1.1研究背景奧的斯電梯公司是目前世界上最大的最有名的電梯公司。1854年，在紐約水晶宮舉行重大的世界博覽會上，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——?dú)v史上第一部安全升降梯。[1]從此，電梯已被廣泛應(yīng)用于世界，名為奧的斯電梯公司開始了她的輝煌歷程。在過去的150年里，她已經(jīng)成為電梯公司的全球領(lǐng)導(dǎo)者。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(yùn)轉(zhuǎn)著。1951年，天津從慶生電機(jī)廠為天安門安裝了一臺我國自行制造的電梯。隨著時間的流逝，科技在不停的進(jìn)步和發(fā)展，理所應(yīng)當(dāng)?shù)碾娞菀苍诎l(fā)展和進(jìn)步，不管是在材質(zhì)、款式、顏色、規(guī)格等等方面都有了巨大的提升。電梯的載重量發(fā)生了很大的改變，隨著現(xiàn)代樓層的加高，電梯的適應(yīng)度也要更加高，加大了電梯的難度，但是先進(jìn)的技術(shù)使得電梯更好的運(yùn)行和使用。電梯控制系統(tǒng)是較復(fù)雜的一個大型系統(tǒng)，在計算機(jī)誕生的幾十年里，繼電器控制系統(tǒng)為電梯控制的發(fā)展做了巨大的貢獻(xiàn)，但在性能上和PLC還是有本質(zhì)上的差距。在科技的不斷發(fā)展下，單片機(jī)控制系統(tǒng)很快可以解決抗擾性，成為方便有效的電梯控制系統(tǒng)。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在需要大量勞動力才能推動發(fā)展的以前，從重物的搬運(yùn)來說，滑動運(yùn)行進(jìn)步到滾動運(yùn)行，節(jié)省了多少勞動力，節(jié)省了多少時間，這種進(jìn)步無疑是一種巨大的突破?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第3頁。在經(jīng)過一個半世紀(jì)的光陰流逝，無論在哪個方面，電梯設(shè)計都有了巨大的突破，從局部到整體，隨著電機(jī)的強(qiáng)化，輕盈，快速的電機(jī)逐漸問世，電梯從小負(fù)荷逐漸發(fā)展到大負(fù)荷，甚至是大型機(jī)型，電梯一直在發(fā)展，一直在進(jìn)步。中國的電梯協(xié)會預(yù)測，在即將到來的幾年內(nèi)，我國的電梯市場，不僅是國內(nèi)而且包括出口都將是全世界最大的電梯市場，因此對電梯進(jìn)一步的研究可謂是前景廣闊，不可小覷。自從改革開放以來，隨著我國城市化進(jìn)程的日益加快，房屋樓層的逐漸加高，甚至上百層，如果沒有電梯，那么高層建筑必將不可能。電梯已經(jīng)融入了我們的生活，電梯被廣泛應(yīng)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。因?yàn)殡娞莸母咝?、方便、快捷，所以電梯受到了大家的熱烈歡迎?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第3頁。在今日，電梯的設(shè)計種類很多，單片機(jī)控制，PLC控制，等等，總之無論是哪種控制，都將為人來帶來巨大的收益，是我們的生活簡單輕松，方便。1.3研究目的與意義電梯是隨高層建筑的興建而開始發(fā)展起來的一種垂直運(yùn)輸?shù)墓ぞ?，使平面運(yùn)動變?yōu)榇怪边\(yùn)動的一種巨大突破，多層的廠房和多層的倉庫需要有貨梯，使很多重物能夠運(yùn)到合適的高層上進(jìn)行處理加工，這樣節(jié)省了占地空間；高層住宅必須有住宅梯，是人們的生活更加方便，居住在高層的樓宇中，能夠獲得更好空間，陽光，使人們的身心愉悅。為了滿足各種需求，電梯控制系統(tǒng)一直在飛越，因此對電梯的控制器的要求也不斷提高。目前的電梯控制系統(tǒng)大多采用繼電器或者可編程控制器（PLC）的控制方式，存在著成本高，需要三相供電等缺點(diǎn)，本設(shè)計給出了一種基于單片機(jī)的電梯模型控制系統(tǒng)設(shè)計。以單片機(jī)為核心，通過使用適當(dāng)?shù)挠布娐泛涂刂瞥绦騺頇z測和控制整個電梯的信號，具有成本低廉、通用性強(qiáng)、靈活性大、擴(kuò)展容易及易于操作，實(shí)現(xiàn)較易控制等優(yōu)點(diǎn)。[2]1.4本章小結(jié)本設(shè)計主要注重基本理論知識與實(shí)際情況的緊密結(jié)合，對電梯的歷史和以后的發(fā)展做出了簡單的介紹，在了解電梯背景的前提下去對現(xiàn)代電梯進(jìn)行理解和設(shè)計。同時對學(xué)生的創(chuàng)新和分析問題能力進(jìn)行培養(yǎng)，加深對知識的理解，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。在了解世界上對電梯系統(tǒng)的研究后，能夠深刻的認(rèn)識到該項目在未來能完成巨大的工作量后，更加努力的去適應(yīng)社會發(fā)展的需要，成為當(dāng)今社會最能夠適應(yīng)科技的人才。2系統(tǒng)總體方案基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第4頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第4頁。