單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-- 基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)報(bào)告</b></p><p>　　學(xué)院 計(jì) 算 機(jī) 與 電 子 信 息 學(xué) 院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè) 電子信息工程 班級(jí) 電信11-2班 </p><p>　　實(shí)驗(yàn)題目

2、 基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng) </p><p>　　實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分：_______</p><p>　　基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本文介紹了一種采用單片AT89C52芯片進(jìn)行電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，主要闡述如何使用單片機(jī)進(jìn)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)的方法，利用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)功能，簡(jiǎn)潔而又多變的設(shè)計(jì)方法，縮短了研發(fā)周期，同時(shí)使電梯控

3、制系統(tǒng)體積更小功能更強(qiáng)大。硬件部分主要由單片機(jī)的最小模塊、電梯內(nèi)外按鈕控制模塊、數(shù)碼管顯示樓層模塊、發(fā)光二極管顯示目的樓層模塊、報(bào)警顯示模塊組成。軟件部分使用kiel軟件進(jìn)行C語(yǔ)言程序編寫(xiě)，用proteus軟件進(jìn)行仿真調(diào)試。本設(shè)計(jì)具有電梯控制系統(tǒng)所需的一些基本功能，能通過(guò)方向按鍵選擇方向，能通過(guò)數(shù)字按鍵選擇樓層，數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)樓層數(shù)，電動(dòng)機(jī)控制部分采用直流電機(jī)及H橋驅(qū)動(dòng)電路,使電梯箱能上下運(yùn)動(dòng)。硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，結(jié)合軟件，基本實(shí)現(xiàn)了五層

4、電梯運(yùn)行的模擬仿真。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89C52；單片機(jī)；電梯控制系統(tǒng)； C語(yǔ)言</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，住房和辦公用樓都已經(jīng)逐漸向高層發(fā)展。電梯是高層賓館、商店、住宅、多層倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運(yùn)輸工具。因此電梯在我們的生活中起著舉足輕重的作用。

5、電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備,更是一種人們頻繁乘用的交通運(yùn)輸設(shè)備。由于傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制線路。采用這種控制線路,存在易出故障、維護(hù)不便、運(yùn)行壽命較短、占用空間大等缺點(diǎn)。從技術(shù)發(fā)展來(lái)看,這種系統(tǒng)將逐漸被淘汰。而單片機(jī)價(jià)格相當(dāng)便宜，由單片機(jī)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)可以隨著設(shè)備的更新而不斷修改完善，更完美的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的升級(jí)。</p><p>　　1．1 課題的提出及研究意義</p>

6、;<p>　　電梯是集機(jī)械原理應(yīng)用、電氣控制技術(shù)、微處理技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)等多科學(xué)和技術(shù)分支于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑中永久垂直交通工具。電梯作為生產(chǎn)生活的典型運(yùn)載工具使用已十分普及，其控制信號(hào)類(lèi)型多，關(guān)系復(fù)雜，要求的控制性能特別高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展高層建筑越來(lái)越多對(duì)電梯的運(yùn)行速度和控制性能也提出了更高的要求。而在我國(guó)于八十年代初至九十年代初投入使用的電梯,其中絕大部分采用繼電器—繼電器陣列結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)體積大、接線復(fù)雜、噪音大、

7、觸點(diǎn)易磨損、故障率高、維護(hù)工作量大，已無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)的需要。</p><p>　　自上世紀(jì)80年代以來(lái)，微機(jī)控制系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，現(xiàn)已深人到我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方方面面，隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,使得以微機(jī)為核心的控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。尤其是單片機(jī)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，其深度和廣度越來(lái)越大。微機(jī)應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的采用繼電接觸邏輯控制系統(tǒng)相比，具有很大優(yōu)越性，一方面，它使整個(gè)系統(tǒng)的體積減小，可靠性

8、提高，使用壽命延長(zhǎng)；另一方面，它還簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試和維護(hù)維修的工作量，使整個(gè)電梯的運(yùn)行成本降低。更突出的優(yōu)點(diǎn)是微機(jī)具有靈活的算術(shù)和邏輯運(yùn)算功能，具有很強(qiáng)的通信和可擴(kuò)展功能，實(shí)現(xiàn)更完善的自動(dòng)控制。</p><p>　　常用的微機(jī)控制主要的有兩種技術(shù)：基于PLC控制和基于單片機(jī)控制兩大技術(shù)?？删幊炭刂破鳎俏C(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型控制器，是一種以微處理器

9、為核心用作數(shù)字控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，它有良好的抗干擾性能，適應(yīng)很多工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)主要還是由可編程控制器控制。但是由于PLC的針對(duì)性較強(qiáng)，每一臺(tái)PLC都是根據(jù)一個(gè)設(shè)備而設(shè)計(jì)的，所以?xún)r(jià)格較昂貴。而單片機(jī)價(jià)格相當(dāng)便宜，也不像PLC那么有針對(duì)性，可以隨著設(shè)備的更新而不斷修改完善，更完美的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的升級(jí)。基于單片機(jī)控制的電梯可以大大的降低成本而且運(yùn)行也較可靠，采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)老式電梯控制系統(tǒng)的改造無(wú)疑是最佳方案。由于單

10、片機(jī)具有體積小、線路簡(jiǎn)單、無(wú)噪音、可靠性高、維護(hù)方便,是一種少投入、高回報(bào)的方案。同時(shí)能方便實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電梯的群控,并通過(guò)通訊接口與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)接，實(shí)施對(duì)電梯的監(jiān)控。</p><p>　　1．2 國(guó)內(nèi)外電梯系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸工具。</p><p

11、>　　電梯作為垂直運(yùn)輸?shù)纳翟O(shè)備，其特點(diǎn)是在高層建筑物中所占的面積很小，同時(shí)通過(guò)電氣或其它的控制方式可以將乘客或貨物安全、合理、有效地送到不同的樓層?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，在建筑業(yè)特別是高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。</p><p>　　電梯的存在，使得每幢大型高樓都可以成為一座垂直的城市。在紐約的前世界貿(mào)易中心大樓里，除每天有5萬(wàn)人上班外，還有8萬(wàn)人次的來(lái)訪和旅游，因此250臺(tái)電梯和7

