第1章緒論網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣由?、網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)故障檢測的研究與實(shí)現(xiàn)PAGE10PAGE20基于單片機(jī)的電梯轎廂顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄摘要 2前言 4第一章緒論 51.1開發(fā)背景 51.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 51.3主要任務(wù)與目標(biāo) 51.4本文所作的工作 6第二章方案設(shè)計(jì)與選擇 72.1方案設(shè)計(jì) 72.2方案選擇 7第三章硬件電路設(shè)計(jì) 83.1單片機(jī)介紹 83.1.1電源電路設(shè)計(jì) 93.1.2復(fù)位電路設(shè)計(jì) 93.1.3時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 103.3樓層顯示模塊設(shè)計(jì) 103.2.116*16LED點(diǎn)陣介紹 103.2.274HC595緩存器介紹 123.3聲光報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 123.4按鍵檢測模塊設(shè)計(jì) 13第四章軟件程序設(shè)計(jì) 144.1樓層顯示屏主程序設(shè)計(jì) 144.2樓層按鍵檢測模塊設(shè)計(jì) 154.3樓層顯示模塊設(shè)計(jì) 16第五章軟件仿真 175.1仿真軟件 175.2仿真過程及結(jié)果 185.2.1一樓狀態(tài) 185.2.2上行狀態(tài) 195.2.3下行狀態(tài) 20第六章總結(jié) 226.1課題總結(jié) 226.2課題展望 22

摘要城市因電梯而得以長高，在城市化范圍不斷擴(kuò)大的今天，人們對于電梯越來越依賴。電梯作為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚墓ぞ?，必須要做到安全可靠。如今的電梯在安全方面已?jīng)做到了極致，于是便朝著人性化的方面發(fā)展。電梯顯示屏是電梯不可分割的一部分，作為電梯的門面，往往能夠影響乘梯人的心情。雖然國標(biāo)中沒有對電梯顯示屏做出具體要求，但電梯制造商們?yōu)榱藵M足人們的乘梯體驗(yàn)，在顯示屏的設(shè)計(jì)上做出了很大的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的電梯屏幕只有一個(gè)箭頭，一個(gè)數(shù)字，雖然簡約，但觀感不是很好。本文擬設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)控制的電梯轎廂顯示屏，使用89C52單片機(jī)作為核心控制元件，16*16LED點(diǎn)陣屏作為顯示元件，74HC595位移緩存器作為顯示驅(qū)動。同時(shí)使用一個(gè)發(fā)光二極管和蜂鳴器組成聲光報(bào)警電路。在乘客到達(dá)指定樓層后，發(fā)出聲光警報(bào)，提醒乘客即時(shí)離開電梯，增加電梯運(yùn)送效率。該設(shè)計(jì)所選用的元件經(jīng)濟(jì)成本低，易于購買，對于后期的更換和維護(hù)工作，比較方便。電路較為簡單，有較高的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：電梯，單片機(jī)，16*16LED點(diǎn)陣屏，位移緩存器前言現(xiàn)如今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(qiáng)大的保障。電梯是高層建筑中安全可靠、垂直上下的運(yùn)載工具，對改善勞動條件、減輕勞動強(qiáng)度起到了很大的作用。電梯顯示屏在引導(dǎo)人們乘梯中起到了很大的作用，在傳統(tǒng)的電梯顯示屏控制，使用繼電器作為控制元件。使用繼電器控制時(shí)，由于繼電器不斷的吸合動作，容易出現(xiàn)故障。并且后期的維護(hù)更換困難較大。