2.1設(shè)計要求（1）電梯無人控制，完全自動根據(jù)梯內(nèi)或梯外的操作自動運(yùn)行。（2）電梯系統(tǒng)通電后，如果有呼叫信號，則電梯自動響應(yīng)召喚，并且自動運(yùn)行。（3）按梯內(nèi)外的召喚指令信號自動定向，有優(yōu)先級的運(yùn)行路徑，減少電梯的運(yùn)行時間。（4）顯示屏有顯示電梯運(yùn)行的方向以及到達(dá)的樓層。2.2系統(tǒng)設(shè)計方案2.2.1顯示模塊的選擇方案一：1602液晶模塊1602液晶又稱1602字符型液晶，它的功能是能夠顯示數(shù)字、字母以及符號等需要顯示的內(nèi)容，是一種專門的顯示模塊。它有很多個5*7或者5*11等點(diǎn)陣字符位組成，由于點(diǎn)陣的關(guān)系，它的每一個字符位都可以把一個字符顯示出來。由于每一位點(diǎn)陣之前存在一個點(diǎn)距的間隔，同樣，每一行之前也有間隔，所以他不能顯示圖形。它的優(yōu)點(diǎn)是微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧。[3]方案二：數(shù)碼管顯示數(shù)碼管也就是常說的LED數(shù)碼管，是一種利用半導(dǎo)體的基本功能來實(shí)現(xiàn)發(fā)光的器件。[4]發(fā)光二極管是它的基本單元。數(shù)碼管的種類有很多種，按段數(shù)分可分為兩種，分別為：七段數(shù)管和八段數(shù)碼管；其根本區(qū)別是后者比前者多一個發(fā)光二極管。按能顯示“8”的個數(shù)可分幾種：分別為1位、2位、4位等等不同型號的數(shù)碼管；按連接方式可分為兩種發(fā)光二極管：共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。其二者的區(qū)別在于是否將所有的發(fā)光二極管的陽極/陰極接到一起形成公共陽極/陰極的數(shù)碼管。再根據(jù)接在相應(yīng)的公共極，是否出現(xiàn)相應(yīng)字段的亮或不亮來判斷高低電平。由于它的價格便宜使用簡單在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。方案三：點(diǎn)陣顯示基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第5頁。點(diǎn)陣顯示是由一個個的小LED組成，想根據(jù)自己的想法設(shè)計出來的要顯示的字符、數(shù)字符號、圖像都可以用LED點(diǎn)陣來實(shí)現(xiàn)；LED可以用在很多環(huán)境：如室內(nèi)裝飾、室外廣告顯示，比投影等裝置簡單方便，比其多出很多有點(diǎn)。正因?yàn)槿绱?，LED受到人們的親睞和重視，所以發(fā)展的速度非常之快，在日常生活中的普及得以顯示?？偠灾?，這些優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在簡單方便、穩(wěn)定性高、價格便宜，用途廣泛。所以說：LED具有廣闊的發(fā)展前景，當(dāng)今正在向全方位快速發(fā)展。[5]基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第5頁。綜上所訴：LCD1602顯示不了圖形，當(dāng)電梯升降時顯示不了相應(yīng)的指示；數(shù)碼管雖簡單方便能顯示數(shù)字，但同樣是顯示不了圖形；只有點(diǎn)陣既能顯示數(shù)字又能顯示圖形，適合本設(shè)計，固本設(shè)計用點(diǎn)陣作為顯示模塊。2.2.2單片機(jī)的選擇方案一：AT51系列單片機(jī)采用AT89C52芯片作為系統(tǒng)核心，采用FlashROM，能以3V的超低壓工作；同時比89C51具有更多的存儲空間，AT89C52芯片內(nèi)部存儲器為8KBROM存儲空間，同樣具有89C51的功能。但燒寫程序需要專業(yè)工具。方案二：STC51系列單片機(jī)用STC89C52芯片作為系統(tǒng)核心，采用了閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，內(nèi)部具有8KBROM存儲空間，是51系列單片機(jī)內(nèi)存的兩倍，而且還比51單片機(jī)多定時計數(shù)器和中斷，并且比AT89C52芯片經(jīng)濟(jì)，實(shí)惠。所以本設(shè)計采用STC89C52芯片。本設(shè)計采用的是STC89C52單片機(jī)，STC89C52是個低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī),具有高密度性、難失性存儲技術(shù)，片內(nèi)有通用型的8位CPU和flash存儲單元，因?yàn)樗墓δ苁謴?qiáng)大，因?yàn)镾TC89C52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。[6]2.2.3按鍵的選擇方案一：采用矩陣鍵盤因?yàn)閱纹瑱C(jī)的I/O口有限，顯然，在按鍵的數(shù)量太多，矩陣鍵盤比單機(jī)鍵盤節(jié)省了大量的I/O線，但必須將行線，列線信號配合起來做適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。