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单片机在电梯控制系统中的应用摘要:现代社会中,电梯已成为不可缺少的运输设备。
电梯是势能负载,使用过程中起动、制动频繁负载变化较大,行驶方向也不断变化。
为了保证电梯运行安全、可靠、乘客舒适感好,要求电梯传动系统在各种负载下都有良好的调速性能。
电梯传动控制系统为电梯提供动力,并且对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着控制作用。
现代电梯大都采用交流调压调频(vvvf)拖动方式,利用微机控制技术和脉冲调制技术,通过改变曳引电动机电源的频率及电压使电梯的速度按需要变化。
本文介绍了一种以mcs单片机为核心的电梯传动控制系统。
详细说明了系统的组成及工作原理,并且从原理上论述了与老式电梯传动系统相比较,基于单片机的电梯传动系统在速度给定、正弦脉宽调制波的产生等方面的优点。
关键词:单片机电梯控制系统应用单片机体积小,处理速度快,价格低廉,功能强大,是合适的控制系统。
对电梯的控制主要是选层、启动、换速、平层、停车等几个环节,其中以选层环节最为复杂。
与通常的电器控制相比,单片机系统不需要通过“选层器”并且配备以大量的中间继电器作为选层电路的控制设备,避免了设备多,检修困难,运行维护不便,造价成本高;应用微机控制可以取消选层器和大量的中间继电器,而且应用单片机控制,又相对于应用其他微机减少了外围设备的接口芯片、增强了可靠性。
一、工作原理(一)速度给定环节电梯运行过程一般分为三个阶段:起动(加速)、平稳运行(匀速)、制动(减速)。
电梯起制动频繁,对调速性能要求较高,为保证电梯运行安全、可靠、乘客舒适感好,速度给定环节非关键。
老式电梯大多采用积分器式速度给定电路,其起动、制动按照时间原则(即设定起、制动时间)来进行,其速度曲线在减速过程中出现爬行段,造成电梯工作效率降低。
在本系统中,速度给定是通过程序完成的,根据所选用电梯的性能指标确定运行速度、加速度及理想速度给定曲线图编写程序,输入单片机内。
电梯运行过程以理想曲线为基准,在减速段根据光电编码盘所输出的信号判定电梯的位置,单片机以此发出制动信号,系统自动调速运行,实现直接停靠。
本科毕业设计基于单片机的电梯控制系统设计摘要本文主要介绍了基于单片机的电梯控制系统,在本次设计中我们模拟了三层楼层的电梯的运行以及其中相应的逻辑关系。
在没有使用到真正的电梯箱和电机的情况下,我们使用LED指示灯以及电梯内部和电梯外部各个楼层的按键来模拟电梯接收到按键信号后的运行情况。
电梯控制系统的硬件部分主要由单片机最小系统模块、LED显示模块、按键中断请求模块等3部分组成。
该系统采用单片机(89C52)作为控制核心,根据各楼层按键检测结果来控制电梯并实现相应的操作。
软件部分使用C语言编程,程序部分由主程序、判断电梯运行方向子程序、电梯运行子程序和到达目的地操作子程序等4部分组成。
硬件电路的设计简单可靠,结合软件,基本实现了三层楼层的电梯运行的模拟。
关键词:89C52电梯控制系统C语言Design of Elevator Control System Based on MCUZhan Dongzhe(College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract: This text primarily introduced Elevator control system that based on MCU (micro control unit) ,the design we simulate the operation of the elevator of the three floors and the corresponding logical relationship. without using the real elevator car and motor, we describes the elevator control system based on single chip, we use a LED indicator, and buttons inside the elevator and the elevator the various floors of the external button to simulate the elevator to run after the key signal is received.The hardware portion of the elevator control