采用單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠很好的解決抗擾性問題，具有材料成本低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡便、運(yùn)行壽命長等優(yōu)點(diǎn)。本課題旨在設(shè)計(jì)一種以單片機(jī)為控制核心的電梯轎廂顯示屏。此設(shè)計(jì)為乘梯人員提供一個(gè)方便直觀的屏幕顯示，同時(shí)具備聲光報(bào)警功能，解決注意力不集中造成低效乘梯 。就目前來看查閱資料來看，使用這個(gè)題目的設(shè)計(jì)內(nèi)容還是寥寥無幾，因此研究設(shè)計(jì)這樣一塊電梯顯示屏，在本階段是有些難度的，在沒有具體需求，以及一個(gè)可以參考方向的情況下，筆者將設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)控制的電梯轎廂顯示屏。全文共分為六章，主要內(nèi)容如下：第一章主要是介紹設(shè)計(jì)電梯顯示屏的意義，以及國內(nèi)外的一些現(xiàn)狀，還有要完成哪些工作。第二章主要是電梯顯示屏方案的設(shè)計(jì)和幾種顯示方式的選擇。第三章主要是電梯顯示屏的硬件選型和各個(gè)電路的設(shè)計(jì)。第四章主要是電梯顯示屏各個(gè)模塊的軟件程序設(shè)計(jì)流程。。第五章主要是對電梯顯示屏的程序仿真以及調(diào)試工作。第六章主要是對課題設(shè)計(jì)的總結(jié)以及一些不足，并提出進(jìn)一步的研究展望。第一章緒論1.1開發(fā)背景自從19世紀(jì)美國人奧的斯發(fā)明世界上第一臺電梯后，高樓便不再是人們望而卻步的對象。人們對于電梯的態(tài)度由剛開始的不信任，逐漸變得越來越依賴。為了適應(yīng)人們的不同需求，人們開發(fā)出不同用途的電梯，如防爆梯、觀光梯、汽車電梯和別墅電梯等。無論何種電梯，都離不開電梯樓層顯示屏，這是乘梯人員與電梯交互的工具，也是引導(dǎo)人們正確乘梯的關(guān)鍵。電梯顯示屏能夠清晰直觀的告訴人們當(dāng)前樓層位置，并當(dāng)乘客到達(dá)樓層后立即發(fā)出聲光報(bào)警，提醒乘客即時(shí)下梯,從而保障電梯的高效和乘梯人員的人身安全。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前來看，電梯行業(yè)發(fā)展進(jìn)度緩慢，新技術(shù)較少。國內(nèi)電梯制造廠商質(zhì)量良莠不齊，很多制造商使用還在使用比較傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，對于顯示屏的創(chuàng)新設(shè)計(jì)更是止步不前。但像國內(nèi)的一些大型電梯公司，普遍采用更安全穩(wěn)定的PLC和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)。像通力的電梯，把電梯顯示屏做的多元化，加入語音播報(bào)、天氣提醒、熱點(diǎn)新聞等功能，讓人們在乘梯時(shí)享受更多的便捷服務(wù)?？偛课挥谔K州的東南電梯，這是一家專門生產(chǎn)制造特種電梯大的公司。近年來人均GDP水平不斷提高，人們對于生活質(zhì)量的要求也逐步提高。東南電梯生產(chǎn)別墅電梯開始進(jìn)入人們的視野。別墅電梯因?yàn)槠涮厥鈱傩裕@示屏的設(shè)計(jì)也更加定制化。在屏幕上顯示近期備忘錄，提醒主人要做的事；智能家居方便人們的生活，主人在乘坐電梯時(shí)就可以即時(shí)控制智能家居的使用情況，更加快捷高效，節(jié)約資源。國外多數(shù)電梯廠商更加傾向于群控系統(tǒng)。這也導(dǎo)致顯示屏變得更加簡潔，直接只顯示上下方向，不顯示樓層。群控系統(tǒng)讓電梯使用效率更高，或者平均候梯時(shí)間更短。當(dāng)乘客按下上或下按鍵時(shí)，系統(tǒng)自動匹配空閑的電梯來工作。也許有電梯離乘客更近，但此時(shí)正在工作，那么這部電梯會優(yōu)先完成自己的工作，不會響應(yīng)臨時(shí)增加的任務(wù)。也就是說，過站不停是群控的必然現(xiàn)象。所以,為了避免乘客產(chǎn)生焦躁情緒，從群控的角度來說，電梯制造商不會讓乘客看到電梯過站不停的情況。此時(shí)不顯示電梯當(dāng)前樓層是最好的辦法。這樣的電梯控制系統(tǒng)，雖然乘客看不見電梯運(yùn)行狀態(tài)，一旦系統(tǒng)接到信號，其響應(yīng)速度會比較快[13]。