基于單片機的電梯控制器研究與設計

大學畢業(yè)設計（論文）第一章緒論1.1課題的研究背景隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，住宅和辦公樓逐漸成為高層建筑。電梯被看作是高層建筑中不能缺少的上下交通用具，就像樓層高的酒店、商場、住宅和多層倉庫。在1889年的時候，美國的一家電梯公司，Otis向人們展現(xiàn)出了世界上第一臺使用電能驅(qū)動的電梯，同年在紐約市的Malet大樓成功裝載使用。伴隨著房子的規(guī)模越來越大，樓房的層數(shù)越來越高，電梯速度調(diào)節(jié)的精度和速度調(diào)節(jié)的范疇這一類靜態(tài)和動態(tài)的特征之于電梯提出了更為高的要求。由于傳統(tǒng)的電梯邏輯控制系統(tǒng)用的是繼電器來邏輯控制電路。使用這種控制電路的缺點是容易發(fā)生故障，維護不便，使用壽命短，占用空間大?，F(xiàn)在人類社會已經(jīng)跨入了充滿信息的時代，信息社會的發(fā)展離不開電子產(chǎn)品的進步。單片機的出現(xiàn)使人類能夠使用編程而不是復雜的硬件來構(gòu)建電路，它是在程序中運行的，可以修改。通過不同的程序執(zhí)行不同的功能，特別是特殊和獨特的功能。這是其他設備需要花費大量精力才能完成的事情，有些設備需要花費大量精力才能完成。如果一個不太復雜的函數(shù)是使用20世紀50年代在美國開發(fā)的74系列，或者60年代開發(fā)的CD4000系列，那么電路一定是一個大的PCB板!但是如果你使用上世紀70年代在美國成功銷售的單片機系列，結(jié)果將會大不相同!因為由單片機編寫的程序可以實現(xiàn)高效率、高可靠性和高智能!單片機的主要應用領域單芯片非常廣,如家用電器、辦公自動化設備、智能商業(yè)營銷團隊、工業(yè)自動化控制、智能儀表、智能通信產(chǎn)品、汽車電子系統(tǒng)、航空航天、軍事和國防尖端武器和其他領域。必須執(zhí)行的微機單芯片的不僅是他的廣泛和派遣的經(jīng)濟利益,而是具有更重要的是,執(zhí)行微機單芯片從根本上改變傳統(tǒng)的設計思想和控制系統(tǒng)的設計方法。以前用硬件電路實現(xiàn)的大多數(shù)控制功能都是用使用單片機的軟件方法實現(xiàn)的。上述自動控制中的PID設置現(xiàn)在可以通過智能數(shù)字計算控制、漫反射控制和單片機自適應控制來實現(xiàn)。這種用軟件代替硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱為單片機控制技術(shù)。單片機技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展和完善得益于單片機應用的推廣。1.2課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在現(xiàn)代經(jīng)濟和社會的活動中，我們把電梯看作城市物質(zhì)文明的代表特征。尤其是在比較高的層次的建筑中，電梯是絕對不能缺少的垂直交通工具。電梯作為一種垂直運輸?shù)纳禉C裝置，其特點是高樓大廈占用面積小，同時乘客或貨物可以通過電氣或其他控制方法安全、合理、有效地運送到不同的樓層。在這些優(yōu)勢的基礎上，在當前建筑業(yè)特別是高層建筑快速發(fā)展的背景下，電梯行業(yè)也進入了一個新的發(fā)展時期。電梯的存在使每一座高大的建筑都成為一座垂直的城市。在紐約世貿(mào)中心(WorldTradeCenter)的舊大樓里，除了每天上班的5萬人之外，還有8萬名游客和游客。充分利用建筑的功能，讓它成為現(xiàn)實。有著中國最高的建筑美稱的位于上海浦東的金茂大廈，它的高度是420.5米，主樓以上達到了88層，建筑面積達到了22萬平方米。這是顯而易見的。20世紀初，牽引升降機出現(xiàn)在美國。從圖中可以看出，鋼絲繩懸掛在牽引輪上，一端連接到汽車上，另一端連接到配重上。