12、5臺(tái)自動(dòng)扶梯的設(shè)置和正常運(yùn)行，才使得合理調(diào)運(yùn)人員、充分發(fā)揮大樓的功能成為現(xiàn)實(shí)。中國(guó)第一高樓、坐落在上海浦東的金茂大廈，高度420.5m，主樓地上88層，建筑面積220000㎡，集金融、商業(yè)、辦公和旅游為一體，其中60臺(tái)電梯、18臺(tái)扶梯的作用是顯而易見(jiàn)的。</p><p>　　20世紀(jì)初，美國(guó)出現(xiàn)了曳引式電梯，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，而另一端與對(duì)重連接，隨曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力，

13、使轎廂與對(duì)重作一生一降的相反運(yùn)動(dòng)。顯然，鋼絲繩不用纏繞，因此鋼絲繩的長(zhǎng)度和股數(shù)均不受控制，當(dāng)然轎廂的載重量以及提升的高度就得到了提高，從而滿(mǎn)足了人們對(duì)電梯的使用需求。因此，近一百年來(lái)，曳引電梯一直受到重視，并發(fā)展沿用至今。其具體運(yùn)行模型如圖1所示：</p><p>　　圖1 曳引式電梯示意圖</p><p>　　1—轎廂 2—曳引輪 3—對(duì)重</p><p>　

14、　在后來(lái)的幾十年里，通過(guò)變換電動(dòng)機(jī)級(jí)數(shù)的調(diào)速方法來(lái)調(diào)整電梯運(yùn)行速度的技術(shù)相繼研制成功，1933年，世界上第一臺(tái)運(yùn)行速度為6 m/s 的電梯被安裝在美國(guó)紐約的帝國(guó)大廈。</p><p>　　第二次世界大戰(zhàn)后，建筑業(yè)的發(fā)展促使電梯進(jìn)入了高峰發(fā)展時(shí)期，代表新技術(shù)的電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電梯領(lǐng)域的同時(shí)，陸續(xù)出現(xiàn)了群控電梯、超高速電梯。</p><p>　　隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管變流裝置越來(lái)越

15、多地用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，性能提高。同時(shí)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制和開(kāi)發(fā)，使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)定子供電電壓與頻率調(diào)整電梯運(yùn)行速度的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)研制成功，出現(xiàn)了交流變壓變頻（VVVF）調(diào)速電梯，開(kāi)拓了電梯拖動(dòng)的新領(lǐng)域。1993年，日本生產(chǎn)了12.5m/s的世界最高速交流變壓變頻調(diào)速電梯，結(jié)束了支流電梯獨(dú)占高速電梯領(lǐng)域的歷史。</p><p>　　電梯發(fā)展

16、到今天，在使用需求和新技術(shù)應(yīng)用方面都到了全面發(fā)展的時(shí)期。隨著智能化、信息化建筑的興起與完善，要求電梯不只是完成垂直運(yùn)輸?shù)幕竟δ?，還應(yīng)以人為本，提高舒適度，特別從電梯運(yùn)行的控制智能化角度考慮，電梯的優(yōu)質(zhì)服務(wù)不再是單一的“時(shí)間最短”問(wèn)題，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)等方法，以期實(shí)現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式、合理的配置與使用、遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。</p><p>　　現(xiàn)在電梯越來(lái)越朝著

17、綠色方向發(fā)展，目前意義上的“綠色”，一般是強(qiáng)調(diào)“天然”的一面，強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對(duì)環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。綠色電梯主要有下面兩個(gè)方面：</p><p>　　1、智能化：智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無(wú)法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說(shuō)到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動(dòng)控制，實(shí)際上還算

18、不上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn)，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無(wú)法比擬的東西，具有動(dòng)念和隨機(jī)處理各種問(wèn)題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動(dòng)地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)速度和停車(chē)政策；自動(dòng)選擇運(yùn)動(dòng)方面；雙向語(yǔ)音交流；到達(dá)目的層的語(yǔ)音提示等，讓乘客有更多的主動(dòng)性，使大樓交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)對(duì)話。智能化要求電梯有自動(dòng)安全檢測(cè)功能，讓電梯自己能夠檢測(cè)到電梯的故障所在，并及時(shí)報(bào)警予以排除。<

19、/p><p>　　2、安全：運(yùn)行安全是電梯的根本和關(guān)鍵?？梢哉f(shuō)，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開(kāi)的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動(dòng)時(shí)較強(qiáng)的電磁輻射，使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺(jué)效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。同時(shí)，電梯運(yùn)行安全也要求電梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)播放讓乘客感到放松的音樂(lè)，徹底消除產(chǎn)生緊張

20、不安的情緒。當(dāng)小孩和老人乘坐時(shí)，電梯對(duì)他們應(yīng)給予一種如同家人般的照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其家人感到放心。電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動(dòng)休眠功能，使電梯在保證運(yùn)行效率最高的同時(shí)，使電梯能最大限度地得到休眠。</p><p>　　1．3 課題研究的內(nèi)容</p><p>　　隨著科技的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，將使得將來(lái)電梯的體積大大減小，功能不斷完善，過(guò)程的控制更平

21、穩(wěn)、可靠、抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被機(jī)結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)將會(huì)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是以單片機(jī)為主控制器的電梯控制系統(tǒng)。本來(lái)電梯系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，由于能力和經(jīng)驗(yàn)有限，所以只能實(shí)現(xiàn)基本的功能如：層站呼叫、自動(dòng)停層、轎廂命令響應(yīng)等。通過(guò)單片機(jī)輸出電壓通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路然后控制電梯拖動(dòng)。在此，本文以五層電梯為研

22、究對(duì)象，選用52單片機(jī)(該機(jī)芯片選為AT89C52)作為其控制器，研究微機(jī)控制梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)問(wèn)題的提出、意義和文獻(xiàn)綜述，本課題研究的具體內(nèi)容包括以下四個(gè)方面：</p><p>　?。?）對(duì)電梯系統(tǒng)常用的控制方法的研究</p><p>　?。?）電梯控制系統(tǒng)硬件組成及其原理</p><p>　　（3）電梯的單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p&

23、gt;　?。?）電梯在信號(hào)傳輸中遇到的問(wèn)題</p><p><b>　　2 總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的基本思想是采用AT89C52單片機(jī)作為核心，利用其豐富的I/O接口與外圍電路配合進(jìn)行控制。采用延時(shí)函數(shù)來(lái)控制電梯的位置校驗(yàn)，采用數(shù)碼管靜態(tài)顯示來(lái)

