基于单片机的电梯运行自动控制的实现

基于单片机的电梯自动控制系统设计【摘要】电梯是现代人类生活中必不可少的运载工具，其重要性不言而喻。

如果电梯控制系统主芯片采用高性能的微控器，这样就使得控制系统可以提供两种联网方式，使得系统性能更加安全可靠。

本文介绍了电梯控制系统的硬件和软件设计，期望能给人们可借鉴的经验。

【关键词】单片机；电梯；控制系统1.引言随着我国经济的不断增长，高楼大厦越来越多，电梯方面的技术发展得越发成熟，电梯的安全性能得到了很好的提升。

但是，一些电梯由于硬件和软件的设计不够完善，使得电梯在运行和维护方面存在着困难和隐患，对人们的生命财产安全有着严重的威胁，如何解决此类问题已成为当务之急。

下面就这些方面进行讨论。

2.相关硬件设计分析图1表示控制系统框架，其采用的是Freescale的MCF51CN128作为主控芯片，而时钟的模块则为其显示时间，通过对RFID进行读卡从而达到识别和认证电梯工作人员以及乘客身份的目的，预留下来的借口是RS485，通过音频进行解码以后可以对语音的相关提示和一些音乐进行播放，并由计算机和SP3232进行通信，设置电梯设备初始的相关参数。

由无线通信的模块MC52i来传输无线短信以及语音的同化，由DO83848i对太网进行接收，并由LED等对工作状态进行及时的显示，并与RJ-45端口交接，与TCP/IP协议栈进行配合后实现网络通信的功能。

2.1 接口以太网为主的模块局域网以太网为主是遵循了常用的通信标准，其设备又是保持在1010～0Mbps的速度传输信息，具有低成本和高可靠性的优点。

而MCU快速的内部集成可以将控制器与DP83848进行连接，与HR911105A进行配合以后形成了太网电路。

在辅助电路内部存在三个LED，其作用是提供指示，如果D1灯发出亮光，那么就表示此时是Activity的状态如果D2发出亮光，那么就表示此时是Link的状态，如果D3发挥作用，则表示以100Mb/s的速度将信息进行传播，不亮的情况下其速度则为10Mb/s，这个时候的振荡源由晶体来产生，以使得芯片得以正常进行工作。

机电一体化系统设计课程设计任务书基于单片机控制的电梯控制器摘要：本设计基于单片机来控制电器中各部分的使用，采用数码管来实时显示楼层的位置及方向，利用两个发光二极管来代替电机，通过单片机控制发光管的亮和灭来实现电机的正反转，通过定时器延时来校验电梯的位置。

关键词：电梯A T89S51 LED显示电机正反转控制楼层校验1 引言随着人们生活水平的不断提高和国名经济的迅速发展。

各大城市建筑物在不断向高层化发展。

因此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。

因此电梯控制技术也在不断的进步和完善，常用的控制技术主要的有两种技术：基于PLC控制和基于单片机控制两大技术。

用PLC控制的电梯性能可靠、稳定，但是造价太高。

基于单片机控制的电梯可以大大的降低成本而且运行也较可靠，所以现在电梯控制中大多数采用单片机控制。

2 总体设计方案2.1 设计思路本次设计的基本思想是采用A T89C51单片机作为核心，利用其丰富的I/O接口与外围电路配合进行控制。

采用定时器延时来控制电梯的位置校验，采用8位LED静态显示来实时显示电梯所在楼层，并用74ls245来驱动LED显示。

采用行列式键盘矩阵作为外呼内选电路，由于是6层楼，故选用4×4矩阵键盘。

当电梯到达目的楼层时电机停止，此时即可进、出乘客，乘客进入电梯之后可选择去哪一层，然后电梯根据乘客的选择判断去哪一层，继续运行。

通过单片机控制电梯在上升过程中只响应上升呼叫，下降过程中只响应下降呼叫。

电梯的正常运行通过单片机的控制来实现。

2.2 设计方框图本电路主要由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、延时电路。

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驱动8位数码管显示，电梯楼层位置是由延时电路控制的，延时电路包括3秒延时和5秒延时，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，5秒延时是控制电梯的开门时间，5秒延时后电梯关门继续运行。

基于单片机的电梯控制设计随着现代城市的发展，高层建筑的数量不断增加，电梯已成为居民出行的必备工具。

电梯控制系统是电梯的核心部分，其合理、安全、高效的控制对电梯的运行起着决定性的作用。

本文基于单片机，对一种现代化电梯控制系统进行了设计和实现，并逐步介绍其原理和具体实现方法。

1.设计思路基于单片机的电梯控制系统，基于先进、高效的现代技术，采用数字、电子、计算机等技术，集成了电梯运行的各项功能，如门控、运行控制、限速保护、人员安全保护等。

