垂直升降電梯控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u22592垂直升降電梯控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)案例 117092第1章硬件設(shè)計(jì) 196641.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2310121.2供電模塊設(shè)計(jì) 877141.3顯示模塊設(shè)計(jì) 8217861.4按鍵模塊設(shè)計(jì) 11297071.5驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 13286741.6報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 14151031.7其他電路設(shè)計(jì) 15176801.8本章小結(jié) 1512206第2章軟件設(shè)計(jì) 17142202.1程序設(shè)計(jì)環(huán)境 17251482.2程序編寫思路 1838412.3主程序設(shè)計(jì) 18216502.4子程序設(shè)計(jì) 19141282.2.1判斷方向設(shè)計(jì) 19105792.2.2定時(shí)器中斷設(shè)計(jì) 19299282.2.3鍵盤掃描設(shè)計(jì) 2072612.2.4方向指示燈設(shè)計(jì) 20第1章硬件設(shè)計(jì)這次設(shè)計(jì)了4層低層電梯。電梯的樓層在二樓，所以一樓外面的按鈕只有一個(gè)電梯按鈕，而最高樓層的按鈕是四層，所以外面四層的按鈕有電梯按鈕。只有一個(gè)下拉按鈕。另外，位于第二層和第三層的外部呼叫按鈕分別具有一個(gè)上按鈕和一個(gè)下按鈕。電梯的內(nèi)部按鈕在1到4層之間設(shè)置為每個(gè)樓層的選擇按鈕，并且還具有手動(dòng)開門/關(guān)門按鈕，緊急一鍵警報(bào)按鈕和緊急移除裝置。剛開始，我準(zhǔn)備使用似乎可以區(qū)分的單獨(dú)按鈕，但是單片機(jī)沒有足夠的端口，因此我只能使用僅占用8個(gè)端口的矩陣鍵盤。單片機(jī)的。按下每個(gè)按鈕之后，您應(yīng)該能夠清楚地看到它是否被實(shí)際按下，因此您需要安裝一個(gè)發(fā)光二極管。此外，電梯的當(dāng)前樓層號(hào)應(yīng)由數(shù)字指示器指示，并且電梯的運(yùn)行狀態(tài)是上升還是下降也應(yīng)由兩個(gè)指示器分開。門的打開和關(guān)閉狀態(tài)也應(yīng)以不同顏色的燈光指示。1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)STC89C52RC的最小系統(tǒng)如圖1.1所示，整個(gè)最小系統(tǒng)包括一個(gè)晶體振蕩器電路和一個(gè)復(fù)位電路。另外，除了單片機(jī)的最小系統(tǒng)部分外，還有一些外部電路[7]。由于STC89C52RC的P0端口是漏極開路輸出[7]，因此將2.7k上拉電阻P1連接到P0端口，以便可以將P0端口用作通用I/O端口[7]。值得一提的是，在接通芯片的31引腳電源后，如果它處于高電平，則它開始在內(nèi)部工作；而在通電之后，它在低電平時(shí)將開始工作。從外部。由于我們的程序存儲(chǔ)在MCU中，因此我們需要將EA連接到更高級(jí)別，以便MCU可以讀取并執(zhí)行內(nèi)部程序[22]。圖1.1最小系統(tǒng)原理圖1.1.1STC89C52單片機(jī)介紹STC89C52RC單片機(jī)是新型的，具有非?？斓倪\(yùn)行速度，并且功耗也非常低。它是由宏景科技公司開發(fā)的，是一個(gè)國產(chǎn)品牌。這些指令與先前的微控制器系列兼容。它使用現(xiàn)有的MCS-51內(nèi)核[23]，并具有由于一些改進(jìn)而沒有現(xiàn)有芯片的功能。單獨(dú)的芯片就有一個(gè)靈活的8位CPU和在線可編程閃存，并且它的選擇和開發(fā)相對(duì)容易，因?yàn)樵S多用戶可以為用戶提供靈活而有效的解決方案[6]。功能特性如下：1.加強(qiáng)型8051控制器，6時(shí)鐘/機(jī)器周期/和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051[7]；2.執(zhí)行電壓：5.5V~1.3V（5V單片機(jī)）/1.8V~2.0V（3V單片機(jī)）；1.