24、實(shí)時(shí)顯示電梯所在樓層。采用行列式矩陣鍵盤(pán)矩陣作為外呼內(nèi)選電路，由于是5層樓，故選用4×4矩陣鍵盤(pán)。當(dāng)電梯到達(dá)目的樓層時(shí)電機(jī)停止，此時(shí)即可進(jìn)、出乘客，乘客進(jìn)入電梯之后可選擇去哪一層，然后電梯根據(jù)乘客的選擇判斷去哪一層，繼續(xù)運(yùn)行。通過(guò)單片機(jī)控制電梯在上升過(guò)程中只響應(yīng)上升呼叫，下降過(guò)程中只響應(yīng)下降呼叫。電梯的正常運(yùn)行通過(guò)單片機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　2.1.1方案確立</b

25、></p><p>　　（1）主控芯片選擇 </p><p>　　方案一：多片單片機(jī)控制方案。這種方案是使用多片單片機(jī)，其中一片是作為主控制器，另外設(shè)置了轎廂控制系統(tǒng)，每層的控制系統(tǒng)分別由一個(gè)單片機(jī)控制，然后通過(guò)主控制器和副控制器之間的通訊，實(shí)現(xiàn)電梯系統(tǒng)的控制。這種方案的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，各個(gè)系統(tǒng)之間相互獨(dú)立便于維護(hù)和修檢。所

26、以根據(jù)功能要求需要選用5片AT89C51單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)該電梯的功能。不過(guò)單片機(jī)之間的通訊較多，在目前通訊是個(gè)難點(diǎn)，可能導(dǎo)致電梯運(yùn)行過(guò)程不夠穩(wěn)定。</p><p>　　方案二 ：采用CPLD 器件作為控制中心，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作進(jìn)行統(tǒng)一管理，但這種方案要求平時(shí)有很多的知識(shí)積累和較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)水平，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難且器件較貴，不符合經(jīng)濟(jì)要求，而且升降電機(jī)的控制，運(yùn)行時(shí)間的測(cè)量、顯示等還需要單片機(jī)的配合。</p>

27、;<p>　　方案三：一片單片機(jī)為主控制器的方案。MCU采用一個(gè)單片機(jī)控制所有的按鍵、數(shù)碼管顯示、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、傳感器的輸出信號(hào)等，并對(duì)以上所有信號(hào)進(jìn)行處理。這種方案的控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，只適用于較簡(jiǎn)單的電梯控制系統(tǒng)，因?yàn)檫@次的設(shè)計(jì)的內(nèi)容是5層電梯控制系統(tǒng)，所以選用這種方案。單片機(jī)技術(shù)目前較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，結(jié)合軟件完全可以實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀況的簡(jiǎn)單模擬。</p><p&g

28、t;　　權(quán)衡以上方案的分析，采用方案三。</p><p><b>　?。?）樓層顯示模塊</b></p><p>　　方案一：采用點(diǎn)陣式液晶顯示器（LCD）顯示各種相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息。點(diǎn)陣式液晶顯示器屬于低功耗器件，但其價(jià)格較貴。</p><p>　　方案二：采用傳統(tǒng)的7段數(shù)碼管（LED）顯示電梯實(shí)時(shí)所到的樓層。雖功耗大，但其軟件驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，硬件電

29、路調(diào)試方便，價(jià)格便宜，亮度大，能滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　以上兩種方案中，選擇方案二。</p><p>　　（3） 聲音提示模塊</p><p>　　方案一：采用美國(guó)ISD公司的2590語(yǔ)音芯片，該語(yǔ)音芯片錄放時(shí)間為90 秒。ISD2500 系列具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。它的最大特點(diǎn)在于片內(nèi)E2PROM容量為480K，所以錄放時(shí)間長(zhǎng)；有10個(gè)

30、地址輸入端，尋址能力可達(dá)1024 位；最多能分600 段；設(shè)有OVF（溢出）端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)。</p><p>　　方案二：采用蜂鳴提示音提示當(dāng)轎箱到達(dá)所需的樓層時(shí)，蜂鳴器響，提示乘客到達(dá)了所需的樓層，另外可以作為緊急停止時(shí)的報(bào)警提示信號(hào)，其軟件驅(qū)動(dòng)、硬件電路調(diào)試非常簡(jiǎn)潔方便，而且價(jià)格便宜，能滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　以上兩種方案中，選擇方案二。</p>&

31、lt;p><b>　?。?）電動(dòng)機(jī)模塊</b></p><p>　　方案一：采用步進(jìn)電機(jī)作為本設(shè)計(jì)的執(zhí)行元件，步進(jìn)電機(jī)在定位性能方面十分優(yōu)越。步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動(dòng)的形式，步進(jìn)電機(jī)不需要A/D 轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移。常用的步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一步，角度轉(zhuǎn)1.8°，在應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)可以同時(shí)完成兩個(gè)工作，其一是傳遞轉(zhuǎn)矩，其二是傳遞信息，升降精

32、度很高。</p><p>　　方案二：采用直流電機(jī)作為本設(shè)計(jì)的執(zhí)行元件，直流電機(jī)工作是讓線圈始終交替地處于穩(wěn)定狀態(tài)和非穩(wěn)定平衡狀態(tài)，通過(guò)控制電流的方向可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。直流電機(jī)在高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的系統(tǒng)中經(jīng)常使用到。</p><p>　　此題目中電機(jī)要帶動(dòng)的負(fù)載較大，對(duì)升降精度要求不是很，所以采用方案二。 </p><p>　　2.1.2實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制電

33、梯的主要方法</p><p>　　首先，對(duì)實(shí)際的電梯系統(tǒng)進(jìn)行模擬，一般情況下，一個(gè)電梯應(yīng)該具備相關(guān)按鍵、顯示二極管、數(shù)碼管等，由于這是一個(gè)調(diào)度模塊，故沒(méi)有設(shè)計(jì)具體的轎廂等機(jī)械部分。然后，結(jié)合這些實(shí)物，選擇恰當(dāng)?shù)男酒?，并分成若干模塊，安排好各自之間的關(guān)系。由于其有諸多按鍵和顯示環(huán)節(jié)，而單片機(jī)的I/O口管腳資源實(shí)在有限，故需要I/O口擴(kuò)展，用以管理二極管；同時(shí)要有專(zhuān)門(mén)的按鍵控制芯片，從而便于按鍵管理。接著，要完成電路