system mainly by the smallest single-chip system module, LED display module, key interrupt request module. The system uses a microcontroller (89C52) as the control, to control the elevator and the appropriate action in accordance with the key test results of each floor. Some use of C language software programming , part of the program by the main program to determine the elevator running direction of the subroutine, elevator operation subroutine and reach the destination operation subroutine parts. The design of the hardware circuit is simple and reliable, combined with software, the basic realization of the three-floor elevator running simulation.Key words: 89C52 elevator control system C language目录1 绪论 (1)2 方案论证以及系统功能介绍 (3)2.1 方案选择 (3)2.2 设计要求 (3)2.3 系统的结构框图 (3)2.4 STC89C52单片机 (4)3 硬件电路系统的设计 (5)3.1 硬件电路设计的主要思路 (5)3.2 复位电路 (6)3.3 晶振电路 (6)3.4LED指示灯电路 (7)3.5 按键中断电路 (8)4 软件系统的设计 (9)4.1 程序的设计思路 (9)4.2 主程序流程图 (10)4.3 判断方向流程图 (11)4.4 电梯运行流程图 (12)4.5 梯到达目的地操作流程图 (13)4.6 中断处理程序框图 (14)5 结论心得 (16)参考文献 (17)附录A (18)附录B (19)致谢 (31)华南农业大学本科生毕业设计成绩评定表1 绪论电梯进入人们的生活已经150年了。
毕业设计(论文)题目基于单片机的电梯控制系统模拟电梯控制系统设计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51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,它是建筑中的永久垂直交通工具。
本论文选择AT89S51为核心控制元件,设计了一个八层电梯系统,使用单片机汇编语言进行编程,实现运送乘客到任意楼层,并且显示电梯的楼层和上下行。
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。
关键词单片机电梯系统控制Simulated elevator control system designAbstract Microcontroller that microcomputer (Single-Chip Microcomputer) gathering CPU, RAM, ROM, the timing, number and variety of interface integrated microcontrollers. 51 various SCM SCM is the most typical and most representative of a widely used in various fields. Elevator is the application of the principle set machinery, electrical control technology, microprocessor technology, systems engineering and other technical disciplines and branches of the integration of mechanical and electrical equipment, which is building a permanent vertical transport. This paper choice AT89S51 