工作頻率范圍:0~40MHz,實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz；2.用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)；5.片上集成512字節(jié)RAM；6.通用I/0口(32個(gè))，復(fù)位后為:P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路出口，作為集成擴(kuò)展使用，無需添加上拉電阻，但作I/0口時(shí)，要添加上拉電阻[24]；7.ISP(在線可編算)/IAP(運(yùn)用可編算),不需要定制編算器，也無需定制模擬器，利用串口(RxD/P1.0,TxD/P1.1)直接下載用戶程序，完成度非常高；8.具有EEPROM功能；9.具有看門狗功能；10.共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2；11.外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；12.通用異步串行口(UART),還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART[24]；11.溫度范圍:-40~+85C(工業(yè)級(jí))/0~75°C(商業(yè)級(jí))；12.PDIP封裝；STC89C52RC單片機(jī)的主要工作模式如下[7]：（1）失電模式：功耗非常小，中斷回到開頭時(shí)，會(huì)依然不停的運(yùn)行原來的代碼；（2）無占用模式:典型功耗2mA；（3）正常工作模式:典型功耗4mA-7mA；（4）掉電模式：可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備。圖1.2STC89C52引腳圖端口說明，管腳如圖1.2所示：VCC(40引腳):供電電壓VSS(20引腳):接地端口P0（P0.0至P0.7，39至32針）:端口P0是漏極開路的8位雙向I/0端口。作為輸出端口，每個(gè)引腳可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，并且向端口P0寫入“1”可用作高阻抗輸入。當(dāng)輸入外部程序或檢索數(shù)據(jù)時(shí)，P0端口可以是8位總線，并且在添加這樣的電阻器之后，它可以補(bǔ)償自身的電阻不足并變得有效。編程時(shí)，P0端口接收命令字節(jié)：并在驗(yàn)證程序后輸出命令字節(jié)。驗(yàn)證需要一個(gè)外部上拉電阻[25]。P1端口（P1.0至P1.7，1至8針）:P1端口也是具有自身上拉功能的輸入和輸出端口。P1的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL輸入（灌電流或輸出電流模式）。當(dāng)端口輸入1時(shí)，上拉電阻會(huì)增加內(nèi)部值以達(dá)到高電位，并可用作輸入端口。此外，P1.0和P1.1還可用作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2（P1.0/T2）的外部技術(shù)輸入和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2（P1.1/T2EX）的觸發(fā)輸入。當(dāng)用閃存ROM程序驗(yàn)證時(shí)，P1接收低8位地址。P2端口（P2.0至P2.7，21至28針）:P2端口具有其自身的內(nèi)部電阻。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL輸入（灌電流或輸出電流模式）。上拉電阻將端口拉至高電平，然后可用作輸入端口[25]。當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的16位地址時(shí)（例如，執(zhí)行“MOVX@DPTR”指令），P2發(fā)送高8位地址。當(dāng)使用8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)（例如，執(zhí)行“MOVX@R1”指令），P2端口引腳的內(nèi)容（即，特殊寄存器（SFR）區(qū)域中P2寄存器的內(nèi)容）不是在整個(gè)訪問期間使用。在FlashROM編程和程序驗(yàn)證期間，P2還從高位接收一些控制命令。P3端口（P1.0至P1.7，10至17針）:P3具有內(nèi)置的非單向輸入和輸出端口，帶有上拉電阻。P3將其用作沒有外部上拉電阻的信號(hào)輸入端子，并輸入電流以減輕在外部信號(hào)影響下丟失的引腳。編譯并驗(yàn)證程序后，P3端口將用作接收程序，以接收其需要運(yùn)行的信息。