[7]方案二：采用獨(dú)立式鍵盤按鍵開關(guān)電路包括直接用I/O口線獨(dú)立式鍵盤構(gòu)成的單元。每個按鍵擁有獨(dú)立的I/O口線，因而他們各自工作且互不影響本身的狀態(tài)。但是當(dāng)所需按鍵數(shù)量多時，會占用過多的I/O口?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第6頁?；谝陨戏治?，此次設(shè)計采用方案二獨(dú)立式按鍵，因?yàn)楸敬卧O(shè)計中僅使用到6個按鍵，所以在正常的按鍵使用中不會出現(xiàn)相互影響的現(xiàn)象。在如今的正常使用中，有三種比較常用的按鍵：分別是機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵、導(dǎo)電橡膠式和柔性按鍵。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第6頁。機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵利用了通過擠壓金屬利用其彈性恢復(fù)使鍵復(fù)位，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，適合制造一個個的物件，每一條連線十分清晰。缺點(diǎn)是：長時間擠壓觸點(diǎn)會使觸點(diǎn)接觸不良，使用壽命短。由于體積較大，生產(chǎn)運(yùn)輸都不太方便。導(dǎo)電橡膠按鍵利用橡膠變形后的彈性來復(fù)位，我們通過壓制來把面板上的所有的橡膠按鍵做成一塊，其優(yōu)點(diǎn)是體積較小，運(yùn)輸方便，大規(guī)模生產(chǎn)也不是難事。缺點(diǎn)是：長時間的使用后，橡膠本身的特性會老化，因而按鍵的彈性會下降，也會吸入塵埃，使按鍵加速損壞。柔性按鍵，是一種比較新型的按鍵，近幾年來被廣泛使用。它的最大的特點(diǎn)是耐用、防腐蝕，其外觀也相對美觀，形狀也相對較小，裝載方便。不僅如此，我們可以根據(jù)我們自身的要求來設(shè)計它的外形、顏色、結(jié)構(gòu)布局等等。但是它的價格相對較高。但是根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，由于客觀條件與經(jīng)濟(jì)能力有限，本系統(tǒng)采用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵。2.2.4電源模塊的選擇方案一：變壓器降壓典型的變壓器降壓，全波整流，濾波電容和集成電路設(shè)計的電壓。由于單片機(jī)及后續(xù)的無線接收電路等都用5V作為工作電源，所以在經(jīng)整流和濾波電路后再用三端集成穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定可靠的5V直流電源，三端穩(wěn)壓集成電路采用LM7805。[8]方案二：手機(jī)充電器供電所有手機(jī)充電器其實(shí)都是由一個穩(wěn)定電源（主要是穩(wěn)壓電源、提供穩(wěn)定工作電壓和足夠的電流）加上必要的恒流、限壓、限時等控制電路構(gòu)成。充電器上所標(biāo)注的輸出參數(shù)大部分都是5V電壓，而且電流得當(dāng)，手機(jī)充電器很容易改成一個質(zhì)量優(yōu)良的穩(wěn)壓電源！[4]因?yàn)槲覀兩钤谝粋€共同的手機(jī)充電器的時代，攜帶方便，電壓穩(wěn)定，節(jié)約成本，只需要購買一個USB電源線來提供整個系統(tǒng)，方便快捷，安全可靠，所以設(shè)計采用的設(shè)計電源為手機(jī)充電。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第7頁。本電路主要由其單片機(jī)的最小控制系統(tǒng)電路、可操控的鍵盤模塊、具有顯示功能的單片機(jī)模塊電路以及電源控制模塊電路。其中單片機(jī)最小系統(tǒng)主要采用復(fù)位電路，電路復(fù)位后樓層顯示數(shù)字1表示電梯此時在一樓，而電梯樓層位置是由延時電路控制的，延時電路是3秒延時，每層之間通過3秒延時控制即每延時3秒表示電梯走了一層，同時顯示相應(yīng)的上下箭頭指示。本設(shè)計的延時部分主要是軟件控制。電梯的運(yùn)行狀態(tài)是通過點(diǎn)陣組成的上下箭頭和數(shù)字顯示的。鍵盤電路采用獨(dú)立式四角按鍵。電梯的正常運(yùn)行路徑、顯示以及優(yōu)先級全部是根據(jù)單片機(jī)的寫入程序來實(shí)現(xiàn)的，總體方框圖如圖2-1所示?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第7頁。圖2-1總體框圖2.3本章小結(jié)本節(jié)主要介紹了電梯控制系統(tǒng)中的幾個重要的設(shè)計結(jié)構(gòu)，并且將每個模塊都一一介紹不同種器件的優(yōu)缺點(diǎn)以及選擇哪種器件作文本設(shè)計最好的電氣元件，說明了單片機(jī)的設(shè)計系統(tǒng)具有多變性，成本低，靈活多變等優(yōu)點(diǎn)，為以后設(shè)計電梯系統(tǒng)的理論提供了強(qiáng)有力的參考和依據(jù)。