结合具体使用场景，通过对电梯各种状态的控制，实现电梯的自动运行。

2.设计方案此次设计采用基于单片机的电梯控制方案，通过采用传感器、驱动器等电子元器件，真正实现了电梯的智能化控制。

主要由以下五个部分组成：（1）控制部分：采用AT89C52单片机作为主控制器，负责控制电梯各部分。

通过对单片机程序的编写，对各个部分进行精确的控制和调整。

（2）物理部分：即电梯的各个部分，包括电机、减速钢丝绳、限速器、轮架、门体等。

（3）传感器部分：通过安装在电梯厅和轿厢内的传感器，探测电梯的各种状态信息，例如：电梯内外乘客数量、电梯运行方向、门体状态等。

实时将这些状态码转换成数字数据传送到单片机中，实现对电梯运行状态的掌控。

（4）显示部分：将电梯运行状态的各种信息，通过LED数码管、液晶显示等形式，进行实时显示。

这部分可以为乘客提供明确的电梯状态信息，提高电梯使用效率和安全性。

（5）交互部分：如何使乘客和电梯进行有效的交互，减少误操作，是电梯控制设计的核心关键。

通过电子开门器、按钮等，实现乘客与电梯交互的整个过程。

3.实现过程（1）设计程序代码在AT89C52单片机中，通过程序设计实现电梯的各部分精确控制。

代码的设计需要考虑到电梯各种状态，例如：乘客进出电梯、电梯起升、降落等。

通过逻辑程序的编写，实现扫描电梯状态，并对电梯的运行进行掌控。

（2）制作原型通过根据设计方案，搭建各个部分的物理模型，并进行调试和安装。

基于单片机的电梯控制方案利用单片机作为控制核心，实现电梯的控制，其系统框图如下：图1基于单片机控制系统框图STC89C52单片机构建最小系统，输入模块采用按键方式，下面将详细探讨具体方案的实现。

1.3.1单片机最小系统本次设计选择的单片机为常见的STC89C52，该款芯片是STC公司生产的一种低耗能、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K的可编程flash存储器。

使用的内核为经典的MCS-51内核，同时进行了更多改良。

图2STC89C52引脚图主要特点：1)8K的Flash；2)512字节的RAM；3)内置4K字节的EEPROM；4)全双工串行口；5)空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

1.3.2重量检测模块方案重量检测模块的主要作用是在电梯的载重超过额定重量时，检测装置能够向单片机发送信号，从而控制电梯不能运行并发出过载信号，提醒上梯的乘客下梯，过载开关打开后，门无法关闭。

根据其在电梯安装方式的不同，可以大致分为以下几种：1)活动轿厢地板。

这种是装在轿厢上的载重检测装置，活动地板与轿厢壁之间有一定的距离，轿厢地板支撑在压力传感器上，当重力超过设置值时，开关导通，单片机接收到信号。

2)轿顶称量装置。

这种装置是以压缩弹簧作为称重元件，在轿厢架上梁的绳头组合处设以超载装置的杠杆，当电梯承受不同重量的载荷时，绳头组合会带动杠杆发生上下移动，当超重时，杠杆的摆动会触动微动开关，给电梯相应的控制信号。