1.3主要任務(wù)與目標(biāo)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將單片機(jī)電梯顯示屏設(shè)計(jì)作為研究課題，主要任務(wù)及目標(biāo)為：充分了解并學(xué)習(xí)電梯方面的相關(guān)知識。熟悉和掌握單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和使用方法，使用Keil軟件進(jìn)行程序編寫，并對電路進(jìn)行程序仿真，從而實(shí)現(xiàn)程序的平穩(wěn)運(yùn)行?？紤]各種使用中出現(xiàn)的突發(fā)情況，并嘗試改善。電梯顯示屏在引導(dǎo)人們乘梯中起到了很大的作用，本課題旨在設(shè)計(jì)一種單片機(jī)控制的電梯轎廂顯示屏。該顯示屏能夠清晰直觀的告訴乘客當(dāng)前所處樓層，以及在電梯運(yùn)行時(shí)，顯示屏通過不斷滾動的箭頭提示乘客當(dāng)前電梯的狀態(tài)。當(dāng)電梯到達(dá)乘客指定樓層后，發(fā)出聲光報(bào)警，提醒乘客下梯，同時(shí)電梯門迅速打開。1.4本文所作的工作(1)查閱資料，了解單片機(jī)工作原理、控制要求和工作流程；(2)確定電梯顯示屏的設(shè)計(jì)方案，如上行過程、下行過程和停止過程的設(shè)計(jì)；(3)繪制單片機(jī)電梯顯示屏的工作流程圖；(4)對單片機(jī)電梯顯示屏的硬件選型，如單片機(jī)、led顯示屏和緩存器的型號選擇；(5)使用C語言和Keil軟件完成程序的編寫；(6)使用Proteus畫出程序圖以及仿真。

第二章方案設(shè)計(jì)與選擇2.1方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)主要由AT89C52單片機(jī)、按鍵檢測、樓層顯示和聲光報(bào)警四個(gè)部分組成，當(dāng)按鍵檢測電路檢測到有低電平觸發(fā)時(shí)，單片機(jī)做出判斷，是否上下行，然后通過位移緩存器把控制要求顯示在點(diǎn)陣屏上。當(dāng)?shù)竭_(dá)指定樓層時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警提醒乘客下梯。如圖2-1所示為整體結(jié)構(gòu)框圖。圖2-1結(jié)構(gòu)框圖2.2方案選擇本設(shè)計(jì)所涉及到的方案選擇，主要是樓層顯示模塊方面的選擇。當(dāng)前主要有三種方案可供選擇：數(shù)碼管顯示、LCD顯示、點(diǎn)陣顯示。數(shù)碼管主要由七個(gè)發(fā)光管組成，排列成一個(gè)數(shù)字“8”，在顯示數(shù)字上較為便捷。若采用動態(tài)顯示方式時(shí)，對單片機(jī)的I/O口使用較少，設(shè)計(jì)電路相對簡單，也比較省電，但對顯示上下行狀態(tài)不能夠形象地描述，有一定的局限性。數(shù)碼管在使用靜態(tài)顯示方式時(shí)，穩(wěn)定度較高，但在顯示位數(shù)較多時(shí)，CPU要輪番掃描，掃描周期過長，不能夠快速響應(yīng)，對于電梯顯示時(shí)刻變化，不能夠靈活應(yīng)對[1]。LCD在顯示方面較為出色，并且色彩相對豐富，具有分辨率大、清晰度高、耗電量低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。但在程序編寫上較為麻煩，并且LCD對單片機(jī)指令的響應(yīng)時(shí)間比較長，容易導(dǎo)致動態(tài)圖像的顯示不夠清晰連貫。LCD顯示屏相較于其它材料更加輕薄，容易受到磕碰損傷[3]。點(diǎn)陣顯示，對于動態(tài)圖像的顯示效果較好，但在硬件端口連接時(shí)較為困難，點(diǎn)陣屏接口較多，端口與緩存器的連接順序較亂。尤其是原理圖的繪制工作，網(wǎng)絡(luò)上很少有封裝好的點(diǎn)陣屏，需要自己繪制然后封裝。點(diǎn)陣顯示屏由大量均勻排列的發(fā)光二極管組成，具有亮度高、壽命長、易于連接等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用在文字、圖像信息的播放中[2]。對于電梯樓層顯示，采用一款穩(wěn)定，易購成本低的元件，對于后期更換維護(hù)工作，也更加的合適。通過以上的方案論證，最終決定選擇使用點(diǎn)陣顯示方案較為合適。