3系統(tǒng)的硬件設(shè)計基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第8頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第8頁。3.1主控芯片本系統(tǒng)采用STC89C52為主控芯片。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。[9]3.1.1各引腳功能單片機(jī)有很多的MCU管腳，每個管腳的用途是不一樣的，不同的引腳表示的不同的單芯片微型計算機(jī)的輸入和輸出信號。單片機(jī)引腳圖如下：圖3-1單片機(jī)引腳圖3.1.3單片機(jī)最小系統(tǒng)基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第9頁。單片機(jī)的最小系統(tǒng)是指，在單片機(jī)的周圍添加上合適的有效器件以及算術(shù)程序，這樣構(gòu)成的一個系統(tǒng)稱為單片機(jī)最小系統(tǒng)?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第9頁。單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括時鐘電路和復(fù)位電路。[10]時鐘電路：時鐘電路對于單片機(jī)來說，就像心臟一樣的重要，單片機(jī)在其內(nèi)部有一個用來構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器。所以根據(jù)時鐘電路的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的工作狀態(tài)，穩(wěn)定性的好壞完全由時鐘電路來決定的。在選擇器件時，可以根據(jù)不同的情況考慮選擇選擇6MHz、12MHz或24MHz等不同的頻率的石英晶體，以此用來補(bǔ)償電容通常選擇30pF左右的瓷片電容。圖3-2時鐘電路復(fù)位電路：基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第10頁。單片機(jī)最小系統(tǒng)，常用于復(fù)位操作系統(tǒng)單芯片處理器系統(tǒng)使用上的復(fù)位和手動復(fù)位按鈕以兩種方式的自動功率。開機(jī)電源后復(fù)位請求開機(jī)，自動復(fù)位操作。手動復(fù)位在功率上在單一的操作條件下，用單芯片微型計算機(jī)復(fù)位按鈕開關(guān)操作上電復(fù)位要求接通電源后，自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。手動復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。其結(jié)構(gòu)如下圖。上電自動復(fù)位通過電容C3充電來實(shí)現(xiàn)。手動按鍵復(fù)位是通過按鍵將電阻R1與VCC接通來實(shí)現(xiàn)。[11]基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第10頁。圖3-3復(fù)位電路3.2顯示電路點(diǎn)陣是由64個小燈組成，即8*8形式如果采用點(diǎn)掃描的方法來對點(diǎn)陣進(jìn)行顯示，那么掃描的頻率f一定要在1024Hz之上，頻率周期T一定低于1ms；若采用行掃描和列掃面的話，頻率f大于128Hz，運(yùn)行頻率T要小于7.8ms。此外一次驅(qū)動一列或一行（8顆LED）時需外加驅(qū)動電路提高電流，否則LED亮度會不足。[12]基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第11頁。原理圖如下：基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第11頁。圖3-4點(diǎn)陣電路基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第12頁。點(diǎn)陣與單片機(jī)的引腳相連，通過單片機(jī)的IO口的高低電平可以控制點(diǎn)陣的顯示，與單片機(jī)的接口電路如下圖：基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第12頁。圖3-5點(diǎn)陣連接電路3.3按鍵電路如圖所示，按鍵電路模塊包括每層樓的按鈕，這些按鈕一端與地相接，一端又與單片機(jī)IO口相接，外部0中斷低電平有效，這樣可以實(shí)現(xiàn)模擬按鍵的自如操作。每按下一個開關(guān)即代表每一個樓層梯箱內(nèi)操作者要到的樓層。[13]圖3-6按鍵電路基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第13頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第13頁。3.4本章小結(jié)本節(jié)主要介紹了控制電路中的基本控制元件，如，單片機(jī)的引腳功能，單片機(jī)的最小系統(tǒng)以及時鐘電路，顯示電路，控制電路等基本電路。讓我們更好的去理解單片機(jī)控制理論的基本結(jié)構(gòu)，基本操作，懂得如何去連接電路，實(shí)現(xiàn)從局部到全體的電路設(shè)計思想，為以后的學(xué)習(xí)奠定了更加夯實(shí)的電路基礎(chǔ)。