【2017年整理】电梯控制器设计.doc

单片机原理与应用技术 课程设计报告（论文） 基于单片机的电梯控制器的设计 专业班级： 电子132班 姓　　名： 耿彦 时 间：11.30——12.20 指导教师： 苏珂珂 2015 年 月 日 基于单片机的电梯控制器设计 电子132 耿彦 摘要：单片机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer ），是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。其中52单片机是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用于各个领域.电梯是集机械原理应用、电气控制技术、微处理器技术、系统工程学等多学科和技术分支于一体的机电设备，它是建筑中常用的交通工具。本设计选择AT89C52为核心控制元件，设计了一个六层电梯系统，使用C语言进行编程，实现运送乘客到任意楼层，并且实时显示电梯的楼层和电梯上下情况。利用单片机控制电梯有成本低，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。 关键词：电梯、AT89C52 、LED显示、电机正反转控制、楼层显示 1 引言 随着电梯在我们的生活中起着举足轻重的作用电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备,更是一种人们频繁乘用的交通运输设备2.1 设计思路 本设计的总思想是，用开关按钮做单片机的控制端来做作为输入信号，说明人在那一层，用七段数码管来显示电梯位置。当电梯到达要求的楼层时，停止、开门，并继续查询有无呼叫信号，如此循环，同时可以利用单片机外部的复位按钮使电梯复位。用单片机来控制电机的正反转来运行电梯的上、下，用发光二极管来显示电梯是上升还是下降，并且整体电梯全部采矩阵键盘来实现。由于设计中有不可逆控制，当上升或下降过程中，只相应同方向的呼叫相应。 2.2 总体设计框图 本电路主要由5大部分电路组成：键盘电路、单片机最小系统电路、楼层显示电路、电机状态显示电路、电机控制电路。其中单片机最小系统主要由复位电路和时钟电路组成。电路复位后楼层显示数字1 表示电梯此时在一楼，显示电路通过74ls245串入并出驱动8位数码管显示，电梯楼层位置是由延时电路控制的，每层之间通过3秒延时控制即每延时3秒表示电梯走了一层。电梯状态是通过两个发光管显示的，绿灯亮表示电梯在向上运行，黄灯亮表示电梯在向下运行。键盘电路采用4×4矩阵键盘（共16个按键），其中10个按键是各层楼外呼按键，6个表示电梯内部的选择键。电梯的正常工作是通过对单片机写入程序控制的。总体设计方框图如图一所示： 图1 设计方框图 3 电梯控制系统原理分析 3.1单片机最小系统电路的设计 此电路组要是复位电路和时钟电路两部分，其中复位电路采用按键手动复位和上电自动复位组合，电路如图二（右）所示：其中9 脚为单片机的复位端。时钟电路如图二（左）所示：晶振采用的是12MHZ的，XATL2和XATL1分别为单片机的18和19脚。 图2 单片机最小系统电路图 3.2 控制电路的设计 3.2.1 电梯内外部呼叫电路设计 图3 键盘矩阵 由于本电路所需按键较多为了节省单片机的I/O口，故选用行列式键盘矩阵。本设计采用的是4×4键盘矩阵。电路如图3-4所示，P1.0~P1.7是接单片机的P1口，单片机采用行列扫描法判断这16个键哪个键按下，并将其标号输入寄存器R0,R1里面，再进行设定公式的计算出相应的键值输入到累加器A中，然后根据累加器A的值来转移到指定的程序，通过单片机控制电梯的运行。键值说明如表一 表一 键值定位 键位 功能 键值 键位 功能 键值 S1 内部二楼按键 0x00 S9 外部二楼向下按键 0x18 S2 内部四楼按键 0x03 S10 外部三楼向下按键 0x1B S3 内部六楼按键 0x09 S11 外部四楼向下按键 0x1E S4 外部六楼向下按键 0x0c S12 外部五楼向下按键 0x21 S5 内部一楼按键 0x0f S13 外部二楼向上按键 0x24 S6 内部三楼按键 0x12 S14 外部三楼向上按键 0x27 S7 内部五楼按键 0x15 S15 外部四楼向上按键 0x2A S8 外部一楼向上按键 0x16 S16 外部五楼向上按键 0x20 3.2.2 显示楼层电路 显示电路的作用是显示电梯所在楼层，用一个七段共阴数码管来实现，本设计用74ls245驱动数码管，其管脚接单片机P0 P2口，公共端接地。电路如图6所示，共阴数码管码值表如表二所示。 图4 显示楼层电路 表二 数码管码值表 显示字型 共阴极 共阳极 显示字型 共阴极 共阳极 0 3FH C0H 8 7FH 80H 1 06H F9H 9 6FH 90H 2 5BH A4H A