第三章硬件電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的電梯轎廂顯示屏，以C52單片機(jī)作為核心控制單元，八個(gè)獨(dú)立按鍵作為電梯轎廂樓層按鍵，16*16LED點(diǎn)陣屏作為電梯轎廂樓層顯示屏，LED燈和蜂鳴器作為轎廂內(nèi)的聲光報(bào)警裝置。3.1單片機(jī)介紹從上世紀(jì)開始，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)引發(fā)了信息革命，而微型計(jì)算機(jī)的橫空出世，成為工業(yè)領(lǐng)域的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。單片機(jī)作為微機(jī)的主要部分，以它獨(dú)特的機(jī)構(gòu)和功能，得以迅猛發(fā)展。這項(xiàng)技術(shù)被用到各種場合。[4]下面是對AT89C52單片機(jī)的介紹。（1）單片機(jī)的性能特點(diǎn)AT89C52單片機(jī)在生活和學(xué)習(xí)中廣泛使用，屬于ATMEL公司研發(fā)的第三代單片機(jī)，使用快閃存儲器，可以多次擦寫，具有非易失性，能夠很好的保存數(shù)據(jù)，相比于上一代產(chǎn)品，最高工作頻率可達(dá)34MHz，也不需要外部擴(kuò)展存儲器，更加方便，（2）單片機(jī)在工業(yè)控制、家用電器、辦公自動化和商業(yè)營銷及其他智能領(lǐng)域都有所應(yīng)用。（3）單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)指能維持單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的最基本電路系統(tǒng)，主要由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和電源電路組成。[6]如圖3-1所示為單片機(jī)最小系統(tǒng)。圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)3.1.1電源電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的電源電路，使用一個(gè)自鎖開關(guān)控制通斷，工作電壓一般為+5V。如圖3-2為自鎖開關(guān)實(shí)物圖。自鎖開關(guān)一共六個(gè)引腳，當(dāng)未按下狀態(tài)時(shí)，引腳2和6接通，引腳1和5接通；當(dāng)按下自鎖開關(guān)時(shí)，引腳4和6接通，引腳1和3接通，如圖3-3所示。圖3-2自鎖開關(guān)圖3-3引腳圖3.1.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)單片機(jī)復(fù)位電路是必不可少的一部分，當(dāng)程序控制執(zhí)行動作元件執(zhí)行完一系列操作后，復(fù)位電路可以重置單片機(jī)狀態(tài)，使其回到初始化。復(fù)位電路主要由電容、按鍵、電阻組成。外界一個(gè)電源和接地端，連接到單片機(jī)的RST端口。當(dāng)按下復(fù)位按鍵時(shí)，單片機(jī)會立即往RES端口發(fā)出高電平信號，此時(shí)單片機(jī)停止工作，各個(gè)元件回到初始化狀態(tài)。圖3-5復(fù)位電路圖3-6為復(fù)位電路在仿真圖中與單片機(jī)的連接：圖3-6復(fù)位電路3.1.3時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)能夠平穩(wěn)運(yùn)行，離不開時(shí)鐘電路提供的時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期就無法執(zhí)行代碼，單片機(jī)無法工作。時(shí)鐘電路由一個(gè)晶振和兩個(gè)電容組成，外接一個(gè)接地端。單片機(jī)有內(nèi)部晶振和外部晶振，內(nèi)部晶振準(zhǔn)確度不高，誤差較大，只能滿足一些精度不高的工作。外部晶振對環(huán)境要求較低，適用場合廣。精度也較高，當(dāng)停止工作時(shí)能自動進(jìn)入休眠模式，降低對單片機(jī)的負(fù)擔(dān)。