與所有生命衰落的相反運動相反。很明顯的看來，電纜不必須纏繞，故而電纜的長度和線路的數(shù)量是不受束縛的。當然，汽車的承載能力和高度都有所提高，滿足了人們使用電梯的需求。因此，在過去的100年里，牽引升降機引起了人們的注意，并在今天得到了發(fā)展和使用。電梯已經(jīng)在人們的生活中存在了150年。在一個半世紀的起起落落中，震撼地球的歷史正在發(fā)生著改變，而永恒的變化是電梯改善人類生活質(zhì)量的承諾。生活在繼續(xù)，技術(shù)在發(fā)展，電梯在改進。150年來，電梯的材質(zhì)從黑白變成了彩色，風格從直角變成了斜角。在控制-操作按鈕控制、開關(guān)操作、群組控制、信號控制、人機對話等等這一系列的方面，多臺電梯還具有并行控制和智能群組控制；雙層電梯具有節(jié)省電梯空間、提高承載力的優(yōu)點;自動變速自動扶梯的出現(xiàn)為行人節(jié)省了大量時間;不同的形狀:三角形、半圓形、半圓形和全圓形的全景電梯使乘客的視野不再封閉。今天，以美國奧蒂斯公司為代表的世界領先的電梯公司展示了他們的風格，繼續(xù)開發(fā)新的電梯產(chǎn)品，并不斷改進維修和保養(yǎng)服務系統(tǒng)。調(diào)頻門的控制，主機節(jié)能，噪音低，控制柜耐用，改善了居民們的日常生活。中國最早的電梯之一出現(xiàn)在上海，1901年由美國奧蒂斯公司安裝。1932年美國奧蒂斯公司在天津立信德酒店安裝的電梯仍處于安全運行狀態(tài)。1951年，中共中央提出在天安門廣場安裝國產(chǎn)電梯。天津從慶盛電器廠接管了這項工作。4個月后，任務完成，任務成功完成。經(jīng)過了黨的十一屆，三中全會，在改革開放的潮流中，中國電梯行業(yè)進入了快速發(fā)展時期。在中國的任何一個城市，電梯都被廣泛使用。電梯給人們的生活帶來了便利。電梯是一種安全可靠的設施，在高層建筑中上下垂直，在改善工作條件、降低勞動強度方面發(fā)揮著重要作用。電梯的應用范圍非常廣泛，可用于酒店、餐廳、辦公樓、購物中心、娛樂場所、倉庫和住宅建筑。電梯作為建筑的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，發(fā)揮著不可缺少的作用，作為建筑的主要交通工具，電梯已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠?，就像其他交通工具一樣。一個國家對電梯的總需求主要受到其經(jīng)濟增長率、城市化水平、人口密度和數(shù)量以及國家工業(yè)結(jié)構(gòu)的影響。在全球經(jīng)濟持續(xù)低迷的背景下，中國國民經(jīng)濟繼續(xù)以較快的速度增長，城市化水平繼續(xù)提高?？陀^地說，這導致了中國電梯行業(yè)前所未有的繁榮，中國已經(jīng)成為世界上最大的電梯市場。自20世紀80年代以來，隨著經(jīng)濟建設的持續(xù)快速發(fā)展，我國對電梯的需求不斷增長?？傮w趨勢正在上升，進入“第三波”。2004年的總產(chǎn)量超過8萬輛，沒有放緩的跡象。自1949年中華人民共和國成立以來，全國共安裝電梯6.1萬多部。然而，我們的電梯遠未飽和。世界上平均有1000人有電梯。如果中國想要達到這個水平，它還需要70萬。屆時，全國將有130萬部電梯投入使用，每年將需要6萬部電梯進行拆卸和升級。到2005年，中國電梯年產(chǎn)量達到13.5萬部，比1980年增長了59倍。平均年生產(chǎn)增長率為17.8%。二零零五年，共有124,465部升降機投入服務。截至2005年底，中國使用的電梯總數(shù)已達651,794部。它一出現(xiàn)，中國就有很多公司可以生產(chǎn)它。國內(nèi)電梯以其高質(zhì)量、低成本贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件。中國電梯在亞洲市場的地位越來越重要，年銷量約為1萬部，約占亞洲市場的1/50。