表1.1P3口引腳復(fù)位功能引腳號(hào)復(fù)位功能P1.0RXD（串口輸入口）P1.1TXD（串行輸出口）P1.2外部中斷0P1.3外部中斷1P1.4T0P1.5T1P1.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P1.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通RST（9針）:重置。該按鈕的功能是復(fù)位。例如，在調(diào)試過程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)不清楚并需要重新分類時(shí)，按復(fù)位按鈕可使MCU返回其初始狀態(tài)。當(dāng)您的周期為2微秒或更長時(shí)，這很有用。在計(jì)算了看門狗時(shí)間之后，復(fù)位將定期具有高電平的連續(xù)輸出。特殊寄存器不能使用此功能。如果沒有校正，則在高電平時(shí)復(fù)位有效。ALE/（30針）:用于進(jìn)入外部存儲(chǔ)器以查看程序。鎖存地址位的低8位。在閃存編程期間，該引腳也應(yīng)用于脈沖輸入編程。除非特別說明，否則ALE可以具有固定的脈沖輸出，其大小為晶體振蕩器的1/6。它還具有一個(gè)外部定時(shí)器功能和一個(gè)時(shí)鐘功能。但是，請(qǐng)?zhí)貏e注意以下事實(shí)：這些脈沖將始終跳過對(duì)數(shù)據(jù)的外部訪問。如果可用，則需要將地址位的0位置更改為“1”，以使ALE不起作用。位置“1”處ALE的有效范圍受到特別限制。如果您不這樣做，則ALE會(huì)增加。對(duì)于此ALE激活設(shè)置，在外部運(yùn)行它會(huì)降低效率。/VPP（31針）可從外部程序訪問。僅當(dāng)接地時(shí)，激活才能接受來自外部存儲(chǔ)器的命令。對(duì)于模式1的機(jī)密性，您可以在內(nèi)部鎖定重置。在內(nèi)部代碼中執(zhí)行命令時(shí)，應(yīng)將其連接到更高級(jí)別。閃存編程中可能有12V的VPP電壓。XTAL1（19針）:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘生成電路[25]的輸入端子。XTAL2（18引腳）:振蕩器反相放大器輸入。并非所有地址都在該芯片的寄存器中定義。讀寫時(shí)，任何未定義的內(nèi)容都沒有任何意義。無法檢查讀取的數(shù)據(jù)，并且記錄的數(shù)據(jù)消失。“1”不能出現(xiàn)在未定義的區(qū)域中。由于功能不是固定的，因此原功能可能會(huì)在不久的將來更改，因此，這些數(shù)據(jù)將在重置為零后恢復(fù)。STC89C52RC本身具有計(jì)時(shí)器0和1，計(jì)數(shù)器0和1，T2CON具有附加的計(jì)時(shí)器2，T2MOD具有附加的計(jì)數(shù)器2。計(jì)時(shí)器2的邊界不清楚，它可能是計(jì)數(shù)器或計(jì)時(shí)器。三種操作模式是首先捕獲，然后加載，最后將其用作波特率發(fā)生器[12]。1.1.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)如果計(jì)算機(jī)在使用過程中崩潰，則可以按重新啟動(dòng)按鈕。單片復(fù)位電路等效于重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。按下重置按鈕可使系統(tǒng)返回其初始狀態(tài)，一切都從頭開始。復(fù)位的優(yōu)點(diǎn)是，在單片機(jī)運(yùn)行期間，由于某些特殊情況的出現(xiàn)，有必要用一個(gè)鍵將其更改為初始狀態(tài)，然后再次執(zhí)行相應(yīng)的操作。復(fù)位電路由一個(gè)10uFC5極性電容器和一個(gè)10KR9電阻器組成。電容電壓是不變的介質(zhì)。系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位引腳為高電平，電容電壓的RC值可以確定該電平的持續(xù)時(shí)間。電路RC值可通過將電阻和電容相乘得出，即時(shí)間常數(shù)t=10uF*0.01M=0.1s>2us（兩個(gè)機(jī)器周期）。1.1.3晶振電路設(shè)計(jì)單片晶體振蕩器可以為系統(tǒng)提供由兩個(gè)電容器C6和C7晶體振蕩器以及一個(gè)12M晶體振蕩器組成的基本時(shí)鐘信號(hào)。它的作用是在此處振動(dòng)，從而使晶體振蕩器不再是晶體振蕩器。