如圖3-7為單片機(jī)時(shí)鐘電路。圖3-7時(shí)鐘電路圖3-8為時(shí)鐘電路在仿真圖中與單片機(jī)的連接：圖3-8時(shí)鐘電路3.3樓層顯示模塊設(shè)計(jì)本模塊電路由16*16點(diǎn)陣屏和74HC595緩存器組成，其中點(diǎn)陣用于顯示樓層，74HC595用于驅(qū)動led點(diǎn)陣。以下分別對三種元器件進(jìn)行介紹。3.2.116*16LED點(diǎn)陣介紹點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由大量的發(fā)光二極管組成，每個(gè)二極管放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上。采用共陽極接法時(shí)，在共陽端置高電平，共陰極端置低電平時(shí)，點(diǎn)陣內(nèi)部發(fā)光二極管導(dǎo)通。只要控制相應(yīng)的二極管被點(diǎn)亮，便可以實(shí)現(xiàn)上下箭頭和數(shù)字的顯示。如圖3-9所示為一個(gè)8*8LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖3-98*8LED點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)考慮到電梯轎廂顯示的效果，本次設(shè)計(jì)沒有采用8*8的點(diǎn)陣屏，而是采用擁有256個(gè)高亮度發(fā)光二極管，組成了16行16列的發(fā)光點(diǎn)陣。如圖3-10所示為一個(gè)16*16LED點(diǎn)陣的組成結(jié)構(gòu)。圖3-1016*16點(diǎn)陣的構(gòu)成LED點(diǎn)陣屏一般使用掃描式顯示，主要分為點(diǎn)掃描、行掃描和列掃描三種方式。當(dāng)采用點(diǎn)掃描時(shí)，為了能夠符合人視覺暫留效應(yīng)，掃描頻率要很大。以16*16點(diǎn)陣屏為例，點(diǎn)掃描時(shí)，其頻率要大于32X256=8192Hz,周期小于1ms。這對于單片機(jī)的運(yùn)行效率和響應(yīng)速度影響較大，對于單片機(jī)的性能要求較高。若采用行掃描和列掃描，頻率比點(diǎn)掃描時(shí)小很多，周期也較大，普通單片機(jī)也可使用。豎直方向掃描，即逐行輪流掃描。采用逐行掃描方式，在驅(qū)動電路連接時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動器。以16×16點(diǎn)陣為例，采用共陽極接法，把同一行的發(fā)光管的陽極連在一起。在掃描時(shí)，系統(tǒng)會對第一行的發(fā)光管進(jìn)行亮滅操作，同時(shí)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)鎖存。然后控制第一行的二極管常亮一段時(shí)間，再熄滅；然后控制第二行的發(fā)光管重復(fù)第一行二極管的操作，以此類推，一直重復(fù)到第十六行，然后重新回到第一行，再做相同的動作，這樣便完成了第一輪的掃描。當(dāng)掃描速度足夠快時(shí)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，就能看到點(diǎn)陣屏上穩(wěn)定的圖形。由于數(shù)據(jù)傳輸采用串行傳輸，控制電路只使用一根信號線，在硬件成本和維護(hù)方面是十分可靠的[14]。圖3-6為點(diǎn)陣電路在仿真圖中與緩存器的連接：圖3-10點(diǎn)陣電路3.2.274HC595緩存器介紹74HC595緩存器是硅結(jié)構(gòu)的CMOS器件，兼容低電壓TTL電路，是一種串入并出的芯片，在圖形和文字的點(diǎn)陣屏顯示中作為驅(qū)動使用。74HC595有一個(gè)移位寄存器和存儲器，并具備三態(tài)輸出功能。移位寄存器和存儲器互不干涉，各自使用獨(dú)立的時(shí)鐘。如圖3-11所示為74HC595的引腳圖[16]。