一些合資企業(yè)也為外匯出口作出了貢獻。幾家世界著名的電梯公司，如美國的Otis、瑞士的Xunda、日本的三菱和日立、芬蘭的Cohen等，其電梯產(chǎn)量占世界市場的51%。其中，奧的斯和三菱是世界上最大的電梯制造商。目前，除了用交流電梯代替交流電梯外，液壓電梯越來越多地用于低層建筑。此外，小型家庭電梯將成為電梯家族的新成員，為人們的生活帶來更大的舒適。1.3課題研究的價值和意義目前，由可編程控制器(PLC)或微型計算機組成的電梯操作邏輯控制系統(tǒng)正在以非?？斓乃俣劝l(fā)展?？删幊炭刂破魇俏C技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。專用計算機具有良好的抗干擾性能，能夠適應許多工業(yè)控制場所的惡劣環(huán)境，因此目前電梯控制系統(tǒng)仍主要由可編程控制器控制。但是因為PLC更具體，所以每個PLC都是根據(jù)一個設備設計的，所以價格更貴。單片機的價格相當便宜。通過改進抗干擾功能，可以完全替代PLC來實現(xiàn)工業(yè)控制設備的控制。同時,電梯控制系統(tǒng)基于微機的原則,單芯片可以使用高精度的測量電路在設計的過程,它導致數(shù)字組合軟件相對穩(wěn)定,從而確保信號處理控制整個系統(tǒng)更準確、更有效的電梯。從客觀的角度來看，單片機擁有占得地方小、處理速度快、消耗成本低、功能完善的優(yōu)點。它經(jīng)常用于升降機的選擇、啟動、變速等過程。最關(guān)鍵的部分是圖層,然后選擇電動控制方法比較常見,后發(fā)現(xiàn)一個芯片小型機的配置和中間繼電器,可能限制設備前,笨重,操作維修和維護不便,建筑成本,等等。高問題,結(jié)合計算機控制技術(shù),用它來了很多層中間繼電器在一個芯片,尤其是在控制后,還可以減少接口芯片的周邊設備,以保持安全和整體功能的電梯。因此，可靠性對單片機在電梯控制中的基本工作原理和科學的應用策略進行分類是非常必要的。1.4設計任務和要求1.4.1設計任務設計基于單片機的電梯控制器，設計多層電梯控制器硬件電路，在此基礎上，設計電梯控制器軟件程序，實現(xiàn)六層電梯的平層、開關(guān)門及上下行控制等功能。1.4.2設計要求顯示:本設計要求實現(xiàn)樓層控制,電梯運行時應有相應指示燈亮，以示電梯正在上行或下行，實時顯示電梯所在樓層位置。升降控制:當某層有呼叫有相應呼叫信號顯示。電梯模型作相應的運動，并準確平層，當有多人同時進行電梯請求時，需要對請求信號排序。具備不可逆響應的功能：電梯上升途中只響應上升呼叫，下降途中只響應下降呼叫，任何反方向呼叫均鎖存。第二章總體設計方案2.1設計思路本次設計的總思想是，用開關(guān)作為電梯內(nèi)外的請求按鍵，按鍵和單片機的口相連，按鍵按下為低電平，將信號傳送到單片機，單片機根據(jù)各口的信號進行判斷處理，處理完畢后控制步進電機運動，實現(xiàn)電梯的上下運動，采用傳感器確定電梯所在的樓層數(shù)及電梯準確停止的位置，用七段共陰極數(shù)碼管顯示電梯所在樓層，用LED指示燈陣列顯示電梯的運行上下運行狀態(tài)，到達目標層后，電梯通過蜂鳴器來提示到達信號。2.2總體設計框圖圖1電梯單片機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第三章系統(tǒng)的硬件設計3.1主要硬件設計器件在整個的設計過程中，主要有兩大硬件：51單片機和六線四相步進電機，51單片機作為電梯的大腦起控制作用，步進電機作為電梯的動力之源，在51單片機的控制下帶動電梯運動。兩者結(jié)合再加上附加電路組成了完整的電梯系統(tǒng)。