振動(dòng)的采樣范圍為1533pF，晶體濾波器的值可以為24MHz，晶體濾波器的值較高，單片機(jī)的運(yùn)行速度較快。繪制時(shí)，晶體濾波器最接近單片機(jī)。如圖1.4所示：圖1.4晶振電路圖1.2供電模塊設(shè)計(jì)電源模塊如圖1.5所示。直接電源使用5VUSB接口，可以通過計(jì)算機(jī)USB接口，移動(dòng)電源和其他設(shè)備供電。由于開關(guān)電源非常不穩(wěn)定，因此需要在電路的輸出端添加一個(gè)220uF的濾波電容器，以使其并聯(lián)工作。它可以降低交流效率，穩(wěn)定電源，并減少交流電對(duì)電子電路的影響。并且電路性能不容易波動(dòng)。圖1.5供電模塊圖1.3顯示模塊設(shè)計(jì)1.1.1樓層顯示設(shè)計(jì)在LED和數(shù)碼管顯示領(lǐng)域，為了確保數(shù)據(jù)始終顯示在屏幕上，有必要不斷地用下一秒的數(shù)據(jù)替換前一秒的數(shù)據(jù)。特別是在需要區(qū)分頻道的顯示屏上。典型的刷新率是30ms，這也是正常的人類可接受的值，但這會(huì)影響處理器處理其他任務(wù)，并使處理器體驗(yàn)到能耗。使用閂鎖可以很好地解決此問題，并減輕處理器的負(fù)擔(dān)。來自處理器的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)芥i和鎖，并且鎖的輸出觸發(fā)器保持?jǐn)?shù)據(jù)狀態(tài)，直到出現(xiàn)新數(shù)據(jù)為止。您可以在修改數(shù)字管的顯示內(nèi)容之前釋放處理器和IO端口的處理時(shí)間，因此修改顯示內(nèi)容將限制處理器的處理時(shí)間，這相當(dāng)于整體的一部分。顯示時(shí)間和處理處理器可以在處理后留出足夠的時(shí)間來執(zhí)行其他必要的任務(wù)，以盡快完成顯示。這是LED和數(shù)字電子管顯示屏上的固定功能，可以節(jié)省單芯片計(jì)算機(jī)的時(shí)間。74HC573功能簡介：D0D7是數(shù)據(jù)輸入端子，Q0Q7是輸出端子，GND是接地端子（0V），VCC輸出高電平。0E用于激活該端子的輸出。當(dāng)輸入為高時(shí)，輸出關(guān)閉；當(dāng)輸入為低時(shí)，輸出正常[13]；當(dāng)輸入為低時(shí)，輸出正常。LE為輸出使能端，當(dāng)該端口為高電平時(shí)，輸出跟隨D0D7；當(dāng)該端口為低電平時(shí)，輸出保持最后一分鐘的狀態(tài)[8]；當(dāng)該端口為低電平時(shí)，輸出保持最后一分鐘的狀態(tài)。端口如圖1.6所示。圖1.674HC573引腳圖此級(jí)別的顯示平面包括74HC573鎖存器，數(shù)字電子管和1200電阻器。選擇單芯片多路復(fù)用計(jì)算機(jī)的P0端口。高硅柵CMOS器件性能輸入電流為1uA，工作電壓為2V至6V。如果G為高，則Q輸出將根據(jù)給定的數(shù)據(jù)輸入而變化。如果使能為低電平，則將輸出鎖定在設(shè)置的數(shù)據(jù)級(jí)別[9]。如果可能的話，輸出將被鎖定在數(shù)據(jù)級(jí)別。輸出控制不影響鎖的內(nèi)部操作。這意味著即使關(guān)閉輸出，也可以保留現(xiàn)有數(shù)據(jù)并插入新數(shù)據(jù)。該電路可以產(chǎn)生高容量或低阻抗。它可以直接加載并連接到系統(tǒng)總線，并驅(qū)動(dòng)非接口總線。特別適用于緩沖寄存器，I/O通道，雙向總線驅(qū)動(dòng)器和操作。同時(shí)，由于設(shè)備的端口有限，74HC573還可以執(zhí)行擴(kuò)展功能。目前，電梯樓層顯示為7段數(shù)碼管，并且74HC573的Q0Q7端口與數(shù)碼管端口相連。D0至D7連接到排除對(duì)象，最后連接到微控制器。74HC573是低電平接地，LE輸入使能端子連接到微控制器的P27端口。這是因?yàn)長E端子由微控制器的I/O控制。當(dāng)鎖存器打開到高電平時(shí)，由于D端子和Q端子已連接，因此可以進(jìn)行傳輸；當(dāng)LE為低電平時(shí)，由于D端子的改變，Q0Q7不會(huì)改變。在仿真中，您不需要像真實(shí)物體那樣串聯(lián)連接限流電阻，只需直接將兩者連接即可。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流為3mA至10mA，當(dāng)數(shù)碼管打開時(shí)，使用1.2K電阻限制電流，以防止數(shù)碼管因過大的電流而燃燒[10]。原理圖如圖1.7所示。