圖3-1174HC595如表3-1為引腳功能說明:表3-174HC595引腳說明引腳名功能說明Q0--Q7八位并行輸出端口Q7'級聯(lián)輸出端,連接下一個(gè)級的DS端DS串行數(shù)據(jù)輸入端,級聯(lián)接上一級的Q7'/MR低電平時(shí)將數(shù)據(jù)清零,防止數(shù)據(jù)清零，通常接到VCCSH_CP高電平時(shí)寄存器的數(shù)據(jù)移位，低電平時(shí)數(shù)據(jù)不變ST_CP高電平時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲寄存器，低電平時(shí)存儲寄存器數(shù)據(jù)不變/OE輸出數(shù)據(jù)控制端，低電平時(shí)有效圖3-12為74HC595緩存器在仿真圖中與單片機(jī)的連接：圖3-12緩存器電路3.3聲光報(bào)警模塊設(shè)計(jì)聲光報(bào)警主要由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成，當(dāng)電梯到達(dá)樓層后，二極管和蜂鳴器同時(shí)導(dǎo)通，發(fā)出聲光報(bào)警。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子器件，主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器。采用直流供電，在電子玩具和報(bào)警器等電子產(chǎn)品中作為發(fā)聲部件。由于蜂鳴器的工作電流比較大，單片機(jī)的接口無法與之直接連接使用，需要用到放大電路來驅(qū)動。三極管經(jīng)常被用來作為放大電流元件。圖3-13為聲光報(bào)警模塊。圖3-13聲光報(bào)警電路3.4按鍵檢測模塊設(shè)計(jì)電梯轎廂的樓層按鍵采用八個(gè)獨(dú)立按鍵控制，分別對應(yīng)樓層的一樓到八樓。按鍵接單片機(jī)的P1口，另一端接地。當(dāng)單片機(jī)上電后，按鍵保持高電平，當(dāng)樓層按鍵按下，觸發(fā)低電平信號，單片機(jī)立即響應(yīng)指定樓層。如圖3-14為按鍵檢測模塊。圖3-14按鍵檢測第四章軟件程序設(shè)計(jì)4.1樓層顯示屏主程序設(shè)計(jì)單片機(jī)控制的轎廂顯示屏設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、按鍵掃描檢測、樓層上下和位置顯示三個(gè)部分。單片機(jī)作為核心控制元件，接收按鍵發(fā)出的低電平信號，并通過緩存器驅(qū)動點(diǎn)陣屏顯示，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示。圖4-1為主程序流程圖圖4-1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)當(dāng)接通電源后，首先單片機(jī)系統(tǒng)初始化，重置所有的功能。然后對按鍵進(jìn)行掃描，如果按鍵沒有按下，系統(tǒng)會一直對按鍵進(jìn)行掃描。一旦檢測到有低電平輸入，系統(tǒng)便會做出響應(yīng)，確定是哪一層的按鍵被觸發(fā)，然后再進(jìn)行上行或者下行的操作。此時(shí)點(diǎn)陣屏便會做出相應(yīng)變化，如果是上行，點(diǎn)陣屏便會顯示上行圖形，到達(dá)指定樓層后，聲光報(bào)警提示到達(dá)樓層，此時(shí)電梯打開門，乘客下梯，系統(tǒng)會重新掃描按鍵，直到再次檢測到按鍵觸發(fā)信號。4.2樓層按鍵檢測模塊設(shè)計(jì)樓層按鍵檢測模塊主要是對按鍵不斷的掃描，一旦接收到觸發(fā)信號，迅速判斷樓層位置是上行還是下行，然后做出相應(yīng)動作。圖4-2為樓層按鍵模塊流程框圖。圖4-2按鍵檢測模塊結(jié)構(gòu)系統(tǒng)接通電源后，按鍵模塊初始化。如果一直沒有按鍵被觸發(fā)，系統(tǒng)便一直保持初始化狀態(tài)。一旦有按鍵被按下，觸發(fā)低電平，系統(tǒng)會進(jìn)行確認(rèn)，如果相同的按鍵再被按下，系統(tǒng)會立即終止本次操作，恢復(fù)到初始化狀態(tài)。在按鍵被按下，并且沒有再次被觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)會立即響應(yīng)本次操作，執(zhí)行主程序中相應(yīng)的內(nèi)容。4.3樓層顯示模塊設(shè)計(jì)樓層顯示模塊主要是對樓層位置做出判斷，乘客所選樓層是否與當(dāng)前所處樓層沖突，若沖突，系統(tǒng)自動取消本次操作；若不沖突，判斷是上行還是下行。圖4-3為樓層顯示模塊流程圖。