34、圖的設(shè)計(jì)，焊接相關(guān)器件后進(jìn)行硬件調(diào)試，看是否好用并加以適當(dāng)?shù)母?，最終使硬件電路簡(jiǎn)單又實(shí)用。</p><p>　　同時(shí)，如果每個(gè)選層按鈕都采用獨(dú)立的按鍵設(shè)置，可以很大程度上簡(jiǎn)化掃描按鍵程序，采集信號(hào)也容易得多，但是由于單片機(jī)接口有限，模擬電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)所需按鍵較多，如此會(huì)有接口不足的問(wèn)題，所以本設(shè)計(jì)采用4×4按鍵矩陣開(kāi)關(guān)電路作為外呼內(nèi)選呼叫控制。出于同樣問(wèn)題，顯示樓層電路采用數(shù)碼管從串口輸出。為了更接

35、近實(shí)際的電梯控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中還應(yīng)該添加電梯外上下行請(qǐng)求顯示，可用五個(gè)發(fā)光二極管表示目的請(qǐng)求按鍵是否按下，有則亮，無(wú)則暗。</p><p>　　軟件方面至于采用中斷方式還是采用查詢(xún)的方式來(lái)檢測(cè)用戶(hù)的請(qǐng)求信息，可根據(jù)具體的設(shè)計(jì)方案來(lái)確定，同時(shí)要想準(zhǔn)確地采集按鍵請(qǐng)求狀態(tài)，就必須時(shí)時(shí)刻刻調(diào)用鍵盤(pán)矩陣掃描程序，也就增加了軟件編程的難度。采用單片機(jī)作為核心，配以適當(dāng)接口作為輸入輸出通道。實(shí)際電梯控制系統(tǒng)每層裝有一個(gè)傳感器，從

36、而判斷車(chē)廂所在位置，本模型使用延時(shí)函數(shù)對(duì)電梯運(yùn)行樓層數(shù)進(jìn)行控制。當(dāng)電梯到達(dá)所選層，電梯開(kāi)門(mén)延時(shí)等待進(jìn)人并選層，然后延時(shí)關(guān)門(mén)執(zhí)行請(qǐng)求，若無(wú)請(qǐng)求則停在本層等待請(qǐng)求。軟件部分使用kiel作為開(kāi)發(fā)環(huán)境，用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，采用查詢(xún)方式來(lái)檢測(cè)用戶(hù)請(qǐng)求的按鍵信息并相應(yīng)相應(yīng)的函數(shù)。 </p><p>　　隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展，電梯在人們生活中越來(lái)越占著重要位置，如何使電梯發(fā)揮更大的作用關(guān)鍵在于電梯的控制方法的改進(jìn)以及控制費(fèi)用的

37、降低。單片機(jī)之所以如此受歡迎在于其廉價(jià)的成本和可靠地運(yùn)行性能。故應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行電梯的控制勢(shì)必成為電梯今后發(fā)展的重要方向，最優(yōu)化的程序設(shè)計(jì)以及更廉價(jià)的費(fèi)用對(duì)促進(jìn)電梯行業(yè)的發(fā)展用著重要的作用，通過(guò)對(duì)具體問(wèn)題的分析和探討，具體程序的優(yōu)化與改良，本設(shè)計(jì)也致力于解決這一問(wèn)題。</p><p><b>　　2.2功能框架圖</b></p><p>　　本電路主要由6大部分電路組成

38、：鍵盤(pán)電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、樓層顯示電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)顯示電路、目的樓層顯示電路、警報(bào)電路。其中單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路組成。電路復(fù)位后樓層顯示數(shù)字1 表示電梯此時(shí)在一樓，顯示電路數(shù)碼管顯示，電梯樓層位置是由延時(shí)電路控制的，延時(shí)電路包括3秒延時(shí)和5秒延時(shí)，每層之間通過(guò)5秒延時(shí)控制即每延時(shí)5秒表示電梯走了一層，3秒延時(shí)是控制電梯的開(kāi)門(mén)時(shí)間，3秒延時(shí)后電梯關(guān)門(mén)繼續(xù)運(yùn)行。電梯狀態(tài)是通過(guò)兩個(gè)發(fā)光管顯示的，上行燈亮表示電梯在向上運(yùn)行，下行燈亮

39、表示電梯在向下運(yùn)行。鍵盤(pán)電路采用4×4鍵盤(pán)矩陣共16個(gè)按鍵分，其中8個(gè)按鍵是各層樓外呼按鍵，5個(gè)按鍵是電梯內(nèi)部的選擇鍵。電梯的正常工作是通過(guò)對(duì)單片機(jī)寫(xiě)入程序控制的。</p><p>　　總體方框圖如圖0所示：</p><p><b>　　圖0 功能框架</b></p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)原理分析</b>

40、</p><p><b>　　3.1硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1.1時(shí)鐘電路</b></p><p><b>　　圖1 時(shí)鐘電路圖</b></p><p>　　單片機(jī)的時(shí)鐘電路有振蕩電路和分頻電路組成。其中振蕩電路由反相器以及并聯(lián)外接的石英晶體和電容構(gòu)成

41、，用于產(chǎn)生振蕩脈沖。而分頻電路則用于把振蕩脈沖分頻，以得到所需要的時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　AT89C52單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作，因此時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。AT89C52單片機(jī)電路中的電容C1和C2典型值通常選擇為30pF。晶振的頻率越高則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也越快。但反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度越快對(duì)

42、內(nèi)存的速度要求就越高，對(duì)印刷電路板的工藝要求也越高，即要求產(chǎn)生的寄生電容要小，晶振和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作?；谝陨媳驹O(shè)計(jì)我們考慮選擇頻率為12MHz的晶振，當(dāng)振蕩脈沖頻率為12MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為1us。</p><p><b>　　3.1.2復(fù)位電路</b></p><p><b>　　圖

43、2 復(fù)位電路圖</b></p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，程序給單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可使單片機(jī)復(fù)位。AT89C52的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種方式，手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種，我們采用了手動(dòng)復(fù)位為電平方式的復(fù)位。如圖3-2所示，我們通過(guò)RST端經(jīng)由電阻與電源VCC接通而實(shí)現(xiàn)，當(dāng)按鍵按下時(shí)