control of the core components, designed a new 8 storey lift systems, using single-chip assembly language programming, transporting passengers arrived a floor, it also shows the elevator floor and downlink. SCM control elevators low cost, versatility, flexibility and ease of large complex control advantagesKeyboards Single-Chip Microcomputer Elevator system control目录引言 (1)第一章单片机概述 (2)1.1单片机简介 (2)1.2单片机的特点 (3)1.3单片机的应用领域 (4)1.4单片机的发展趋势 (4)1.5单片机的主要生产厂家和机型 (5)第二章硬件系统实现 (7)2.1功能模块图 (7)2.2各功能模块介绍 (7)2.2.1 AT89S51芯片 (7)2.2.2 显示模块 (10)2.2.3 复位开关模块 (10)2.2.4 振荡器电路模块 (11)2.2.5 程序下载模块 (11)2.3设计电路及连线 (11)第三章软件设计 (13)3.1汇编语言简介 (13)3.2流程图设计 (14)3.3程序设计 (15)3.3.1程序初始化 (15)3.3.2主程序调用 (15)3.3.3中断程序调用 (16)第四章系统调试 (19)4.1硬件调试 (19)4.2软件调试 (19)第五章英文翻译 (21)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)程序附录 (28)引言随着现代高科技的发展,住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展。
基于单片机的智能电梯控制系统设计【摘要】智能电梯管控系统即是对电梯开展智能化控制,以原电梯为基础安装智能化门禁装置,用户惟有借助电梯专用卡或扫码方可启动电梯,使使用场所就此提升安全等级。
现阶段我国常用的智能电梯控管系统的核心是单片机为主。
本文以基于单片机视角,对智能梯管控系统开展全面探讨,旨在丰富相关研究,为后续电梯智能设计与功能完善提供有效借鉴。
【关键词】单片机;智能电梯;控制系统近年随着公众生活水平的持续攀升,高楼大厦早已成为生活中不可缺少的住宅及办公场地,电梯由此得到普及性应用,给公众生活和工作带来诸多便利。
同时随着电梯功能的日渐完善,为电梯安装智能系统也成为电梯智能化建设的关键。
而单片机成为智能电梯系统的重要构件。
电梯智控系统以单片机为基础,借助其特有的语音识别功能,创新语音控制替代人工按键,确保电梯自主运行,使传统电梯接触式按键成为历史,无接触式智控为现阶段电梯控制的主流。
一、智能电梯控制系统工作原理智能电梯管控平台系统为电梯智能化建设必要的控制软件,主要涵盖单片机、气体传感器、显示器、电机等。
其中最关键的是单片机。
单片机用于智能电梯管控平台可实现如下功用,即:其一,使控制范围得以扩大。
如果控制信号具体到某个位置时,则系统初定组借助不同方式实现电梯的换接、开断等。
其二,放大功率。
单片机在智能电梯系统中要实现高灵敏度调节,即对功率加以控制。
其三,综合信号。
单片机可以确保智能电梯实现对多个信号的有效控制,在明确智能输入形式的前提,单片机综合比对以达到最佳控制效果。
智能电梯联动控制平台系统两端接收到来自电压的刺激后,电流由此产生,继而推进电磁效应形成。
电磁效应在作用被激发后将衔铁返弹至弹簧,继而带动触点完成吸合。
智能电梯管控平台基于上述原理开展作业。
二、基于单片机的智能电梯控制系统设计(一)智能电梯控制系统框架组成智能电梯基于单片机完善自身管控系统,其核心处理器即不同型号的单片机。
智控系统要明确语音信号处理仪,一般来说选取配套的语音控制芯片,借助语音芯片把声音转换作智控信号以完成电梯的智能化操作。
基于单片机的电梯运行控制系统随着科技的不断进步,基于单片机的电梯运行控制系统成为了现代电梯行业的重要发展方向。
这种控制系统具有智能化、节能、安全可靠等诸多优势,为电梯的运行管理提供了全新的解决方案。
一、单片机在电梯运行控制系统中的应用单片机作为一种集成了微处理器、内存、外设接口等功能的芯片,具有体积小、价格低、可靠性高等特点,因此在电梯控制系统中得到了广泛应用。
基于单片机的电梯运行控制系统可以通过编程实现多种控制功能,如楼层呼叫、定向运行、减速停车等。