51單片機的主要功能和各引腳功能如下所示：圖2單片機的主要功能和各引腳功能主要特性：◆與MCS-51兼容◆4K字節(jié)可編程閃爍存儲器◆全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz◆三級程序存儲器鎖定◆128*8位內(nèi)部RAM◆32可編程I/O線◆兩個16位定時器/計數(shù)器◆5個中斷源◆可編程串行通道◆低功耗的閑置和掉電模式◆片內(nèi)振蕩器和時鐘電路◆壽命：1000寫/擦循環(huán)◆數(shù)據(jù)保留時間：10年管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳能夠接收8TTL門電流。當P1口的管腳頭一回寫1時，它被看作高阻輸進。P0可以用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它就能夠被認為是數(shù)據(jù)/地址的老八位。在FIASH寫程序的時候，P0口作為原碼輸進去的口子，當FIASH進行校驗時，P0輸出來本來的碼，此時P0外部一定得被拉高。P1口：P1口是一個8位雙向I/O口，P1口緩沖器可以收到輸出4TTL門電流。P1口管腳收到1后，被內(nèi)部上拉成高，可當作輸進去，P1口被外部下拉為低電平的情況，將輸出電流，這是因為內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH寫程序和檢查的時候，P1口當成第八位地址接收。P2口：P2端口是一個具有內(nèi)部拉拔電阻的8位雙向I/O端口。P2端口緩沖區(qū)可以接收和發(fā)送4個TTL門電流。當端口P2被寫為“1”時，它的內(nèi)拉電阻將其引腳拉高，并作為輸入。作為輸入，P2端口的引腳從外部提取，產(chǎn)生電流。這是由于內(nèi)部拉出。當P2端口用于程序的外部內(nèi)存或用于訪問的16位地址數(shù)據(jù)的外部存儲時，P2端口生成地址的前8位。當提供“1”地址時，使用內(nèi)部提拉。當讀取和寫入8位外部地址數(shù)據(jù)時，端口P2發(fā)出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在FLASH編程和驗證過程中，P2端口接收8個方向信號和上面的控制信號。P3口：P3端口引腳為8個雙向I/O端口，具有內(nèi)部上拉電阻，可接收和發(fā)射4個TTL門電流。當端口P1輸入“1”時，它們在內(nèi)部被提升到一個高級并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉菜單較低，端口P3將產(chǎn)生電流(ILL)，這是由于下拉菜單。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（決定外部數(shù)據(jù)存儲器可以寫）P3.7/RD（決定外部數(shù)據(jù)存儲器可以讀）P3端口同時接收一些控制信號，用于flash編程和編程驗證。RST：復位輸入。當振蕩器重新啟動設備時，必須保持兩個引腳RST機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部內(nèi)存時，地址鎖定啟用的輸出級別用于鎖定地址的狀態(tài)字節(jié)。在FLASH編程過程中，這個端口用于輸入編程脈沖。在正常情況下，ALE終端在恒頻周期內(nèi)發(fā)出正脈沖信號，即振蕩器頻率的1/6。因此，它可以用作外部輸出脈沖或計時器。但是，請注意，當用作外部數(shù)據(jù)存儲時，將省略ALE脈沖。如果您想禁用ALE輸出，您可以在SFR8EH方向設置0。此時，ALE僅在運行MOVX時工作，MOVC指令為ALE。此外，這個別針拉得更高一點。如果微處理器處于外部運行狀態(tài)，則禁用ALE，則設置無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA維系低電平的情況，那么在這個期間外頭的程序存儲器（0000H-FFFFH），無論它們是否擁有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA把它的內(nèi)部鎖定搞成RESET；當/EA端維系高電平的情況，在同一時期，內(nèi)部的程序存儲器。