圖4-3樓層顯示模塊結(jié)構(gòu)首先系統(tǒng)會打開T0中斷，系統(tǒng)初始化。然后將數(shù)組按照大小排列，然后進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)沒有計(jì)滿時(shí)，會重新進(jìn)行數(shù)組大小排列。當(dāng)計(jì)數(shù)計(jì)滿后，進(jìn)入到T0中斷，此時(shí)開始檢測按鍵是否被觸發(fā)，當(dāng)按鍵被觸發(fā)時(shí)，進(jìn)入外部中斷存入按鍵的值，并判斷上升還是下降，系統(tǒng)進(jìn)入T0中斷。判斷是否上行，如果上行，點(diǎn)陣進(jìn)行上行顯示，然后當(dāng)?shù)竭_(dá)指定樓層時(shí)，led燈亮起，蜂鳴器報(bào)警。第五章軟件仿真程序仿真是檢測設(shè)計(jì)電路能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵，仿真圖也稱為接線圖，是模擬電路連接情況，是設(shè)備生產(chǎn)前必做的工作。5.1仿真軟件現(xiàn)在主流的仿真軟件是Proteus軟件，該軟件有英國一家公司生產(chǎn)，是最常用的仿真軟件。具備原理布圖、PCB布線和電路仿真功能。對主流的單片機(jī)和元件收錄較全。圖5-1為ISIS7.8Professional的工作界面。圖5-1仿真軟件工作窗口5.2仿真過程及結(jié)果根據(jù)單片機(jī)端口和緩存器、點(diǎn)陣屏的原理和使用方法，進(jìn)行合理連接和布線。同時(shí)注意電阻的阻值大小，經(jīng)過不斷的調(diào)試，最終完成了仿真工作。仿真結(jié)果符合設(shè)計(jì)的基本要求，樓層顯示和聲光報(bào)警能夠即時(shí)相應(yīng)。5.2.1模擬一樓狀態(tài)單片機(jī)接通電源后，系統(tǒng)首先上電復(fù)位。此時(shí)點(diǎn)陣屏顯示樓層初始位置為一樓。led燈點(diǎn)亮，表示此時(shí)電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)。單片機(jī)不斷對按鍵進(jìn)行掃描。如圖5-3為電梯位于1樓時(shí)的仿真截圖。圖5-3一樓狀態(tài)5.2.2電梯上行狀態(tài)當(dāng)在電梯轎廂內(nèi)按下第六層按鍵時(shí)，系統(tǒng)做出判斷，當(dāng)所選樓層大于當(dāng)前所處的二層樓時(shí)，為上行，上行過程中點(diǎn)陣屏不斷向上滾動顯示箭頭，當(dāng)?shù)竭_(dá)第六層后，led燈亮起，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警。如圖5-4為電梯停在二樓的狀態(tài)，圖5-5為上行箭頭不斷向上滾動，圖5-6為電梯到達(dá)六層后，蜂鳴器報(bào)警，led燈亮起。圖5-4上行初始狀態(tài)圖5-5電梯處于上行狀態(tài)圖5-6電梯到達(dá)六樓5.2.3電梯下行狀態(tài)當(dāng)在電梯轎廂內(nèi)按下第四層按鍵時(shí)，系統(tǒng)立即響應(yīng)，判斷所選樓層小于當(dāng)前第八層時(shí)，為下行，下行過程中點(diǎn)陣屏不斷向下滾動顯示箭頭，當(dāng)?shù)竭_(dá)四層后，led燈亮起，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警。如圖5-7為電梯初始位置在八樓。圖5-8為電梯處于下行狀態(tài)，箭頭不斷向下滾動，圖5-9為電梯下行到達(dá)四層的狀態(tài)。圖5-7下行初始狀態(tài)圖5-8下行狀態(tài)圖5-9下行到站狀態(tài)第六章總結(jié)6.1課題總結(jié)本文主要是根據(jù)在?？茖W(xué)習(xí)中涉及到的一些電梯方面的知識和問題，結(jié)合本科學(xué)習(xí)的單片機(jī)和電力電子方面的知識，來進(jìn)行相關(guān)問題的設(shè)計(jì)。在經(jīng)過網(wǎng)上查閱大量資料，咨詢老師和同學(xué)后，著手設(shè)計(jì)電梯轎廂顯示屏的工作。在設(shè)計(jì)之初，首先是方案的設(shè)計(jì)，經(jīng)過反復(fù)論證比較，最終選擇了一項(xiàng)符合自己設(shè)計(jì)理念和能力的方案。