此外,单片机还可以结合传感器、变频器等设备,实现对电梯的智能监控和节能控制。
二、电梯运行控制系统的组成部分及工作原理电梯运行控制系统主要由以下几个部分组成:1、控制器:控制器是电梯运行控制系统的核心部分,主要负责接收乘客的呼叫信号,并根据最优路径算法确定电梯的运行方向和速度。
控制器一般由单片机及其外围电路组成。
2、呼叫信号装置:呼叫信号装置设置在各个楼层,用于乘客发送呼叫信号。
当乘客按下呼叫按钮时,相应的楼层信号将被发送到控制器。
3、显示装置:显示装置通常设置在电梯内,用于显示当前楼层、目的楼层等信息,以方便乘客了解电梯的运行状态。
4、传感器:传感器用于检测电梯的运行状态和位置信息,如电梯的上下方向、当前楼层等。
5、变频器:变频器用于控制电机的转速,从而实现电梯的速度控制。
电梯运行控制系统的工作原理如下:当乘客按下呼叫按钮时,控制器接收到楼层信号,并根据最优路径算法确定电梯的运行方向和速度。
变频器根据控制器的指令控制电机的转速,从而控制电梯的速度。
同时,传感器检测电梯的运行状态和位置信息,并将相关信息反馈给控制器。
控制器根据传感器的反馈信息调整电梯的运行状态,确保电梯的稳定运行。
三、现有问题及解决方法尽管基于单片机的电梯运行控制系统具有诸多优点,但在实际应用中仍存在一些问题。
例如,控制器可能出现故障,导致电梯无法正常运行。
为解决这一问题,可在控制器中加入备份电路,以确保在控制器出现故障时电梯仍能正常运行。
基于51单片机模拟电梯控制系统简介本文档介绍了基于51单片机的模拟电梯控制系统。
电梯是现代建筑中不可或缺的交通工具,其安全性和运行效率直接影响到建筑的使用体验。
本文档将详细描述电梯控制系统的设计和实现过程,以及关键的技术细节。
系统架构硬件设计基于51单片机的模拟电梯控制系统的硬件设计主要包括以下几个模块:1.电梯控制板:该板包含了51单片机、电梯按钮、电梯状态显示器等组件,用于控制电梯的运行和状态显示。
2.电梯驱动器:该模块负责控制电梯的电机和门的开关,通过与电梯控制板的通信来实现电梯的运行控制。
3.按键模块:该模块用于接收用户输入的目标楼层,并将数据传输给电梯控制板。
4.故障检测模块:该模块用于检测电梯运行时的故障情况,并通过与电梯控制板的通信来报告故障信息。
软件设计电梯控制系统的软件设计主要包括以下几个部分:1.电梯控制算法:该算法用于根据用户输入的目标楼层和电梯当前的状态,确定电梯的运行方向和下一个停靠楼层。
2.状态机设计:该设计用于实现电梯的状态转换和运行控制。
通过状态机设计,可以实现电梯的顺序运行、停靠和开关门等功能。
3.中断处理程序:该程序用于处理硬件中断,包括接收用户输入的目标楼层和监测电梯的故障情况。
功能实现电梯运行控制通过电梯控制算法和状态机设计,可以实现电梯的运行控制。
电梯可以根据用户输入的目标楼层确定运行方向,并在到达目标楼层时停靠。
电梯状态显示电梯状态显示器可以显示电梯当前的楼层和运行状态,如上行、下行、停靠等。
通过电梯状态显示器,用户可以清楚地了解电梯的运行情况。
故障检测与报告电梯控制系统可以监测电梯的故障情况,如电机故障、门开关故障等。
一旦检测到故障,系统会通过显示器或其他方式向维护人员报告故障信息,以便及时修复。
基于51单片机的模拟电梯控制系统通过硬件设计和软件设计实现了电梯的运行控制、状态显示和故障检测等功能。
该系统可以提供安全、高效的电梯运行体验,为建筑的使用者提供便利。
基于单片机的电梯控制系统设计随着现代社会的快速发展,电梯已成为人们日常生活中不可或缺的运输工具。
为了提高电梯的运行效率,保证其安全可靠性,设计一种基于单片机的电梯控制系统。
该系统以单片机为核心,结合传感器、按键、显示等模块,实现对电梯的运行状态、楼层信号、呼梯信号的实时监控与显示。
一、系统硬件设计1、单片机选择本设计选用AT89S52单片机作为主控芯片,该芯片具有低功耗、高性能的特点,内部集成了丰富的外围设备,方便开发与调试。
2、输入模块设计输入模块主要包括楼层传感器和呼梯按钮。
楼层传感器采用光电式传感器,安装在各楼层,用于检测电梯的运行状态和位置;呼梯按钮安装在电梯轿厢内,用于收集用户的呼梯信号。
3、输出模块设计输出模块主要包括显示模块和驱动模块。
显示模块采用LED数码管,用于实时显示电梯的运行状态、楼层位置等信息;驱动模块包括继电器和指示灯,用于控制电梯的运行和指示状态。
4、通信模块设计通信模块采用RS485总线,实现单片机与上位机之间的数据传输与通信。
二、系统软件设计1、主程序流程图主程序主要实现电梯控制系统的初始化、数据采集、处理与输出等功能。
主程序流程图如图1所示。
图1主程序流程图2、中断处理程序中断处理程序主要包括外部中断0和定时器0的中断处理。