在FLASH寫程序的時期，這一個引腳也能被使用加在12V寫程序電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器，這個東西的輸入和它的內(nèi)部時鐘工作時候這個電路的輸入。XTAL2：源自于反向振蕩器的輸出。步進電機的工作原理，特點，原理圖，工作方式及時序圖如下：步進電機的工作原理：步進電機是純數(shù)字控制的電機，將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移，即步進電機以角度旋轉(zhuǎn)，非常適合單片機控制。在不過載的情況下，發(fā)動機的速度和停止位置僅取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，不受負載變化的影響。電機以階梯角度旋轉(zhuǎn)，步進電機只有周期性誤差，無累積誤差，精度高。步進電機具有控制簡單、機械結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點。圖3是一個六線四相步進電機的示意圖。這種步進電機可作為四相電機或兩相電機使用。它是靈活的，因此被廣泛使用。四相六線制的步進電機所對應的原理圖：圖3四相六線制步進電機原理圖步進電動機特點：①步進電動機的輸出脈沖數(shù)和它的角位移準確成過原點，斜率為正的一次函數(shù)關(guān)系。所以，在當它旋轉(zhuǎn)一圈后，沒有累計誤差，具有良好的跟隨性。②因為步進電動機和驅(qū)動電路構(gòu)成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，好簡單、又非常便宜，而且可靠性強。同時，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。③步進電機的動態(tài)響應速度快，易于啟動和停止，前進和后退，變速。④速度可以在相對較寬的范圍內(nèi)輕輕調(diào)整，甚至可以在低速下獲得較大的扭矩，因此通?？梢栽诓皇褂脺p速器的情況下直接驅(qū)動負載。⑤步進電機只能在脈沖電源上運行，不能直接使用交流電源和直流電源。⑥步進電機有振蕩和超速現(xiàn)象，必須對控制系統(tǒng)和機械負荷采取相應的措施。步進電機的工作方式：步進電機包括2種工作的方式：整步方式與半步方式。就拿步進角1．8°的四相混合式步進電機來舉例子，在整步運行的方式下，步進電機每一次接收到一個脈沖的時候，步進電機就旋轉(zhuǎn)1．8°，那么旋轉(zhuǎn)一周，它就需要2OO個脈沖。在半步的工作方式之下，步進電機它每接收一個脈沖，旋轉(zhuǎn)0．9°，旋轉(zhuǎn)一周，它就需要4OO個脈沖。控制步進電機旋轉(zhuǎn)必須按一定時序?qū)Σ竭M電機引線輸入脈沖。以上述四相六線制電進電機來舉例子，它的半步工作方式和整步工作方式的控制時序就像圖4和圖5所列的那樣。圖4半步時序圖圖5整步時序圖3.2各單元模塊3.2.1單片機最小系統(tǒng)模塊圖6單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)包括主芯片，復位電路和晶振脈沖產(chǎn)生電路。X1為11.0592MHz的晶振，與30Pf電容并聯(lián)，產(chǎn)生大概1us的脈沖信號作為單片機的核心部分。復位電路是開關(guān)與10uf電容并聯(lián)組成的上電自動復位電路，在RST端為高電平時單片機清零。RP1為排阻，作為P0端的上拉電阻，接此原因是P0端口是由OC門組成。U1為數(shù)據(jù)輸入端口，通過電腦編程能將程序通過此接口燒錄入單片機中。3.2.2開關(guān)控制模塊圖7轎廂開關(guān)控制模塊從左到右依次是第1層、第2層、第3層、第4層、第5層、第6層的呼叫按鍵，后面加的那兩個方便擴展層數(shù)，當按鈕按下的時候，所對應的指示燈D1、D3、D4、D6、D7、D8、D9、D10會亮，按下的信號被記憶，得到鎖存，當?shù)竭_目標層數(shù)時，相對應的記憶信號丟失，對應的LED燈滅掉3.2.3電機驅(qū)動模塊圖8電機驅(qū)動模塊電機驅(qū)動采用ULN2003A完成。