4系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1主程序單片機(jī)的程序主要由C語言來進(jìn)行編程，將運(yùn)行程序燒入單片機(jī)內(nèi)，通過串行口來把數(shù)據(jù)傳輸?shù)矫恳粋€器件。[14]主程序主要是對子程序的調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行時的控制，以及選擇性優(yōu)先級等相關(guān)功能，使得電梯系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行和自我檢測。#include<reg51.h> //51系列單片機(jī)頭文件#include<stdio.h>#defineucharunsignedchar //宏定義#defineuintunsignedint //宏定義#defineLIFT_UP1#defineLIFT_DN0#defineLIFT_OPEN1基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第14頁。#defineLIFT_CLOSE0基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第14頁。#defineLIFT_RUN2voidScheduler();voidScreen();voidShowArrow(ucharc);voidShowNum(ucharnum);voidLiftInitialize();voidcom_initialize();ucharGetKey();4.2系統(tǒng)的主流程圖基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第15頁。主程序主要有子程序構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集子程序，按鍵子程序，選擇子程序，顯示子程序。其主程序流程圖如下圖所示。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第15頁。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第16頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第16頁。4.3定時器程序流程圖定時器程序主要是判斷定時輸入端是否滿足預(yù)設(shè)值，如果滿足，則進(jìn)行下一環(huán)節(jié)，不滿足則循環(huán)。4.4本章小結(jié)本章主要講解了電梯控制系統(tǒng)的軟件方面的有關(guān)知識，先從主到次的設(shè)計方法，即通過先設(shè)計主體的基本框圖，再設(shè)計局部的設(shè)計框架，根據(jù)相關(guān)的編程學(xué)習(xí)知識，編寫出電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行程序。實(shí)驗(yàn)框圖簡單明了，不會發(fā)生順序胡亂，容易理解與記憶。從而使得我們更加清楚的知道我們下一步該做什么，該去完成具體的哪步操作，使我們的實(shí)驗(yàn)過程變得簡單化。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第17頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第17頁。5聯(lián)調(diào)與調(diào)試5.1硬件調(diào)試硬件調(diào)試是指通過對用戶系統(tǒng)進(jìn)行檢查，查出其中是否存在故障，我們可以通過使用基本的測試儀器來進(jìn)行檢測，也可以用開發(fā)系統(tǒng)來進(jìn)行檢測。硬件調(diào)試可分為兩步，即靜態(tài)調(diào)試和相對的動態(tài)調(diào)試。[15]靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試是指系統(tǒng)在沒有工作時，對其進(jìn)行硬件檢測的一種方法。具體步驟如下：一：目測。通過肉眼來觀察我們所焊接的電路是否存在斷路的現(xiàn)象。圖5.1電路板背面圖基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第18頁。二：用萬用表測試。如果目測出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，我們用萬用表對焊接點(diǎn)進(jìn)行檢測；同樣，我們用萬用表對每個電源線和其他線進(jìn)行檢測，查出是否存在短路現(xiàn)象。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第18頁。三：通電檢測。給上述兩步檢查沒問題的電路加電，再對每個電源端進(jìn)行測量，觀察其測量值是否符合具體的要求。動態(tài)調(diào)試動態(tài)調(diào)試是指系統(tǒng)在工作的狀態(tài)下，當(dāng)時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常時，我們將器件內(nèi)存在的故障問題一一處理掉的一種基本的硬件檢查。