44、，RST端為高電平復(fù)位。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用12MHz時(shí)，C1取10uF，R1取10KΩ時(shí)，電容C1充放電時(shí)間τ=R1*C1=0.1s>2us（2個(gè)機(jī)器周期）。</p><p>　　3.1.3鍵盤(pán)矩陣電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于本電路所需按鍵較多，為了節(jié)省單片機(jī)的I/O口，故選用行列式鍵盤(pán)矩陣（但是使用了矩陣鍵盤(pán)就與真實(shí)電梯有明顯的區(qū)別了）。本電路采用的是4×4鍵盤(pán)矩陣，

45、分為外部按鈕跟內(nèi)部按鈕兩部分。電路如圖2 所示，0 - 7是接單片機(jī)的P3 端口，單片機(jī)采用行和列掃描法來(lái)判別這16個(gè)按鍵中哪個(gè)鍵按下，并將其信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)存，然后可根據(jù)每個(gè)按鍵的功能來(lái)通過(guò)單片機(jī)控制電梯的運(yùn)行。下面將每個(gè)按鍵的功能說(shuō)明一下：</p><p>　　1L上: 一樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示一樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫；</p&g

46、t;<p>　　2L上: 二樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示二樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫；</p><p>　　3L上: 三樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示三樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫；</p><p>　　4L上: 四樓向上呼叫按鍵，此按鍵按下

47、表示四樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫；</p><p>　　2L下：二樓向下呼叫按鍵，此鍵按下表示二樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫；</p><p>　　3L下：三樓向下呼叫按鍵，此鍵按下表示三樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行

48、到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫；</p><p>　　4L下：四樓向下呼叫按鍵，此按鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫；</p><p>　　5L下：五樓向下呼叫按鍵，此按鍵按下表示五樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機(jī)將此信號(hào)存入固定單元，等到電梯運(yùn)行到此樓層時(shí)判斷是否該響應(yīng)此呼叫；</p><p&

49、gt;　　1L：電梯內(nèi)部選擇去一樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去一樓，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯的運(yùn)行；</p><p>　　2L：電梯內(nèi)部選擇去二樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去二樓，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行；</p><p>　　3L：電梯內(nèi)部選擇去三樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去三樓，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行；</p><p>　　4

50、L：電梯內(nèi)部選擇去四樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去四樓，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行；</p><p>　　5L：電梯內(nèi)部選擇去五樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去五樓，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)控制電梯運(yùn)行；</p><p>　　ALARM：警報(bào)按鈕，此按鈕按下表示電梯有突發(fā)情況，單片機(jī)根據(jù)此信號(hào)會(huì)將電梯停止運(yùn)行，點(diǎn)亮警報(bào)指示燈并發(fā)出警報(bào)；</p><p>　　

51、鍵盤(pán)電路如圖3 所示：</p><p><b>　　圖3 鍵盤(pán)矩陣電路</b></p><p>　　3.1.4 顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本電路采用數(shù)碼管顯示電梯所到達(dá)的樓層數(shù)，數(shù)碼管采用共陰極由單片機(jī)的P0口控制，當(dāng)電梯運(yùn)行到兩樓層之間時(shí)，數(shù)碼管顯示為前一樓樓層。</p><p><b>　　電路如

52、圖5 所示：</b></p><p><b>　　圖5 樓層顯示電路</b></p><p>　　3.1.5 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制</p><p>　　本電路中用兩個(gè)發(fā)光二極管來(lái)表示電機(jī)正反轉(zhuǎn)，如圖6所示：用單片機(jī)的P1.1口和P1.2口做輸出口來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，其中上行燈亮表示電機(jī)正轉(zhuǎn)，下行燈亮表示電機(jī)反轉(zhuǎn)、兩燈都不亮表示電機(jī)停轉(zhuǎn)。本

53、設(shè)計(jì)使用兩二極管反向并聯(lián)再與電機(jī)串聯(lián)，有效的節(jié)約了單片機(jī)端口的使用，又能準(zhǔn)確的顯示電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　由于單片機(jī)的IO口電壓過(guò)低，不能驅(qū)動(dòng)電機(jī)，故電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分采用常用的H橋電路，如圖6所示：</p><p>　　圖6 直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　3.1.6 目的樓層顯示電路</p><p>　　本電路中用五個(gè)

54、發(fā)光二極管顯示電梯的目的樓層，置于電梯內(nèi)部，分別由單片機(jī)的P1.3到P1.7控制，當(dāng)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)按鍵被按下時(shí)，向相應(yīng)的控制口輸入低電平，點(diǎn)亮二極管，其中亮的表示有人想前往該層樓，當(dāng)電梯到達(dá)該樓層時(shí)，對(duì)應(yīng)的二極管熄滅。每個(gè)二極管均用1K的電阻進(jìn)行限流。</p><p>　　目的樓層顯示電路如圖7所示：</p><p>　　圖7 目的樓層顯示電路</p><p>　　3.

55、1.7 警報(bào)電路</p><p>　　本電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管兩部分組成，其中蜂鳴器由單片機(jī)的P1.0口進(jìn)行控制，二極管由單片機(jī)的P0.0口進(jìn)行控制，由于P0口無(wú)內(nèi)部電壓，故在外部上拉電壓。當(dāng)有突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，按下ALARM按鈕，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)，二極管將點(diǎn)亮。</p><p>　　警報(bào)電路如圖8所示：</p><p><b>　　圖8 警報(bào)電路<

56、/b></p><p><b>　　3.2軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1軟件運(yùn)行整體設(shè)計(jì)</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)是智能化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、控制等工作的基礎(chǔ)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和硬件作用的發(fā)揮。</p><p>　　本設(shè)計(jì)由于采用鍵盤(pán)矩陣來(lái)代替外呼內(nèi)選按鈕，而電梯的運(yùn)行

57、方向是根據(jù)這些呼叫按鍵和選擇按鍵來(lái)決定的，所以單片機(jī)要不斷的掃描鍵盤(pán)來(lái)獲取各層呼叫狀態(tài)。從而來(lái)控制電梯的運(yùn)行。故鍵盤(pán)矩陣掃描是本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重要一部分，另外要把鍵盤(pán)掃描到的各層的按鍵信息存儲(chǔ)起來(lái)，然后和電梯的運(yùn)行狀態(tài)比較，判斷是否響應(yīng)各層呼叫（電梯只響應(yīng)同方向呼叫），最后就是樓層顯示部分和警報(bào)部分了。整個(gè)軟件設(shè)計(jì)包括一下幾部分：</p><p>　?、懦跏蓟绦蚴箶?shù)碼管顯示“1”表示電梯處在一樓。</p&