圖1.7樓層顯示原理圖1.1.4電梯內(nèi)部指示燈設(shè)計(jì)在這種設(shè)計(jì)中，74HC573可以保持燈光穩(wěn)定，而不會(huì)閃爍或亮度不足。如圖1.10所示。圖1.8內(nèi)部指示燈電梯中的每個(gè)按鈕都配備有發(fā)光二極管指示燈，按下該按鈕時(shí)，相應(yīng)的指示燈也會(huì)亮起。D1和D2用于指示電梯當(dāng)前正在上升還是下降。D3至D8和D15對(duì)應(yīng)于電梯內(nèi)部按鈕KEY2至KEY9。按鈕指示器通過74HC573的LE輸入啟用端子連接到單片機(jī)的P21端口。74HC573僅在低電平時(shí)有效，因此LE端由單片機(jī)的I/O控制，因此連接了單片機(jī)的P27端口。此時(shí)，可以將數(shù)據(jù)輸入到鎖存器。將Q0鎖存器D0更改為鎖存器D7不會(huì)影響Q0至Q7。上電后，MCU端口的默認(rèn)電平為高電平，因此即使上電后指示燈也不亮，請(qǐng)將LED指示燈設(shè)置為低電平激活。也就是說，當(dāng)D1=0時(shí)，LED指示燈可以點(diǎn)亮。1.1.4電梯外部指示燈設(shè)計(jì)電梯外部的六個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)六個(gè)發(fā)光二極管，D9到D14為外部按鍵對(duì)應(yīng)的指示燈。圖1.9外部指示燈1.4按鍵模塊設(shè)計(jì)電梯具有方便乘客選擇的按鈕，因此此設(shè)計(jì)也需要按鈕。這次是設(shè)計(jì)的4樓電梯。由于執(zhí)行呼叫和內(nèi)部選擇功能所需的按鈕數(shù)量相對(duì)較大，因此每個(gè)按鈕還應(yīng)具有相應(yīng)的指示燈。考慮到微控制器上端口的數(shù)量有限，這次設(shè)計(jì)的按鈕采用了一個(gè)44矩陣鍵盤。圖1.10內(nèi)外按鍵整體圖共有14個(gè)按鈕，并且它選擇了矩陣鍵盤，因此您只需要使用8個(gè)單片機(jī)的端口，按鍵就連接到每個(gè)單片機(jī)的端口P10至P17。將其設(shè)置為低電平有效，然后在通電后檢查低電平。按鍵功能如圖1.2所示。表1.2按鍵對(duì)應(yīng)功能按鍵編號(hào)按鍵對(duì)應(yīng)功能KEY2報(bào)警KEY3消警KEY4開門KEY5關(guān)門KEY6四樓KEY7三樓KEY8二樓KEY9一樓KEY10一樓上KEY11二樓上KEY12三樓上KEY15二樓下KEY16三樓下KEY17四樓下1.5驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)模擬垂直提升的電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模擬實(shí)際電梯的運(yùn)行狀況，并且電梯的控制以及電梯的打開和關(guān)閉是通過電動(dòng)機(jī)來模擬的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是開環(huán)控制電動(dòng)機(jī)，可將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移或線性位移。它是現(xiàn)代數(shù)字程序控制的主要執(zhí)行組件。它被廣泛使用。在沒有過載的情況下，電動(dòng)機(jī)的速度和停止位置僅取決于脈沖信號(hào)的脈沖數(shù)和頻率，而不受負(fù)載的影響[12]。如果將脈沖信號(hào)提供給步進(jìn)電機(jī)，則需要指定步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，并且可以通過單個(gè)芯片來控制步進(jìn)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位和速度控制[12]。由于單片機(jī)的輸出電流很小，因此ULN2003芯片用于放大并驅(qū)動(dòng)電機(jī)以增強(qiáng)單片機(jī)的端口信號(hào)。ULN2003是一種非門電路，高耐壓，高電流的復(fù)合晶體管陣列[13]，其電流上限為500mA。ULN2003端口詳情：圖1.13報(bào)警模塊電路端口1~端口7：CPU脈沖輸入端[2]；端口8：接地端；端口9：脈沖輸出端；端口10~端口16：脈沖輸入端[2]；這次選擇了28BYJ-48型步進(jìn)電機(jī)，電壓范圍為5V至12V[2]。步進(jìn)電機(jī)的藍(lán)色線，粉紅色線，黃色線，橙色線和紅色線分別連接到ULN2003的OT1（端口16），OT2（端口15），OT3（端口14），OT4（端口13），COM。