本次設計采用步進電機，目的是方便智能控制，可實現(xiàn)調(diào)速功能。電機使用的是四相六線步進電機，由于僅用來實驗，所以電機采用5V電源供電即可，實際中必須使用大電壓來供電方能帶動重物（人等）。ULN2003A引腳圖如下圖：圖9ULN2003A引腳圖ULN2003A功能介紹：ULN2003A是由7根達靈頓NPN管組成的一系列達靈頓高壓高壓產(chǎn)品。主要用于單片機、智能儀器、PLC等控制電路。在5V工作電壓下，可直接連接TTL和CMOS電路，可直接作為繼電器進行充電。具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍廣、負載能力強等特點。輸入為5VTTL，輸出可達500mA/50V。適用于各種高速、大功率系統(tǒng)。3.2.4顯示模塊圖10樓層顯示數(shù)碼管所選用的顯示樓層的數(shù)碼管是7SEG-COM-CAT-GRN，它是共陰極七段的數(shù)碼管，數(shù)碼管的7段，從上邊的橫開始起叫A，按順時針方向依此為ABCDEFG，最后再說左邊的引腳，從上邊開始向下，依此是ABCDEFG。這樣就可以對應上了，根據(jù)顯示數(shù)字的需要在各段加有效電平就能把相應的數(shù)字顯示出了。通過數(shù)碼管可以顯示出電梯轎廂所在的層數(shù)。圖11上下行指示燈顯示電梯運行的方向，分別用三組LED指示燈陣列顯示。只要當步進電機轉(zhuǎn)動，電梯有垂直移動的時候，D2、D5、D11、D12就會亮；當步進電機正轉(zhuǎn)，電梯往上走的時候，D20、D19、D13、D14會亮，整個LED指示燈陣列會呈現(xiàn)一個向上的箭頭亮燈；當步進電機反轉(zhuǎn)，電梯往下走的時候，D18、D17、D16、D15會亮，整個LED指示燈陣列會呈現(xiàn)一個向下的箭頭亮燈當電梯停在某一層樓的時候，LED指示燈陣列全滅。3.2.5抵達目標樓層提示模塊圖12到達目標樓層提示裝置當電梯到達呼叫信號所處的層數(shù)的時候，步進電機會停止轉(zhuǎn)動，電梯會停下來，抵達目標樓層提示模塊會觸發(fā)，蜂鳴器會發(fā)出提示音。3.2.6仿真接線圖圖13仿真接線圖3.2.7硬件電路圖圖14硬件電路圖3.2.8實物圖圖15實物圖正面圖16實物圖反面第四章系統(tǒng)的軟件設計4.1軟件設計總體框圖圖17程序流程圖4.2軟件設計原理當電梯啟動的時候，電梯復位，電梯處于第一層，步進電機不轉(zhuǎn)動，數(shù)碼管顯示層數(shù)1。然后開始檢測電梯呼叫按鈕的觸發(fā)情況。按下不同的呼叫按鍵之后，電梯可以到達不同的樓層。當呼叫按鍵被按下的時候，對應的LED燈會亮，呼叫信號會被記憶，等到響應了以后，到達滿足呼梯信號所要求的樓層之后，原來的呼梯信號才會丟失，對應的LED燈滅掉，然后由蜂鳴器發(fā)出提示聲音，然后馬上判斷下一個，電梯主控器做出響應的控制，電梯做出響應的動作。當電梯在上行的過程中，步進電機正轉(zhuǎn)，LED指示燈陣列中亮起的燈呈現(xiàn)一個向上箭頭的形狀，指示電梯是向上運行的。當電梯到達最先到達的呼梯信號的時候，這個呼梯信號會丟失，然后LED指示燈陣列全部滅掉，蜂鳴器會發(fā)出提示聲音數(shù)秒，然后開始下一步檢測。優(yōu)先檢測向上的呼梯信號，如果有向上的呼梯信號，那么步進電機就會正轉(zhuǎn)，LED指示燈陣列呈現(xiàn)一個向上箭頭，直到達下一個呼梯信號所在的樓層后，然后呼梯信號丟失，然后LED指示燈陣列全部滅掉，蜂鳴器會發(fā)出提示聲音數(shù)秒，然后開始下一步檢測，重復上一次檢測，要是還有上行的信號時，則電梯做出同樣的動作，直到檢測不到向上的呼梯信號時，則開始檢測向下的呼梯信號，如果有向下的呼梯信號，那么步進電機就會反轉(zhuǎn)，LED指示燈陣列呈現(xiàn)一個向下的箭頭，直到達下一個呼梯信號所在的樓層后，然后呼梯信號丟失，然后LED指示燈陣列全部滅掉，蜂鳴器會發(fā)出提示聲音數(shù)秒，然后開始下一步檢測，重復上一次檢測，要是還有下行的信號時，則電梯做出同樣的動作，直到檢測不到向下的呼梯信號時，步進電機停止轉(zhuǎn)動，電梯停止運行；當電梯在下行的過程中，步進電機反轉(zhuǎn)，LED指示燈陣列中亮起的燈呈現(xiàn)一個下降箭頭的形狀，指示電梯是向下運行的。