圖5.2電路板正面圖基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第19頁。動態(tài)調(diào)試很多種方法，我們將用戶系統(tǒng)的所有硬件按照一定的邏輯功能和順序來分成不同的器件，這樣可以將電路簡單明了化。在調(diào)試電路的過程中，我們首先將與該器件無關(guān)的其他元件從中取出，這樣就可以將故障范圍縮小的局部電路上，從而減輕我們的調(diào)試壓力。當(dāng)所有的元器件都檢查無誤時，我們再把每個電路模塊還原至原本的位置，再對各個模塊之間是否存在故障進(jìn)行排查，調(diào)試。最終將所以的故障檢測出以后，對其進(jìn)行維修和重置，這樣就可以將用戶系統(tǒng)由繁至簡得進(jìn)行一次全方位的故障排查。待檢測完成后，我們就可以聯(lián)機(jī)對用戶系統(tǒng)進(jìn)行操作了?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第19頁。圖5.3電梯工作的正面圖5.2仿真調(diào)試基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第20頁。仿真調(diào)試是指通過對程序算法中的語法、邏輯錯誤進(jìn)行檢查、排除糾正的一種調(diào)試過程。意思就是用開發(fā)單片機(jī)程序的計算機(jī)去模擬單片機(jī)的指令執(zhí)行，并虛擬單片機(jī)片內(nèi)資源，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)試的目的，但是軟件調(diào)試存在一系列的問題，比如說：我們無法控制操作系統(tǒng)本身的執(zhí)行時間片，因?yàn)橛嬎銠C(jī)原本就是將多個系統(tǒng)任務(wù)同時運(yùn)行的一種裝置，根本不能從根本上去控制每一個系統(tǒng)任務(wù)，所以不可能像理論中的單片機(jī)一樣在同一段時間內(nèi)完成原本的指令?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第20頁。本設(shè)計系統(tǒng)將采用KEIL來對系統(tǒng)軟件的運(yùn)行來進(jìn)行調(diào)試。系統(tǒng)在軟件調(diào)試的過程中，將各個模塊軟件按照KeiluVision4軟件上調(diào)試程序，然后通過單片機(jī)開發(fā)板串行口將程序燒入單片機(jī)，進(jìn)行運(yùn)行，一步一步的對模塊是否能實(shí)現(xiàn)基本控制功能進(jìn)行調(diào)試，保證其能夠在硬件中能夠正常的運(yùn)行。圖5-SEQ圖5-\*ARABIC3系統(tǒng)軟件調(diào)試界面基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第21頁。仿真是利用Proteus軟件來實(shí)現(xiàn)的，它的功能包含原理布圖，將程序?qū)敕抡鎴D進(jìn)行調(diào)試，觀察是否能夠?qū)崿F(xiàn)具體的實(shí)驗(yàn)效果。具體仿真效果如下圖。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第21頁。圖5-SEQ圖5-\*ARABIC3protues仿真調(diào)試界面5.4本章小結(jié)基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第22頁。檢驗(yàn)結(jié)果是否正確是科學(xué)的必要步驟，再好的理論設(shè)計沒有實(shí)際結(jié)果作為依據(jù)都是行不通的，在檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，難免會遇到硬件達(dá)不到遇到的設(shè)定，軟件實(shí)現(xiàn)不了當(dāng)初的仿真時的效果，因此我們要進(jìn)行調(diào)試，使實(shí)物運(yùn)行和仿真實(shí)現(xiàn)同一種效果。這樣才會使我們的實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第22頁。結(jié)論與展望本系統(tǒng)就是充分利用了STC89C52芯片的各引腳的功能來完成簡單的模擬電梯控制系統(tǒng)設(shè)計，該系統(tǒng)制作簡單，程序設(shè)計較易，但是模擬電梯的基本功能幾乎都能實(shí)現(xiàn)。由于單片機(jī)本身能力的限制，使得單片機(jī)不能和別的器件在數(shù)據(jù)計算方面以及接口性能相比較，因而不能實(shí)現(xiàn)相對較復(fù)雜的系統(tǒng)，同樣也不能進(jìn)行排除故障等操作。但是，單片機(jī)具有價格比較低，適用范圍廣泛，較易實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜的系統(tǒng)簡單化控制，操作相對較簡單等優(yōu)點(diǎn)?？偠灾?，本設(shè)計通過使用單片機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行，還是在很多方面體現(xiàn)出其該有的特點(diǎn)。但是單片機(jī)實(shí)現(xiàn)不了的方面，我們還可以通過對軟件或者硬件等方面進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計和更改。