基于单片机三层电梯控制器的设计

目 录

第一章 绪 论 ................................................................................................................................................. 1 1.1 课题研究的意义及目的 ......................................................................................................................... 1 1.2 课题研究方向 ......................................................................................................................................... 1 1.3 总体设计要求及设计方案 ..................................................................................................................... 2 第二章 电梯的概述 ....................................................................................................................................... 3 2.1 电梯的发展史 ......................................................................................................................................... 3 2.2 电梯的发展方向 ..................................................................................................................................... 3 第三章 硬件设计 ........................................................................................................................................... 4 3.1 系统方案分析 ......................................................................................................................................... 4 3.2 硬件系统 ................................................................................................................................................. 5 单片机最小系统 ......................................................................................................................................... 5 STC89C52单片机 .................................................................................................................................... 5 时钟电路 ................................................................................................................................................. 6 复位电路 ................................................................................................................................................. 6 显示模块 ..................................................................................................................................................... 7 按键模块 ..................................................................................................................................................... 8 电机模块 ..................................................................................................................................................... 8 第四章 软件设计 ........................................................................................................................................... 9 4.1 软硬件开发环境 ..................................................................................................................................... 9 4.1.1 STC89C52程序开发软件KEIL ........................................................................................................ 9 4.1.2 PROTEUS硬件仿真软件 .................................................................................................................... 9 4.2 程序设计思路 ....................................................................................................................................... 10 4.3 程序流程图 ........................................................................................................................................... 10 4.4 程序设计 ............................................................................................................................................... 12 4.4.1 端口初始化设计 ............................................................................................................................ 12 4.4.2 显示模块程序设计 ........................................................................................................................ 12 4.4.3 延时程序设计 ................................................................................................................................ 13 4.4.4 定时器程序设计 ............................................................................................................................ 13 4.4.5 主函数............................................................................................................................................ 14 第五章 系统调试 ......................................................................................................................................... 17 5.1 软件调试 ............................................................................................................................................... 17 5.2 硬件调试 ............................................................................................................................................... 17 第六章 结 论 ............................................................................................................................................... 18 致 谢 ............................................................................................................................................................. 19 参考文献 ....................................................................................................................................................... 20 附录一 原理图 ............................................................................................................................................. 21 附录二 PCB图 .............................................................................................................................................. 22

III

1 绪论

第一章 绪 论

1.1 课题研究的意义及目的

随着城市化进程的不断加快，高层建筑已不知不觉地进入了我们的生活中，然而电梯便成了这个时代的必需品。因为电梯的高效、方便、快捷，所以电梯受到了大家的热烈欢迎。电梯已被应用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所、仓库以及居民住宅大楼等。未来的社会发展趋势是城镇与城市渐渐融合，相互影响。电梯的应用将会不断拓展，款式将各种各样，其目的就是为了满足人们的多种多样的需求。 随着科技的不断进步，经济的深入发展，科技将引领电梯进行质的飞跃，电梯将越来越智能化，越来越安全稳定。电梯将是现代人不可或缺的代步工具。

本次设计的目的是为了对四年来所学的专业知识做一个系统的贯穿，把所学知识应用于实际当中。掌握如何利用单片机控制LED动态显示及C语言程序对硬件部分的控制。由可编程控制器（PLC）或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。可编程控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机，它有良好的抗干扰性能，适应很多工业控制现场的恶劣环境，所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制。但是由于PLC的针对性较强，每一台PLC都是根据一个设备而设计的，所以价格较昂贵。而单片机价格相当便宜，如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替PLC实现对工控设备的控制。当然单片机并不象PLC那么有针对性，所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级。在科技的不断发展下，单片机控制系统很快可以解决抗扰性，成为方便有效的电梯控制系统。 1.2 课题研究方向

早期的电梯系统一般是采用继电器和PLC系统控制，由于PLC的针对性强，所以对于设备的改进和扩充都比较困难，势必造成资源的浪费，不符合可持续发展的时代潮流。所以本课题的研究将朝着资源可持续利用的方向进行，单片机价格便宜并且运用灵活，可以通过C语言编程对其控制，实现设备的改进和扩充，C语言编程简单，开发周期短，使得设备更新换代快，提供给人们更加方便舒适的生活，所以利用单片机实现对电梯设备的控制是本次课题研究的方向。

本文主要研究内容有以下几个方面：

1、将电梯控制功能分为若干模块，用不同控制器完成各部分特定的功能

1

2、分析电梯运行的特性，设计以STC89C52为核心控制器即电梯控制器。 3、研究设计电梯实现的各种功能及软件说明 4、实现功能调试。 1.3 总体设计要求及设计方案

设计一个自动电梯模拟升降控制系统，通过乘客的自行按键达到电梯的升降功能。结合硬件与软件对应。端口P0.0-0.6用来控制LED灯的亮与灭，其中从低位到高位分别为一层灯，二层灯，三层灯（前述三个信号为电梯内请求信号，乘客在电梯内部方可置为有效），一层上灯，二层上灯，二层下灯，三层下灯（上述四个信号为电梯外部信号，乘客在电梯外部方可置为有效）P2口与键盘对应连接，数码管采用串行输入方式，键盘从低位到高位分别为一层按键，二层按键，三层按键，一层上升按键，二层上升按键，二层下降按键，三层下降按键.P1.0与数码管的时钟输入端相连，P1.1与数码管的串行口相连，用来显示电梯的上升下降和当前所在楼层，电梯门是否开启三种状态。

电梯是根据外部呼叫信号(呼梯信号)以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。在目前广泛使用的电梯控制系统中，绝大多数为继电器控制型，所有的逻辑及控制关系完全由诸多继电器互相配合来完成，该控制系统的缺点是：（1）随着楼层的增高，使用继电器的数量越来越多，造价和体积也越来越大；（2）继电器这种触点式的电控元器件不宜长时间频繁工作，因而采用在电梯系统当中常发生触电表面烧结、控制失灵的故障。 因此我们设计一个3层自动电梯模拟升降控制系统，通过乘客的自行按键达到升降功能。采用单片机作为控制核心进行仿真。 单片机不像PLC那么有针对性，利用单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级，减少元器件的浪费，实现绿色环保。并且单片机价格较低，大大减低成本，将更能适应可持续发展的大环境。

本次设计是应用STC89C52芯片进行设计制作的模拟电梯控制系统，通过乘客的按键达到对电梯升降的控制，并且模拟电梯的运行状态。在设计方案中，通过对各个P口的合理安排和统一协调，通过按键、和LED数码管来实现对设计方案的仿真演示。另外在实验程序中通过对不同按键键码在功能上的分配，在按键按下之后使CPU做相应的工作，即LED数码管显示与之相应的楼层和使彩灯显示相应的电梯状态。最后，结合PCB板的实际接线情况进行编程。使实验顺利完成。

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