外部中断0用于处理楼层传感器的信号,定时器0用于计时和速度控制。
三、系统调试与性能分析1、硬件调试首先对电路板进行常规检查,包括元器件的焊接、电源的稳定性等;然后分别调试输入、输出、通信等模块,确保各部分功能正常。
2、软件调试在硬件调试的基础上,对软件进行调试。
通过编写调试程序,检查各模块的功能是否正常;利用串口调试工具,对通信模块进行调试。
3、性能分析经过调试后的电梯控制系统,其性能稳定、运行可靠。
该系统能够实现对电梯运行状态、楼层信号、呼梯信号的实时监控与显示,并且具有速度快、安全可靠等特点。
该系统还具有成本低、易于维护等优点,适用于各种场合的电梯控制。
摘要本文介绍了基于单片机的电梯控制系统,硬件部分主要由单片机最小系统模块、电梯内外电路按键模拟检测模块、电梯外请求发光管显示模块、楼层显示数码管模块、电梯上下行模块及模拟传感器模块等5部分组成。
该系统采用单片机(AT89C51)作为控制核心,内外均使用按键按下与否引起的单片机相应端口电平变化的原理,作为用户请求信息发送到单片机,单片机根据判断的结果最终驱动步进电机做相应的运动,在运动的过程中,单片机依照请求信息通过模拟的传感器使步进电机停止运动,并利用彩灯作为上升和下降的状况显示,七段数码管实时显示当前楼层,完成整个请求和响应的过程。
软件部分使用汇编语言实现,利用查询方式来检测用户请求的按键信息。
根据电梯运行到相应楼层时,模拟按键引起的电平变化,进行判断和执行实现电梯的控制,并且将程序模块化,方便了修改和调用。
硬件设计简单可靠,结合软件,基本实现了四层电梯的模拟运行。
关键词:单片机,AT89C51,电梯控制,步进电机目录摘要 (I)目录 (II)第1章绪论 (1)1.1电梯的研究背景及意义 (1)1.2 电梯的国内外发展状况 (1)第2章电梯设计任务与要求 (2)2.1设计任务 (2)2.2设计要求 (2)第3章总体设计方案 (3)3.1设计思路 (3)3.2总体设计框图 (3)第4章电梯控制系统 (4)4.1电梯控制系统 (4)4.2主要硬件设计器件介绍 (5)4.3 软件设计 (9)第5章个人心得体会 (12)参考文献 (14)致谢 (15)附录I: (16)附录II: (18)第1章绪论1.1电梯的研究背景及意义电梯是高层宾馆、商城、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。
随着社会的发展,建筑物规模越来越大,楼层越来越多,对电梯的可靠性、舒适感和美学等方面的要求也有了更高的要求。
电梯是集机电一体的复杂系统,涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域,而对现代电梯而言,应具有高度的安全性。
第一章绪论1.1课题的背景简介1.1.1电梯的历史与发展电梯进入人们的生活已经150年了。
一个半世纪的风风雨雨,翻天覆地的是历史的变迁,永恒不变的是电梯提升人类生活质量的承诺。
生活在继续,科技在发展,电梯也在进步。
150年来,电梯的材质由黑白到彩色,样式由直式到斜式,在操纵控制方面更是步步出新——手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等,多台电梯还出现了并联控制,智能群控;双层轿厢电梯展示出节省井道空间,提升运输能力的优势;变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间;不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。
如今,以美国奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿,仍在继续进行电梯新品的研发,并不断完善维修和保养服务系统。
调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用,一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世,冷冰冰的建筑因此散射出人性的光辉,人们的生活因此变得更加美好。
中国最早的一部电梯出现在上海,是由美国奥的斯公司于1901年安装的。
1932年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着。
1951年,党中央提出要在天安门安装一台由我国自行制造的电梯,天津从庆生电机厂荣接此任,四个月后不辱使命,顺利地完成了任务。
十一届三中全会后,沐浴着改革开放的春风,我国电梯业进入了高速发展的时期。