我們可以通過對以下幾個方面來進(jìn)行改進(jìn)：（1）硬件方面，我們可以通過對電路的改進(jìn)來對電梯控制進(jìn)行多方位的考慮和處理，可以加入不同種微控制器，通過微控制器自身的功能來實(shí)現(xiàn)電梯在遇到不同種情況時來完成電梯本身該完成的信息處理和功能實(shí)現(xiàn)。（2）軟件方面，我們可以通過對算法程序進(jìn)行不同種的設(shè)計、分析、變化、改進(jìn)，提升軟件的運(yùn)行效率從而提高單片機(jī)的運(yùn)行效率。（3)總體設(shè)計層面，我們可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中的不同種電梯的工作情況，理解其系統(tǒng)的智能性，可用性，提取其可以適用于對本設(shè)計實(shí)驗(yàn)可用的信息參數(shù)，并用于模擬電梯設(shè)計。同樣，我們也可以通過去對未來電梯的發(fā)展趨勢，電梯的新型功能以及電梯更完善的操作性來提升模擬電梯設(shè)計的功能。通過模擬電梯設(shè)計，我從中初步了解了電梯控制電路的工作原理，學(xué)會了對電路進(jìn)行多方位的分析，檢測以及設(shè)計電路的方法和具體步驟。在制作過程中，提高了對全方位資料的查詢，文字信息、網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行了篩選和處理的基本能力，提升了自己對科學(xué)技術(shù)的研究能力，培養(yǎng)了對已經(jīng)學(xué)到知識的綜合運(yùn)用能力。在為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了夯實(shí)的基礎(chǔ)。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第23頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第23頁。附錄A:系統(tǒng)原理圖基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第24頁。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第24頁。附錄B:系統(tǒng)仿真圖基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第25頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第25頁。附錄C：系統(tǒng)PCB圖基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第26頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第26頁。附錄D：系統(tǒng)源程序#include<reg51.h> //51系列單片機(jī)頭文件#include<stdio.h>#defineucharunsignedchar //宏定義#defineuintunsignedint //宏定義#defineLIFT_UP1#defineLIFT_DN0#defineLIFT_OPEN1#defineLIFT_CLOSE0#defineLIFT_RUN2voidScheduler();voidScreen();voidShowArrow(ucharc);voidShowNum(ucharnum);voidLiftInitialize();voidcom_initialize();ucharGetKey();/******************************************************基礎(chǔ)定義*******************************************************/ucharstateArray[6]={0,0,0,0,0,0}; //記錄電梯運(yùn)行時每一層狀態(tài)ucharliftState; //記錄電梯運(yùn)行狀態(tài):向上或者向下ucharrunState; //記錄電梯運(yùn)動狀態(tài)：在樓層上或者運(yùn)動。ucharcurFloor; //當(dāng)前樓梯所在樓層uchartime;/******************************************************數(shù)碼顯示數(shù)據(jù)定義*******************************************************/基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第27頁。ucharcodetaba[]={基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第27頁。