接著是硬件的選型，單片機(jī)的型號有很多，功能也很多，但本著實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)成本考慮，最終選擇了一款功能可以滿足需求，并且經(jīng)濟(jì)成本最高的。其他的元件也本著這個(gè)理念，最終確定了下來。選型只是一方面，真正要做到的還是如何使用。所以又在網(wǎng)上查閱相關(guān)的元件使用說明書和一些使用實(shí)例的視頻，真正做到弄懂這個(gè)元件的工作原理和使用方法。在選擇選擇課題時(shí)，挑選了自認(rèn)為熟悉的電梯領(lǐng)域，但經(jīng)過后期細(xì)致的分析，發(fā)現(xiàn)想要養(yǎng)成本課題并不簡單。由于電梯行業(yè)屬于特種設(shè)備，在機(jī)械行業(yè)比較特殊，平時(shí)接觸到的能夠到的也比較少，所以很多人不了解。在網(wǎng)絡(luò)上搜集到的資料也比較有限。在硬件部分設(shè)計(jì)時(shí)，單片機(jī)種類繁多，給硬件選型帶來一定的困難。剛開始選用的8*8點(diǎn)陣屏搭配74ls245芯片使用，雖然能夠滿足電梯上下運(yùn)行顯示，但過于簡單。點(diǎn)陣屏顯示過于粗糙，箭頭和數(shù)字顯示間距過大，導(dǎo)致觀感很差。后來選用更加密集的16*16點(diǎn)陣屏，搭配74hc595緩存器。同時(shí)增加聲光報(bào)警電路，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定樓層后，能夠及時(shí)提醒乘客下梯，進(jìn)一步提高電梯運(yùn)行效率。在軟件方面，由于采用了更加復(fù)雜的點(diǎn)陣屏，對于程序的編寫帶來了更大的挑戰(zhàn)，尤其是判斷上下和樓層的數(shù)字顯示方面。對于數(shù)組的編寫耗費(fèi)了大量的精力，力求運(yùn)行更加完美，對于運(yùn)行時(shí)間和速度進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化。在仿真方面，由于用到的緩存器比較多，點(diǎn)陣屏的接口也比較多，在剛開始的仿真設(shè)計(jì)時(shí)，由于端口的連接錯誤，花費(fèi)了不少時(shí)間，最終在查閱元件相關(guān)使用說明，才成功實(shí)現(xiàn)仿真。最大的困難出現(xiàn)在原理圖繪制，由于從沒接觸過原理圖繪制工作，在軟件學(xué)習(xí)的使用上，花費(fèi)了很多精力。最終學(xué)會了元件的封裝和元件庫建立和導(dǎo)入。雖然很多都是學(xué)習(xí)過的知識，但自己動手設(shè)計(jì)，卻困難重重。有些設(shè)計(jì)方案過于理想化，導(dǎo)致設(shè)計(jì)中途發(fā)現(xiàn)問題很多，不得已放棄研究，浪費(fèi)時(shí)間和精力。這讓我懂得了列綱領(lǐng)的重要性，做研究不能堂而皇之的感覺自己可以設(shè)計(jì)出來，而忽略一些現(xiàn)實(shí)的問題。比如自身能力的不足、元件原理的不確定性和程序的不嚴(yán)謹(jǐn)編寫，這些都會造成設(shè)計(jì)的失敗。從這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)到要在設(shè)計(jì)開始前，就把設(shè)計(jì)的綱領(lǐng)和一些可能存在的問題列舉出來，經(jīng)過反復(fù)論證后，才能選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，并對后面的工作展開有很多的幫助。6.2課題展望由于課程的限制和自身能力的不足，我目前只能接觸到單片機(jī)的一些簡單功能的使用，還有很多豐富實(shí)用的功能需要去學(xué)習(xí)。通過一些國內(nèi)外的市場調(diào)研，以及社會發(fā)展趨勢，電梯顯示屏技術(shù)已經(jīng)開始朝著人性化、智能化方向發(fā)展[12]。原先的安全化、規(guī)范化等早已是默認(rèn)的要求。近年來，由于疫情的影響，電梯作為一個(gè)密閉空間，按鍵的頻繁接觸成為了防疫的重點(diǎn)。所以，可以借助人工智能的幫助，取消按鍵。只需一個(gè)人工智能機(jī)器人詢問人們的需求，并作出響應(yīng)。避免人們的接觸。在顯示屏上加入無線通訊模塊，當(dāng)電梯出現(xiàn)故障，人們被困在里面時(shí)，顯示屏可以直接顯示緊急報(bào)警電