3)电阻应变式称量装置。

随着技术的发展电阻应变式装置逐渐的到来发展应用，该装置的主要由测量电桥、载频振荡器、放大器、低通滤波器等组成。

图3常见电阻应变式传感器1.3.3位置检测模块方案电梯在运行的过程中会经历启动加速，匀速运行和，减速停止3个过程，在停止时，轿厢必须要停在指定的位置。

位置检测装置的作用是通过光电传感器或其他传感器的检测，将信息发送给单片机，从而控制电梯，在平层区域内，使轿厢准确停在预定位置。

基于单片机控制的电梯控制系统第一章：引言1.1 研究背景电梯作为现代城市中必不可少的交通工具，已经成为人们日常生活中的一部分。

随着技术的发展，电梯也不再是简单的上下楼工具，而是逐渐成为智能化、自动化的设备。

电梯控制系统是电梯运行的核心，也是保证电梯安全、高效运行的关键。

1.2 研究目的和意义本文旨在设计并实现一个基于单片机控制的电梯控制系统，以提高电梯的运行效率和安全性。

通过对电梯控制系统的研究，可以更好地理解电梯的工作原理，为电梯的维护和运营提供参考。

同时，通过对单片机控制电梯系统的设计和实现，可以提高学生的实践能力和创新意识。

第二章：电梯控制系统的工作原理2.1 电梯的基本结构电梯由电动机、控制系统、导轨、轿厢、门等组成。

其中，控制系统是电梯运行的核心部分，负责控制电梯的上下运动、门的开关等功能。

2.2 电梯的工作流程电梯的工作流程包括乘客呼叫、电梯响应、开门、关门、上行或下行等步骤。

控制系统根据乘客的呼叫信号和电梯当前状态，确定电梯的运动方向和停靠楼层。

2.3 电梯控制算法电梯控制算法是决定电梯运行状态的关键。

常见的电梯控制算法有先来先服务算法、最短路径算法、最近调度算法等。

第三章：基于单片机的电梯控制系统设计3.1 系统硬件设计基于单片机的电梯控制系统的硬件设计包括电梯主控板、传感器、按钮等。

电梯主控板负责接收和处理各种信号，并控制电梯的运行。

传感器用于检测电梯当前状态，按钮用于乘客呼叫电梯。

3.2 系统软件设计基于单片机的电梯控制系统的软件设计包括程序的编写和调试。

程序需要根据电梯工作流程和控制算法，实现电梯的运行控制和状态监测等功能。

第四章：系统实现与测试4.1 硬件制作和连接根据设计要求，制作电梯主控板和其他硬件设备，并进行连接和调试。

4.2 软件编程与调试根据系统设计要求，编写电梯控制系统的软件程序，并进行调试和测试。

4.3 系统性能测试对电梯控制系统进行功能和性能测试，包括电梯的运行速度、响应时间、停靠楼层准确性等指标的测试。

基于单片机的电梯运行自动控制实现分析作者：刘传军来源：《装饰装修天地》2020年第12期摘 ; ;要：电梯作为楼宇垂直运输工具，在楼房建筑中占据相当重要的地位。

随着超高层建筑的增多，对电梯的安全性、低能耗、舒适性以及快捷性有了更高的要求。

本文以单片机自动电梯作研究对象，详细的介绍了单片机电梯自动化控制系统的设计与实现。

本文所涉及的单片机电梯系统设计采用方人工智能技术，对以往的电梯自控系统进行了一定的优化升级，旨在能够有效提升电梯控制水平，改善电梯运行舒适度。

关键词：单片机电梯自动控制系统设计实现1 ;前言随着高层和超高层建筑增多，为了能够满足人们提倡生活和工作，楼宇垂直运输的高效性、安全性和舒适性等有待提升。

因此，楼房建筑的电系统自控系统非常重要。

基于单片机电梯自控系统的的设计与实现，其中最为关键技术就是单片机的应用。

单片机电梯自控系统的优点就在于其适应性非常强，可以嵌入到各种仪器设备中，可以彻底的改变电梯操作工的工作模式，极大的提升电梯工作效率。

2 ;系统框架与功能设计2.1 ; 系统的框架设计本系统设计所采用的是AT89S53单片机作为核心，电自控系统的基本框架：在电梯井的顶部设置拽动机带来带动电梯轿厢的上下运行，电梯的自控系统通过RS485接收各门厅的控制召唤信号，从自动控制轿厢运行。

本系统框架的核心内容：主控制器、轿厢控制器、曳引装置以及门厅控制器。

主控制器就是电梯控制器，在单片机电梯自控系统的主要部分，与电梯井顶端的电梯曳引装置共同负责电梯的运行控制，是电梯自控系统的核心。

轿厢控制器是电梯系统的运载装置，通过轿厢中的楼层指示键盘、显示屏将乘客与电梯建立联系。

曳引装置通过钢丝来牵引电梯的上线运行。

门厅控制器是每个楼层的电梯召唤装置，发出每层电梯的呼叫信号，显示当前运行状态。

2.2 ;系统功能可以识别出楼层的高度、各楼层的高度位置，立即响应各个楼层的信号召唤;电梯运行稳定、噪音小、定位准，运行过程中有指示灯提醒，电梯的上下运行状态，并且可实时显示电梯所在的楼层位置;平层时开门或者关门到电梯继续运行时间不超过5s，平层结束会各处指示信号，平层误差在10mm之内;及时接受各楼层的召唤信息，根据预先设置的算法选择最佳运行方案，可以大大提升电梯的运行效率;单向响应功能，即电梯上升过程中只响应上行呼叫，电梯下降过程中只响应下行呼叫，任何逆向呼叫均无效。