58、gt;<p><b>　　⑵主程序主要包括：</b></p><p>　?、倥袛喑丝瓦M(jìn)入電梯后選擇去哪一層，根據(jù)判斷情況來(lái)控制電梯運(yùn)行；</p><p>　?、陔娞菰谶\(yùn)行過(guò)程中要不斷的掃描鍵盤(pán)，從而來(lái)判斷各樓層有無(wú)呼叫請(qǐng)求，；</p><p>　?、垭娞菰谶\(yùn)行過(guò)程中只響應(yīng)同方向的呼叫請(qǐng)求；</p><p>

59、　?、軐?shí)時(shí)顯示電梯所在位置及運(yùn)行狀態(tài)（上行/下行）；</p><p>　　⑤開(kāi)關(guān)門(mén)有一定的延時(shí)來(lái)保證乘客走出/進(jìn)入電梯；</p><p>　　軟件流程圖如圖9 所示：</p><p><b>　　圖9 軟件流程圖</b></p><p>　　3.2.2 分析鍵值設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)在

60、讀取到鍵值后，自然會(huì)分析該鍵值來(lái)自于哪一層樓的哪個(gè)按鍵。然后才可以把該按鍵對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)存單位置1，點(diǎn)亮相應(yīng)的二極管（實(shí)際中的電梯也是如此）。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，按鍵是按照行與列均勻分布的，特定的行與特定的列處的每個(gè)按鍵，均對(duì)應(yīng)有特定的鍵值。首先可以人為地規(guī)定每個(gè)按鍵在電梯中所處的位置。例如規(guī)定位第一行按鍵為上行呼叫的按鍵等等（具體可參照電路圖）。它有自己固定的鍵值。那么在返回鍵值后，只需用一個(gè)switc

61、h-case語(yǔ)句對(duì)相應(yīng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行置1即可。</p><p>　　在程序中，我們定義了shang[]、xia[]、nei[]三個(gè)數(shù)組對(duì)相應(yīng)的按鍵狀況進(jìn)行存儲(chǔ)，這一步是整個(gè)程序得以正常運(yùn)行的前提與基礎(chǔ)。在程序開(kāi)始之前，我們?cè)O(shè)置了這樣一些狀態(tài)變量，它們分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)按鍵，當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，其對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變量就會(huì)被置位。這樣做的好處是使電梯在執(zhí)行判決操作時(shí)，有據(jù)可循。因?yàn)榕袥Q函數(shù)就是依靠當(dāng)前都有哪些鍵按下以及電梯此刻所處

62、的上下行狀態(tài)來(lái)判斷下一個(gè)需要停留的目標(biāo)樓層的。</p><p>　　分析完鍵值的來(lái)源后，就要點(diǎn)亮相應(yīng)的二極管。由于二極管是由單片機(jī)控制且是低電平使發(fā)光二極管點(diǎn)亮，故一般來(lái)說(shuō)，要點(diǎn)亮哪個(gè)二極管，只需在單片機(jī)向相應(yīng)端口輸入0即可。當(dāng)電梯到達(dá)該層后，我們?cè)傧蛟搶訉?duì)應(yīng)的端口輸入1即可熄滅該二極管。</p><p>　　3.2.3電梯運(yùn)行方向的判決方法</p><p>　　這

63、是整個(gè)程序成功運(yùn)行的核心保證。在電梯經(jīng)過(guò)一個(gè)樓層時(shí)，就會(huì)自動(dòng)調(diào)用該函數(shù)，它的作用是基于短時(shí)間、高效率、人性化的基礎(chǔ)上，合理智能的對(duì)電梯的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度，結(jié)合實(shí)際情況，最終得出電梯下一個(gè)目標(biāo)停留樓層。</p><p>　　其流程如圖10所示：</p><p>　　圖10 電梯判決流程圖</p><p>　　由圖可知，程序中將實(shí)際情況分為四種情況來(lái)判斷：電梯上行且是去送

64、人（即電梯此時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)位于高層，而低層有人呼叫要上樓）。</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，最簡(jiǎn)單的情況莫過(guò)于電梯當(dāng)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(yīng)呼叫。但是，實(shí)際情況往往比這復(fù)雜的多，在第一個(gè)人按下按鍵電梯運(yùn)行

65、的過(guò)程中，還很有可能會(huì)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(gè)特定的優(yōu)先級(jí)規(guī)則，讓其依據(jù)這個(gè)規(guī)則來(lái)運(yùn)行，以免亂作一團(tuán)。那么這個(gè)規(guī)則就必須要高效且人性化，在此，我們規(guī)定，當(dāng)電梯上行時(shí)，均不理會(huì)那些按下行按鍵的顧客。并且，若在上行過(guò)程中，也有人在某層按的是上行按鍵，但是電梯此時(shí)已經(jīng)走過(guò)了該層，那么電梯也絕對(duì)不會(huì)再選擇先下行接他。當(dāng)然，當(dāng)將高層上行的顧客送完后（此時(shí)一般來(lái)說(shuō)電梯已經(jīng)處于高層了），

66、電梯便會(huì)檢測(cè)下行按鍵，若更高層有人呼叫下行，則電梯會(huì)選擇先去響應(yīng)他們，然后再下行的過(guò)程中依次響應(yīng)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(yīng)那些電梯上行過(guò)程中，處于比電梯低的樓層卻按了上行鍵的顧客。</p><p>　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，若電梯處于上行狀態(tài)，則在該過(guò)程中響應(yīng)不同顧客的優(yōu)先級(jí)（或者電梯響應(yīng)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。&

67、lt;/p><p>　　那么，當(dāng)電梯通過(guò)程序運(yùn)行得知到相應(yīng)狀態(tài)后，又是如何具體的判斷當(dāng)天所鎖定的目標(biāo)樓層是否要變更呢？現(xiàn)以上行為例，加以詳細(xì)說(shuō)明：</p><p>　　若上行，且是送人，比如電梯當(dāng)前在一層，四樓有人呼叫上樓，那么它就要響應(yīng)這一呼叫，從而把自己的目標(biāo)樓層鎖定為四樓并向上運(yùn)行，而在四樓呼叫后不久，三樓也有人呼叫上樓（且電梯此刻還未運(yùn)行到三樓），那么在電梯運(yùn)行中，沒(méi)經(jīng)過(guò)一個(gè)樓層，會(huì)做