當電梯到達最先到達的呼梯信號的時候，這個呼梯信號會丟失，然后LED指示燈陣列全部滅掉，蜂鳴器會發(fā)出提示聲音數(shù)秒，然后開始下一步檢測。優(yōu)先檢測向下的呼梯信號，如果有向下的呼梯信號，那么步進電機就會反轉(zhuǎn)，LED指示燈陣列呈現(xiàn)一個向下箭頭，直到達下一個呼梯信號所在的樓層后，然后呼梯信號丟失，然后LED指示燈陣列全部滅掉，蜂鳴器會發(fā)出提示聲音數(shù)秒，然后開始下一步檢測，重復上一次檢測，要是還有下行的信號時，則電梯做出同樣的動作，直到檢測不到向下的呼梯信號時，則開始檢測上升的呼梯信號，如果有向上的呼梯信號，那么步進電機就會正轉(zhuǎn)，LED指示燈陣列呈現(xiàn)一個向上的箭頭，直到達下一個呼梯信號所在的樓層后，然后呼梯信號丟失，然后LED指示燈陣列全部滅掉，蜂鳴器會發(fā)出提示聲音數(shù)秒，然后開始下一步檢測，重復上一次檢測，要是還有上行的信號時，則電梯做出同樣的動作，直到檢測不到向上的呼梯信號時，步進電機停止轉(zhuǎn)動，電梯停止運行。在電梯運行期間，所經(jīng)過的樓層數(shù)在數(shù)碼管上顯示出來。當電梯轎廂要是停在中間樓層的時候，有多個呼梯信號同時觸發(fā)的時候，則堅持先響應上行，再響應下行的原則。要是順序呼叫的情況下，則以第一個呼梯信號所命令的運行方向動作。第五章電路仿真及調(diào)試將在keil軟件上編的C語言程序生成hex文件，和proteus軟件進行聯(lián)調(diào)，把程序?qū)戇MAT89S52單片機內(nèi)，進行仿真測試。電梯的初始狀態(tài)，停在一樓，數(shù)碼管顯示層數(shù)1。圖18電梯初始狀態(tài)按下6層呼梯信號，步進電機正轉(zhuǎn)，電梯上行，LED指示燈陣列顯示上升箭頭，數(shù)碼管顯示出當前轎廂所在的層數(shù)。圖19到達6層之后，步進電機停止轉(zhuǎn)動，數(shù)碼管顯示當前層數(shù)，報警信號觸發(fā)。圖20按下1層呼梯信號，步進電機反轉(zhuǎn)，電梯下行，LED指示燈陣列顯示下降箭頭，數(shù)碼管顯示出當前轎廂所在的層數(shù)。圖21到達1層之后，步進電機停止轉(zhuǎn)動，數(shù)碼管顯示當前層數(shù)，報警提醒信號觸發(fā)。圖22當電梯處于三樓的時候，依次按下4層呼叫按鍵，5層呼叫按鍵，2層呼叫按鍵。電梯先上到4層，然后停下來，報警提醒信號觸發(fā)。過了幾秒后，步進電機正轉(zhuǎn)，電梯上行，到了5層時，步進電機停止轉(zhuǎn)動，報警提醒信號觸發(fā)。過了幾秒后，步進電機反轉(zhuǎn)，電梯下行，行至2層時，電機停止轉(zhuǎn)動，電梯停下，報警提醒信號觸發(fā)。圖23圖24圖25第六章總結(jié)與展望本文對單片機控制電梯系統(tǒng)這一課程設計做了詳細的報告與總結(jié)，其中主要是包括了單片機的編程和proteus的仿真實驗以及硬件設計，并且對里面每一個特別重要的子模塊加以詳盡地說明。經(jīng)過仿真實驗的驗證，本設計所設計的電梯基本符合當初的預想，該電梯的調(diào)度符合高效、省時、人性化的特點。運行結(jié)果完美無誤，可以完整的實現(xiàn)電梯上下行，平層功能，到點提示，樓層顯示，上下行顯示，順次接人功能。能夠作為真實電梯的調(diào)度系統(tǒng)使用。