（端口9）[14]。在門開關(guān)控制驅(qū)動(dòng)電路中，ULN2003的端口IN1到IN4連接到單片機(jī)的端口P34到P37，另一端連接到電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)通過脈沖作用工作。開門和關(guān)門的控制圖如圖1.16所示。圖1.14開關(guān)門控制電路在運(yùn)轉(zhuǎn)控制驅(qū)動(dòng)電路中，通過P5的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來模擬電梯的上端和下端。在該電路中，ULN2003的端口IN1至IN4連接至微控制器的端口P30至P33，另一端OT1至OT4連接至電動(dòng)機(jī)，并且輸出脈沖信號(hào)以控制電動(dòng)機(jī)的操作。1.6報(bào)警模塊設(shè)計(jì)電梯內(nèi)部有一個(gè)緊急警報(bào)按鈕。當(dāng)電梯發(fā)生故障并有乘客被困時(shí)，按緊急警報(bào)按鈕，電梯將立即發(fā)出警報(bào)，通知被困的電梯需要救援，并等待救援人員。發(fā)生錯(cuò)誤后，請(qǐng)按警報(bào)清除按鈕以取消警報(bào)。聲光報(bào)警電路由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成[11]。蜂鳴器類型不多。有源蜂鳴器連接到直流電源后可以發(fā)出聲音，但是無法對(duì)其進(jìn)行控制并且頻率也不會(huì)改變。被動(dòng)蜂鳴器連接到直流電源時(shí)不會(huì)發(fā)出任何聲音，只有連接到交流電源后，它才會(huì)根據(jù)交流電源的更改頻率發(fā)出聲音。您可以控制其他聲音的輸出，但是您需要它。在操作過程中，很難用作外部提供的信號(hào)庫。發(fā)光二極管D15是警報(bào)指示器，按警報(bào)按鈕時(shí)，二極管點(diǎn)亮，并且蜂鳴器鳴響；按警報(bào)鍵時(shí)，指示燈熄滅，蜂鳴器熄滅。如圖1.15所示。圖1.13報(bào)警模塊電路1.7其他電路設(shè)計(jì)下載接口連接到單片機(jī)的P30和P31端口，已編譯的程序被寫入下載器，并插入接口以與單片機(jī)通信。如圖1.18所示。圖1.16下載接口電路1.8本章小結(jié)本章主要介紹如何設(shè)計(jì)整個(gè)硬件系統(tǒng)的各個(gè)模塊，例如單芯片引導(dǎo)功能，單芯片最小系統(tǒng)以及基本電路，例如時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，顯示電路，按鈕電路和輸入?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)可以更好地理解單片機(jī)控制理論的基本結(jié)構(gòu)和基本操作，學(xué)習(xí)如何連接電路，實(shí)現(xiàn)從定位到組件的電路設(shè)計(jì)思想，為軟件設(shè)計(jì)和后續(xù)學(xué)習(xí)打下更加堅(jiān)實(shí)的電路基礎(chǔ)。

第2章軟件設(shè)計(jì)2.1程序設(shè)計(jì)環(huán)境C語言是具有高級(jí)語言和匯編語言特性的編程語言。它是由美國BellLabs的DennisM.Ritchie于1972年發(fā)起的。[15]在改革開放之際，C語言被用于大型，中型，小型和微型計(jì)算機(jī)。它可以用作編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序的工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，也可以用作編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序的應(yīng)用程序編程語言[16]。它具有廣泛的應(yīng)用程序和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，不僅需要在軟件開發(fā)中使用C語言，而且還需要在各種科學(xué)研究中使用C語言。系統(tǒng)軟件，適用于創(chuàng)建3D和2D圖形和動(dòng)畫。諸如MCU和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等應(yīng)用[16]。KeilC51是與Model51兼容的系統(tǒng)。