68、一次判決，因?yàn)槿龢且灿腥撕艚?，所以正常情況下，它應(yīng)該在判決后將目標(biāo)樓層定位三樓。而若三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(shí)都會(huì)暫時(shí)不予理會(huì)。部分程序代碼見(jiàn)附錄。</p><p>　　由程序可以看出，當(dāng)四樓有上行鍵呼叫時(shí)，狀態(tài)變量shang[4]便會(huì)被置位，但電梯依然在判斷按鍵狀況，此時(shí)程序的檢測(cè)依據(jù)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：第一，由低層向高層開(kāi)始檢查；第二，對(duì)于電梯已經(jīng)過(guò)的樓層和按下下行鍵所發(fā)出的請(qǐng)求，電梯暫

69、時(shí)是不予理會(huì)的。這也是很明顯的，因?yàn)樯闲兴腿藸顟B(tài)中，低層的優(yōu)先權(quán)大于高層的。程序就是靠著上面這些if語(yǔ)句的嵌套，來(lái)完成這種優(yōu)先級(jí)設(shè)置的。</p><p>　　至于上行接人狀態(tài)時(shí)，所堅(jiān)持的標(biāo)準(zhǔn)是由高層到底層的順序進(jìn)行排查，而對(duì)于上行鍵的呼叫暫時(shí)不予理會(huì)。下行的狀態(tài)，恰好與上行相反，在此不再贅述。</p><p>　　同時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了flag標(biāo)志位，當(dāng)flag=0表示電梯停止運(yùn)行，當(dāng)flag=

70、1表示電梯向上運(yùn)行，當(dāng)flag=2表示電梯向下運(yùn)行。</p><p><b>　　4 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)電梯的部分改進(jìn)，可以降低電梯的設(shè)計(jì)成本，實(shí)現(xiàn)樓層快速通行的模擬控制。另外由于此次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化處理了一些實(shí)際情況，沒(méi)有去考慮這種電梯在實(shí)際應(yīng)用中的故障問(wèn)題，及一些更智能的硬件與軟件的安裝與調(diào)試，并且使用矩陣按鍵代替

71、獨(dú)立按鍵，與真實(shí)的電梯按鍵不符合。</p><p>　　由于時(shí)間緊迫，本人能力有限，還有許多功能可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，例如可以擴(kuò)展單片機(jī)增加智能識(shí)別系統(tǒng)，增加電梯內(nèi)部的溫度控制、增加單片機(jī)的故障預(yù)警等一些智能控制系統(tǒng)。隨著科技與經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以后的電梯控制系統(tǒng)將會(huì)越來(lái)越智能化，這對(duì)提升人們的生活質(zhì)量、生活的幸福指數(shù)有著深遠(yuǎn)的意義。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)不僅

72、僅是一個(gè)硬件電路設(shè)計(jì)和程序編寫(xiě)的過(guò)程，更重要的是實(shí)際問(wèn)題的分析和設(shè)計(jì)階段的努力。我們將充分利用單片機(jī)開(kāi)發(fā)上的靈活、快速的特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)我們自己智能控制的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]　李林功·單片機(jī)原理與應(yīng)用-科學(xué)出版社，2011</p><p>　　[2]　李繼凱.楊艷·數(shù)字

73、電子技術(shù)及應(yīng)用-科學(xué)出版社，2012</p><p>　　[3] 華成英·模擬電子技術(shù)基本教程-清華大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[4]　彭介華·電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)-高等教育出版社，1997版.2010重印</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　

74、　整體電路圖</b></p><p><b>　　程序</b></p><p>　　#include <reg51.h> </p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int </p>&

75、lt;p>　　sbit alarm1=P1^0; </p><p>　　sbit alarm2=P2^0; </p><p>　　sbit fz=P1^1;</p><p>　　sbit zz=P1^2;</p><p>　　sbit L1=P1^3; </p><p>　　sbit L2=P1^4; </

76、p><p>　　sbit L3=P1^5; </p><p>　　sbit L4=P1^6; </p><p>　　sbit L5=P1^7; </p><p>　　uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x00};</p><p>　　uint shang[6

77、]={0,0,0,0,0,0};</p><p>　　uint xia[6]={0,0,0,0,0,0};</p><p>　　uint nei[6]={0,0,0,0,0,0}; </p><p>　　uint num,temp,flag=0,lc=1,i,n; </p><p><b>　　//函數(shù)聲明語(yǔ)句</b>

78、</p><p>　　void delay(uint z); </p><p>　　void delay3();</p><p>　　void delay5(); </p><p>　　void keyscan(); </p><p>　　void display(uint aa);</p><p&

79、gt;　　void init(); </p><p>　　void zhishideng(); </p><p><b>　　//主函數(shù)</b></p><p>　　void main() </p><p>　　{ init();//端口初始化 </p><p>　　while(1)

80、</p><p>　　{ keyscan(); //鍵盤(pán)掃描 </p><p>　　zhishideng(); //有請(qǐng)求樓層亮對(duì)應(yīng)的指示燈 </p><p>　　if(flag==0) </p><p>　　{ zz=fz=0;//電梯停止運(yùn)行 </p><p>　　shang[lc]=0;/

81、/置位 </p><p>　　xia[lc]=0; </p><p>　　nei[lc]=0; </p><p>　　n=lc; </p><p>　　for(i=n+1;i<=5;i++)//檢測(cè)高樓層有無(wú)請(qǐng)求 </p><p>　　{keyscan();

82、 </p><p>　　zhishideng();</p><p>　　if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1) </p><p>　　{ flag=1; </p><p>　　break; </p><p><b>　　} </b

83、></p><p><b>　　} </b></p><p>　　for(i=n-1;i>=1;i--)//檢測(cè)低樓層有無(wú)請(qǐng)求 </p><p>　　{ keyscan();</p><p>　　zhishideng(); </p><p>　　if(shan

84、g[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1) </p><p>　　{ flag=2; </p><p><b>　　break; </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p&

85、gt;<p><b>　　} </b></p><p>　　if(flag==1) </p><p>　　{ keyscan();</p><p>　　zhishideng(); </p><p><b>　　zz=1; </b></p><p>　　f