0xff,0xef,0xef,0xef,0xab,0xc7,0xef,0xff}; //編碼定義ucharcodetab1[]={0xff,0xef,0xcf,0xef,0xef,0xef,0xef,0xc7}; //編碼定義ucharcodetab2[]={0xff,0xc7,0xbb,0xfb,0xf7,0xcf,0xbf,0x83}; //編碼定義ucharcodetab3[]={0xff,0xc7,0xbb,0xfb,0xe7,0xfb,0xbb,0xc7}; //編碼定義ucharcodetab4[]={0xff,0xf7,0xe7,0xd7,0xb7,0xb7,0x83,0xf7}; //編碼定義ucharcodetab5[]={0xff,0x83,0xbf,0x87,0xfb,0xfb,0xbb,0xc7}; //編碼定義ucharcodetab6[]={0xff,0xe7,0xdf,0xbf,0x87,0xbb,0xbb,0xc7}; //編碼定義/******************************************************延時*******************************************************/voiddelay(ucharn) //延時子函數(shù){ uchari,j; for(i=n;i>0;i--) { for(j=255;j>0;j--); }}/******************************************************T/C0中斷服務(wù)程序入口*******************************************************/timer0()interrupt1using1 //定時器0工作方式1{TH0=(65536-50000)/256; //賦初值TL0=(65536-50000)%256; //賦初值 //電梯運(yùn)行time++;}基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第28頁?；趩纹瑱C(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第28頁。/******************************************************定時器T/C0初始化*******************************************************/voidcom_initialize(void) //定時器初始化{TMOD=0x01;//設(shè)定定時器0為工作方式1TH0=(65536-50000)/256; //裝初值TL0=(65536-50000)%256; //裝初值 ET0=1; //開定時器0中斷TR0=1; //啟動定時器0EA=1; //開總中斷}/******************************************************電梯程序初始化*******************************************************/voidLiftInitialize(){liftState=LIFT_UP;runState=LIFT_CLOSE;curFloor=1;time=0;//定時器初始化com_initialize();}/******************************************************主函數(shù)*******************************************************/voidmain() //主函數(shù){ucharkey;LiftInitialize();while(1){if(time>=40){time=0;Scheduler();基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第29頁。}else基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第29頁。{Screen();}key=GetKey(); //按下電梯樓層，標(biāo)記if(key!=0) {stateArray[key-1]=LIFT_OPEN;}}}ucharGetKey(){uchark; P1=0xff; k=P1;//消抖if(k==0xff){return0;}else{delay(20);if(k!=0xff){k=P1;while(P1!=0xff);}}switch(k) //開關(guān)語句{case0xfb:return1;break;case0xf7:return2;break;case0xef:基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第30頁。基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計全文共35頁，當(dāng)前為第30頁。case0xdf:return4;break;case0xbf:return5;break;case0x7f:return6;break;default:return0;break;}}voidShowNum(ucharnum){uchari;for(i=0;i<8;i++){P0=0x80>>i; switch(num){case1:P2=tab1[i];break;case2:P2=tab2[i];break;case3:P2=tab3[i];break;case4:P2=tab4[i];break;case5:P2=tab5[i];break;case6:P2=tab6[i];break;default:break;}delay(1);}}voidShowArrow(uchar