由美國KeilSoftwareCorporation[22]開發(fā)和生產(chǎn)的單芯片C語言軟件具有明顯的特征，結(jié)構(gòu)和優(yōu)勢(shì)。與編譯相比，它具有很高的可讀性和可維護(hù)性，因此易于使用。它提供了一個(gè)完整的開發(fā)仿真程序，包括C編譯器，宏組件和鏈接器。將這些元素組合在一個(gè)綜合的開發(fā)環(huán)境中。為了運(yùn)行該軟件，必須使用Microsoft系統(tǒng)軟件對(duì)其進(jìn)行控制。如果您想用C語言編程，那么Keil是您的最佳選擇。即使您不使用C語言，而是想用一種編譯語言進(jìn)行編程，用戶友好的集成環(huán)境和強(qiáng)大的軟件仿真工具也將使您感到耳目一新。圖2.1軟件運(yùn)行環(huán)境2.2程序編寫思路首先，您可以同時(shí)按下不同層的按鈕。例如，當(dāng)電梯上升時(shí)，較低樓層的乘客會(huì)呼叫電梯，為此，您需要一個(gè)電梯程序，該程序反映每個(gè)按鈕的當(dāng)前狀態(tài)以及哪個(gè)樓層。有乘客的需求，您需要考慮當(dāng)前呼叫的電梯樓層是否與當(dāng)前電梯的前進(jìn)方向匹配。電梯要及時(shí)計(jì)劃合理的運(yùn)行方式，并堅(jiān)持先上后下的原則。此外，電梯在每層之間移動(dòng)需要一定的時(shí)間，并且根據(jù)向上或向下的方向，向上和向下的指示燈會(huì)及時(shí)亮起，樓層顯示數(shù)字管應(yīng)作出響應(yīng)，并且時(shí)間必須改變。當(dāng)電梯停在有乘客需求的地板上時(shí)，電梯會(huì)自動(dòng)打開和關(guān)閉門。此時(shí)，通過使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，開閉門需要一定時(shí)間。當(dāng)電梯上升或下降時(shí)，上下驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在控制芯片的控制下來回驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。最后，如果電梯未收到呼叫信號(hào)，則電梯將停在上次上落操作的底部，等待下一次電梯呼叫。2.3主程序設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖2.2所示。主程序由STC89C52單片機(jī)控制，接通系統(tǒng)電源后，首先執(zhí)行數(shù)字顯像管的初始化程序，初始化開始停止，每次掃描按鈕和地板檢測模塊10毫秒如果有呼叫，它將讀取寄存器中注冊(cè)的呼叫數(shù)據(jù)，然后調(diào)用子例程，當(dāng)電梯的位置發(fā)生變化或其他狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，它將刷新。電梯啟動(dòng)并初始化后，可以看到數(shù)字管上顯示的數(shù)字為“1”。用于指示門已打開和關(guān)閉狀態(tài)的指示燈的顏色為紅色。如果當(dāng)前樓層是二樓，則先開門，然后按樓層請(qǐng)求按鈕，電梯門打開指示燈亮，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，等待5秒鐘后，電梯門關(guān)閉指示燈亮，電梯判斷行駛方向，并顯示上下行駛指示，并調(diào)用地板子程序。之后，電梯開始運(yùn)行，交通指示燈同時(shí)亮起。電梯每層的運(yùn)行時(shí)間為5秒。當(dāng)電梯到達(dá)目標(biāo)樓層時(shí)，電梯將連續(xù)打開和關(guān)閉。門自動(dòng)關(guān)閉，最后方向指示燈熄滅。電梯運(yùn)行狀態(tài)的指示非常重要。它從靜止?fàn)顟B(tài)獲取第一狀態(tài)并繼續(xù)行駛，直到?jīng)]有方向請(qǐng)求或到達(dá)最高或最低樓層為止。當(dāng)前層數(shù)的上下兩層如下。您只負(fù)責(zé)跑到下一層樓，我們將繼續(xù)進(jìn)行下一步并再次進(jìn)行判斷。當(dāng)電梯通過運(yùn)行到達(dá)最高樓層時(shí)，或者沒有從當(dāng)前電梯降下的請(qǐng)求時(shí)，電梯將在此位置停止。如果沒有要求下降到最低樓層或上升到當(dāng)前樓層以下的請(qǐng)求，電梯將自動(dòng)停止。2.4子程序設(shè)計(jì)2.2.1判斷方向設(shè)計(jì)當(dāng)乘客按下電梯上的按鈕時(shí)，電梯內(nèi)的控制中心將確定電梯是上升還是下降。該子程序首先確定中斷子程序中的標(biāo)記數(shù)，以確定電梯將要達(dá)到的目標(biāo)