86、z=0; </p><p>　　delay5(); </p><p><b>　　lc++; </b></p><p>　　display(lc); </p><p>　　if(shang[lc]==1||nei[lc]==1)//是否已到達(dá)指定樓層 </p><p><

87、;b>　　{</b></p><p>　　shang[lc]=0; </p><p>　　nei[lc]=0; </p><p>　　zhishideng(); </p><p><b>　　fz=0; </b></p><p><b>　　

88、zz=0; </b></p><p>　　delay3(); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　flag=0; </b></p><p><b>　　n=lc; </b></p><p&

89、gt;　　for(i=n+1;i<=5;i++) //檢測(cè)高樓層有無(wú)請(qǐng)求 </p><p>　　{ keyscan(); </p><p>　　zhishideng(); </p><p>　　if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1) </p><p>　　{ flag=1; </

90、p><p>　　break; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(flag==0||lc>=5) </p><p>　　{ n=lc; </p&g

91、t;<p>　　if(shang[n]==0&&nei[n]==0) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　fz=0;</b></p><p><b>　　zz=0;</b></p><p><b>

92、;　　delay3();</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　xia[n]=0;</b></p><p>　　for(i=n-1;i>=1;i--) //檢測(cè)低樓層有無(wú)請(qǐng)求 </p><p>　　{ keyscan();&

93、lt;/p><p>　　zhishideng(); </p><p>　　if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1) </p><p>　　{ flag=2;</p><p><b>　　break;</b></p><p><b&g

94、t;　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(flag==2)</p><p><b>　　{

95、</b></p><p>　　keyscan(); </p><p>　　zhishideng(); </p><p><b>　　zz=0; </b></p><p><b>　　fz=1; </b></p><p>　　delay5(); &

96、lt;/p><p><b>　　lc--;</b></p><p>　　display(lc); </p><p>　　if(xia[lc]==1||nei[lc]==1) </p><p>　　{ xia[lc]=0;</p><p>　　nei[lc]=0;</p&

97、gt;<p>　　zhishideng();</p><p><b>　　fz=0; </b></p><p><b>　　zz=0;</b></p><p>　　delay3(); </p><p><b>　　}</b></p><p>

98、;<b>　　flag=0;</b></p><p><b>　　n=lc; </b></p><p>　　for(i=n-1;i>=1;i--) </p><p>　　{ keyscan();</p><p>　　zhishideng(); </p>&l

99、t;p>　　if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1) </p><p>　　{ flag=2;</p><p><b>　　break; </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　

100、} </b></p><p>　　if(flag==0||lc<=1) </p><p>　　{ n=lc;</p><p>　　if(xia[n]==0&&nei[n]==0) </p><p>　　{ fz=0;</p><p><b>

101、　　zz=0;</b></p><p><b>　　delay3();</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　shang[n]=0; </p><p>　　for(i=n+1;i<=5;i++) </p><p>

102、;　　{ keyscan();</p><p>　　zhishideng(); </p><p>　　if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1) </p><p>　　{ flag=1;</p><p><b>　　break;</b></p&

103、gt;<p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b>

104、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//二極管點(diǎn)亮熄滅函數(shù)。 </p><p>　　void zhishideng() </p><p>　　{ L1=!nei[1];</p><p>　　L2=!nei[2];</p><p>　　L3=!ne

105、i[3];</p><p>　　L4=!nei[4];</p><p>　　L5=!nei[5];</p><p><b>　　} </b></p><p>　　//端口初始化函數(shù)。</p><p>　　void init()</p><p>　　{ P2=0xff;

106、</p><p><b>　　P1=0xf8;</b></p><p>　　P0=table[lc];</p><p><b>　　P3=0x00;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//數(shù)碼管顯示函數(shù)。</p&g

107、t;<p>　　void display(uint aa)</p><p>　　{ P0=table[aa];</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　//延遲五秒函數(shù)。</b></p><p>　　void delay5() </p&g

108、t;<p>　　{ uint x,y;</p><p>　　for(x=380;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--)</p><p>　　{ keyscan();</p><p>　　zhishideng();</p><p><b>

109、　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　//延遲三秒函數(shù)。</b></p><p>　　void delay3() </p><p>　　{ uint x,y; </p><p>　　for(x=280;x&

110、gt;0;x--) </p><p>　　for(y=110;y>0;y--) </p><p>　　{ keyscan();</p><p>　　zhishideng();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b>&

111、lt;/p><p><b>　　//ms級(jí)延函數(shù)。</b></p><p>　　void delay(uint z) </p><p>　　{ uint x,y;</p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--); } &

112、lt;/p><p>　　//鍵盤(pán)掃描函數(shù)。 </p><p>　　void keyscan() </p><p><b>　　{ num=0;</b></p><p>　　P3=0xfe;//第一行為低電平</p><p>　　temp=P3;//讀入列按鍵值</p><

113、p>　　temp=temp&0xf0; </p><p>　　while(temp!=0xf0) </p><p>　　{ delay(5);//調(diào)用延時(shí)消抖</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0; </p>

114、<p>　　while(temp!=0xf0) </p><p>　　{ temp=P3; </p><p>　　switch(temp) </p><p>　　{ case 0xee:num=1; break; </p><p>　　case 0xde:num=2; break;

115、 </p><p>　　case 0xbe:num=3; break; </p><p>　　case 0x7e:num=4; break;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　while(temp!=0xf0)//等待響應(yīng)結(jié)束（高四位變回全“1”）</p&

116、gt;<p>　　{ temp=P3;</p><p>　　temp=temp&0xf0; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p&

117、gt;<p><b>　　P3=0xfd;</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0; </p><p>　　while(temp!=0xf0) </p><p>　　{delay(5); </p&

118、gt;<p><b>　　temp=P3; </b></p><p>　　temp=temp&0xf0; </p><p>　　while(temp!=0xf0) </p><p>　　{ temp=P3;</p><p>　　switch(temp) </p>&l

119、t;p>　　{ case 0xed:num=5; break; </p><p>　　case 0xdd:num=6; break; </p><p>　　case 0xbd:num=7; break; </p><p>　　case 0x7d:num=8; break;</p>

120、<p><b>　　} </b></p><p>　　while(temp!=0xf0) </p><p>　　{ temp=P3;</p><p>　　temp=temp&0xf0; </p><p><b>　　} </b></p><