在我国任何一个城市,电梯都在被广泛应用着。
电梯给人们的生活带来了便利,也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。
电梯是高层建筑中安全、可靠、垂直上下的运载工具,对改善劳动条件、减轻劳动强度起到很大的作用。
电梯的应用范围很广,可用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所、仓库以及居民住宅大楼等。
在现代社会中,电梯已成为人类必不可少的垂直运输交通工具。
1.2课题的主要研究内容及设计步骤本课题的主要任务是完成一个电梯系统的调度模块,即根据每个楼层不同顾客的按键需求,让电梯做出合理的判断,正确高效地知道电梯完成各项载客任务。
根据此任务,本课题需要研究的内容有:1、根据系统的技术要求,进行系统硬件的总体方案设计;2、学习单片机的相关知识,并且加以运用;3、研究C语言编程,并且规定电梯的工作规则,用C语言加以实现;4、对软件和硬件进行调试,让其协调工作,完成指定任务。
结合以上内容,本课题的设计方案步骤如下:关于硬件部分:首先,对实际的电梯系统进行模拟,一般情况下,一个电梯应该具备相关按键、二极管、数码管等,由于这是一个调度模块,故没有设计具体的轿厢等机械部分。
然后,结合这些实物,选择恰当的芯片,并分成若干模块,安排好各自之间的关系。
由于其有诸多按键和显示环节,而单片机的I/O口管脚资源实在有限,故需要I/O口扩展,用以管理二极管;同时要有专门的按键控制芯片,从而便于按键管理。
在此,我分别选择了82C55和8279芯片。
接着,要完成电路图的设计,画出PCB板,焊接相关器件后进行硬件调试,看是否好用并加以适当的更正。
关于软件部分:处于最底层的是对两个芯片的寄存器读写工作,完成后方可进行更高层的应用程序调试。
为了使硬件简单化,我选择了模拟时序的方法读写寄存器,这比总线操作的方法节省了锁存器。
然后是关于电梯调度时所遵循的原则作出规定,其必须基于高效与人性化两个原则。
最后是使用C语言将规定程序化,以便电梯真正的运作。
当然,二者的关系并不是分离的,它们是相辅相成,硬件依据软件来验证,软件依据硬件来调试。
经过一个个的发现问题、一个个的解决问题,最终做出完美的电梯调度模块。
1.3课题的开发环境简介1.3.1电路图制作软件Altium designer 7.0Altium Designer 7.0 不断通过为高速设计提供各种功能来提高用户生产力,这些功能包括交互式长度调整和PCB 层片增强等功能。
新增的库工具和各种新功能将Altium Designer 提升成为统一的电子产品开发解决方案。
这款最新的更新程序将进一步增强您的能力,让您能够在更短的“设计到制造”周期内生产更为尖端、更具创新性的电子产品。
(Altium Designer完全取代了Protel)Altium Designer Summer 08新增汇入Allegro PCB(*.brd)的转文件功能。
Altium Designer 提供了唯一一款统一的应用方案,其综合电子产品一体化开发所需的所有必须技术和功能。
Altium Designer 在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发以及PCB版图设计、编辑和制造。
并集成了现代设计数据管理功能,使得Altium Designer成为电子产品开发的完整解决方案-一个既满足当前,也满足未来开发需求的解决方案。
1.3.2C51的程序开发软件Keil单片机开发中除必要的硬件外,同样离不开软件,我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法,一种是手工汇编,另一种是机器汇编,目前已极少使用手工汇编的方法了。
机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码,用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51,随着单片机开发技术的不断发展,从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发,单片机的开发软件也在不断发展,Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件,这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。