本次畢業(yè)設計的核心思想是：當有用戶按下按鍵，產(chǎn)生呼叫電梯的信號時，運用單片機的I/O口，把這個信號傳遞給單片機，來讓單片機置位相關(guān)的狀態(tài)參數(shù)，使電梯判斷信號，從而來進行上下行，做出相應的反應動作提供了根據(jù)，然后單片機就能相對地點亮或者熄滅對應相關(guān)指示燈。在整的這一個畢業(yè)設計中，單片機的讀寫I/O端口功能是設計基礎，電梯動作的函數(shù)當成主導，電梯目的樓層判斷的函數(shù)是關(guān)鍵點和核心?？偠灾桑捎诰脑O計與調(diào)試，畢業(yè)設計的成品還是很成功的，并且這一次程序的編寫不但僅僅是為了設計六層樓的電梯，再加多幾層的電梯功能也能夠達成，本次設計我就擴展成了八層電梯。當然，要是更高層的電梯的話，就會受到單片機管腳資源個數(shù)的限制了。而程序本身的思路和邏輯是完全可以支撐更多層電梯的動作管理的，要是使用其它管腳數(shù)量比較多的處理器的情況下（就像ARM類型的處理器），那么這一個假設的想法就能夠完整地實現(xiàn)。當然，這一次的設計還是有些缺點的，就像是這僅僅是是單獨的一個電梯在運行使用，要是遇到某些大樓載客量很高的時候，當然就不能滿足需求，所以我就想以后可以設計出擁有兩個轎廂同時運行的電梯，這么著兩者就能相互補充，能夠滿足更多要求，讓用戶們更加方便。然而難度也是很大的，它們之間要有共同維護一些變量，這些都會帶來許多未曾可知的麻煩等等這一類，但是我相信我想去思考，就一定能夠找到解決它的辦法的。致謝大學是我們?nèi)松凶蠲篮玫臅r光，時光如梭，隨著我們的畢業(yè)論文的完成，我們美好的大學生活也已悄然流進了昨日?；叵肫鹚哪甑拇髮W生活來，更多的是不舍得。在這四年的生活里，我見證過東大荒的變遷、體驗過圖書館濃烈的學習氛圍、領略過通大的春夏秋冬。通大校園的每一條小道、教學樓、大學生活動中心、圖書館、東操、西操、范曾藝術(shù)館、二食堂，都留下來了我到過的痕跡。等到很多年以后，我依然會想起在通大的日子，想起在東操軍訓、在大學生活動中心參加社團、在青創(chuàng)園吃小吃、與朋友一起嬉鬧的場景。我們總是將畢業(yè)與成長相連。在這四年中，我能快速地成長和蛻變離不開學院各位老師的悉心指導。畢業(yè)論文即將寫完，在這整個過程中我最感謝的就是我的指導老師——王勝鋒。在大三時，王老師就擔任過我的傳感器技術(shù)老師，在科研過程中帶領我們深入研究，悉心指導我們完成每一步。在畢業(yè)論文寫作過程中，王老師更是勤勤懇懇，每一次我將論文交給老師，老師都會仔細的審閱并提出修改意見，很耐心地解決我存在的問題，使我受益匪淺。最后，我想感謝我的父母、朋友。因為今年疫情的特殊情況，論文大多都是在家里完成的，他們?yōu)槲姨峁┝肆己玫姆諊谖移D難時給予我?guī)椭c鼓勵。大學生活馬上就接近尾聲了，在論文寫作中也發(fā)現(xiàn)自己的許多不足，今后我會繼續(xù)努力，多讀文獻、多多實踐，提高自己的能力。參考文獻[1]關(guān)于單片機的電梯控制系統(tǒng)分析[J].張金德.科技展望.2015(02)[2]基于單片機的電梯控制系統(tǒng)設計[J].陳雨飛,何汪洋,王晨光.科學技術(shù)創(chuàng)新.2020(01)[3]單片機在電梯控制系統(tǒng)中的應用[J].楊志毅.科技創(chuàng)新與應用.2016(35)[4]基于單片機的電梯控制系統(tǒng)的設計[J].劉寰.數(shù)字技術(shù)與應用.2017(06)[5]電梯控制系統(tǒng)的設計[J].韓飛,張志偉.民營科技.2016(12)[6]電梯控制系統(tǒng)中變頻器改造的探索與實踐[J].周振鋼,張桂香.鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學院學報.2019(04)[7]信息技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應用[J].夏文春.中國新通信.

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