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。

基于单片机的电梯控制系统方案设计本方案以STC89C52芯片为核心，模拟了电梯控制系统所需的一些基本功能，通过按键选择楼层，数码管显示实时楼层数，LED灯组成的箭头指示上下方向。

同时，采用uln2003来驱动步进电机转动，以步进电机的转动方向来模拟电梯运行方向。

根据电梯运行到不同的楼层，产生不同的电平量，以此实现对电梯的控制。

该方案软硬件结构设计简单可靠，实现了对电梯的运行控制。

标签：电梯；步進电机；STC89C52引言目前电梯控制系统大多采用继电器或者可编程控制器（PLC）的控制方式，存在着成本高，需要三相供电等缺点，本方案给出了一种基于单片机的电梯模型控制系统。

以单片机为核心，再辅以适当的硬件电路和控制程序来检测和控制整个电梯的信号，具有成本低、通用性强、灵活性大、扩展容易及易于实现复杂控制等优点。

1 总计设计方案本方案采用开关作为电梯内外的请求按键，按键和单片机的插针接口相连，按键按下为低电平，将信号传送到单片机，单片机根据各接口的信号进行判断处理，处理完毕后控制步进电机运动，实现电梯的上下运动，采用传感器确定电梯所在的楼层数及电梯准确停止的位置，用七段数码管显示电梯所在楼层，用LED 灯显示电梯的上下运行状态。

本方案采用STC89C52为控制电梯的单片机[1]。

考虑到经济性与实用性，选择28BYJ48型步进电机。

采用5V直流电源为单片机、指示灯、数码管供电。

总体设计框图如图1所示。

本方案主要由5大部分组成：键盘模块、单片机控制电路、显示模块电路、电源模块电路、步进电机驱动电路。

其中单片机控制电路主要包含复位电路，电路复位后楼层显示数字 1 表示电梯此时在一楼，而电梯楼层位置是由延时电路控制的，延时电路有2秒延时，每层之间通过2秒延时控制即每延时2秒表示电梯走了一层，同时显示相应的上下箭头指示。

本方案的延时部分主要是由软件控制的。

电梯的状态是通过点阵组成的上下箭头和数字显示的。

键盘电路采用独立式按键。

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。

基于单片机控制的电梯控制器一设计要求（一）基本功能1 显示：本设计要求实现6层控制，实时显示电梯所在楼层号位置2 升降控制：采用一台电动机，利用电机的正反转来实现电梯的升降。

3 具备不可逆响应的功能：电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向呼叫均无效。

（二）扩展功能1 可增加人性化的按键语音服务功能2 可增加遥控或感应操作功能二计划完成时间三周1第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。

2 第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。

3 第三周完成软件和硬件的联合调试。

目录1引言 (1)2电路总体设计方案 (1)2.1设计思路 (1)2.2设计方框图 (1)3设计原理分析 (2)3.1模拟信号输入电路的设计 (2)3.2模拟信号输出电路的设计 (3)3.2.1显示电路的设计 (3)3.2.2电机控制电路的设计 (3)3.3复位和时钟电路 (4)3.4系统软件设计 (4)4结束语 (6)参考文献 (6)附录一 (7)附录二 (8)基于单片机控制的电梯控制器摘要：针对目前建筑物上的载物电梯的常规功能和大型车间转移贷物的麻烦，本设计提出了以单片机为核心的电梯控制技术和实现方法，通过人的按键选择能够使电梯自动上升、下降、自动、自行和实时显示，带来了极大方便。

关键词：89S51，门开关，电梯控制，电机的正反转，传感器1引言在一些办公楼、宾馆和大型车间中，除了安装载人电梯外，为了更加提高办事效率，节省劳力，常常要安装载物电梯。

但是在目前广泛使用的自动控制系统中，绝大多数是以继电器为控制型。

它的缺点是随着楼层的增高，使用继电器的数量会大大增加，造价和体积也会越来越大；同时继电器也会因为长时间工作发生表面烧结，控制失灵现象。

本设计以六层建筑物为模型，以单片机8051为核心，设计了一种方便贷物在各层的传送，但工作环境又不太烦忙的电梯，消除了以上缺点，且有很强的实用性。

2电路总体设计方案2.1 设计思路本设计采用AT89S51单片机作为核心，配以适当接口作为输入输出通道。