运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU,16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的,如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选(目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件),即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一,它集编辑,编译,仿真于一体,支持汇编,PLM 语言和 C 语言的程序设计,界面友好,易学易用。
1.4 设计功能要求本设计是为一八层电梯设计一调度系统,即使电梯能够合理高效地运行,完成各楼层顾客的接送任务。
形象地说,就是要应对不同楼层顾客的不同需求,作出合理高效的判断,使所有顾客在整体运用时间最短的条件下将其运往各自的目的地。
这个设计的成品应该可以作为真实电梯的控制系统一样,遵守以下两个原则:一是高效性,二是人性化。
而实际电梯所面临的情况无比复杂,故本设计的难点除了硬件上面外,还有对这些复杂的情况归类化,分为若干个基本情况,另外是用恰当的C语言描述来表达这些复杂的逻辑。
1.5 本文内容安排在本设计制作的过程中,我查阅阅了大量的相关资料、期刊,并在导师的指导帮助下仔细地进行了斟酌。
现将的章节安排再次做些简要的说明:第一章,即绪论部分,先对电梯的背景知识等做些介绍,并且对与本设计的设计步骤与重点加以说明,简单介绍了两个与毕设有关的开发软件。
第二章,详细地阐述了设计中所用到的各个模块的硬件电路及其工作原理。
其中包括单片机最小系统、82C55发光二极管控制模块、8279键盘控制模块和串口下载模块等。
第三章,以硬件的物理连接作为基石,以读写芯片内部数据与命令寄存器作为基础,以电梯判决函数作为核心,本章详细地讲述了软件系统的工作原理,并对各个重要函数都有相关的说明。
第二章系统的硬件设计2.1引言由于电梯要运送不同楼层的客人,所以要有很多按键才可以让满足不同楼层顾客的需求。
而且,电梯还要有人性化的显示,如哪个按钮按下了,就把它对应楼层按钮的二极管点亮,还要有一个数码管实时显示电梯所在层数,用发光二极管组成的上下箭头来表示电梯当前的运行方向等等。
而这些零碎的原件,又需要高效的芯片来控制,它们相互之间的物理连接问题这些就是本章所要叙述的硬件设计部分。
2.1.1硬件芯片的选择合理的硬件设计是一个设计成功的基石,所以在设计之初,我便把自己的主要任务集中于筹划硬件的搭建工作,当然其中需要兼顾软件设计的需求。
由于本设计所模拟的楼层共有八层,其中所需要控制的器件较多,如每层都需有两个上下的指示灯,电梯轿厢内也需有去几层的指示灯等,而现有单片机的管脚资源无法满足需求,故第一步需要想法扩展单片机的I/O口管脚资源。
在此,我选择了扩展I/O口最典型的芯片82C55。
其可把一组八位I/O管脚扩展为PA、PB、PC三组管脚,并通过寄存器对各组管脚进行配置,从而满足了本次设计的要求。
考虑到电梯会有多个按键,而传统的依据单片机自身的I/O口布局键盘的方法显然也是不可行的,故本设计选择了典型的管理键盘的芯片82C79,其重要意义不仅在于减轻了单片机I/O口的开支负担,而且可以代替单片机完成各个按键的键值编写工作,单片机只要从其FIFO寄存器中直接读取键值即可得知哪个按键被按下,进而进行相应的操作。
另外,电路板上还有一些扩展的子电路模块,例如MAX232串口下载模块,U口供电模块等等,当然这些都是方便程序的下载与调试的。
并考虑到电路板的面积与价格问题,一些芯片与二极管、电阻等用的是贴片封装。
2.2硬件电路2.2.1单片机最小系统模块单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。
在本设计中,最小系统应该包括:单片机、晶振电路、复位电路等。
如图2.1所示,晶振电路由C1与C2和晶振组成,晶振是给单片机提供工作信号脉冲的。
它的速率就是单片机的工作速率,简单地说,没有晶振,就没有时钟周期,没有时钟周期,就无法执行程序代码,单片机就无法工作。
并在晶振的两引脚处接入两个10pF-50pF的瓷片电容接地用来削减偕波对电路的稳定性的影响。
复位电路采取的为手动按键复位电路,由电容C13,电阻R11、R12和开关RESET组成,当单片机的复位引脚RESET出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就执行复位操作。
如果RST持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。
每次复位后,单片机的程序都会从第一条开始从新执行。