基于某51单片机地电梯控制系统器设计

单片机原理与应用技术 课程设计报告（论文）

题目：基于单片机控制的电梯控制器 专业班级： 科技学院 姓 名：___X__X_ X 时 间：20XX.05.21～06.5 指导教师：

20XX年 6 月 5日

目录 1引言…………………………………………………………………………………1 2总体设计方案………………………………………………………………………1 2.1设计思路 ……………………………………………………………………1 2.2总体设计框图 ………………………………………………………………2 3电梯控制系统原理分析 …………………………………………………………2 3.1单片机最小系统电路的 ……………………………………………………2 3.2控制电路的设计 ……………………………………………………………3 3.2.1电梯部呼叫电路和电机状态显示电路 ……………………………3 3.2.2电梯外部呼叫电路 ……………………………………………………3 3.2.3电机控制电路 …………………………………………………………4 3.3显示楼层电路 ………………………………………………………………4 4 程序流程图 ………………………………………………………………………5 4.1 主程序流程图 ………………………………………………………………5 4.2选择要去的楼层子程序流程图………………………………………………6 5总结与体会 ………………………………………………………………………7 参考文献 ……………………………………………………………………………8 附录1 ………………………………………………………………………………9 附录2 ………………………………………………………………………………9 附录 ………………………………………………………………………………10

电梯控制器课程设计任务书 1．设计目的与要求 1.1 基本功能 （1）显示:本设计要现6层控制,实时显示电梯所在楼层位置。 （2）升降控制:采用一台电动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。 1.2 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。 2．设计容 （1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出； 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩 在规定时间，完成叙述并回答问题。 基于单片机控制的电梯控制器 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，它是建筑中常用的交通工具。本设计选择AT89S51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 AT89S51 LED显示 电机正反转控制 楼层显示 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，所以现在电梯控制多数采用单片机控制。 本文基于单片机89SC51来控制各部分电路，采用单片机构成控制系统，可大大降低成本，而且做成专用控制系统，程序被固化，加强了性，提高了可靠性。 2 总体设计方案 电梯控制系统由外部呼叫，部呼叫，电机控制电路，楼层显示部分等组成。电梯在各楼层的定位本应采用行程开关或者传感器，由于条件限制，采用延时控制。相邻楼层间升降时间设为3秒。 2.1 设计思路 本次设计的总思想是，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用独立键盘来控制，各个楼层的上下按钮、电梯部的选层按钮均用独立键盘来实现。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。 2.1 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74ls164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。键盘电路采用独立键盘（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1所示：

图1.体设计方框图 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4（右）所示：其中9 脚为单片机的复位端。时钟电路如图2（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 电梯部呼叫电路和电机状态显示电路 电梯部呼叫电路和电机状态显示电路，如图3所示，六个目标楼层选择按键K1、K2、K3、K4、K5、K6与单片机P0口的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5连接（P0口作为输出端驱动外部电路时须外接上拉电阻）。电机状态是通过两个发光管显示的，绿灯、红灯与单片的P1.6、P1.7连接（须外接上拉电阻），绿灯亮表示电梯在向上运行，黄灯亮表示电梯在向下运行。人进入电梯按下要去的楼层对应的按键，就会控制电机转动，达到相应楼层。

AT89C51 楼层显示电路 键盘电路

时钟电路 复位电路 电机控制电路

电机状态显示 图3.电梯部呼叫电路和电机状态显示电路 3.2.2 电梯外部呼叫电路 电梯外部呼叫电路如图4所示，按键UP1、UP2、DOWN2、UP3、DOWN3、UP4、DOWN4、UP5、DOWN5、DOWN6接单片机的P2口和P1.0、P1.1。若按下上升键，则电梯在上升过程中只响应上升呼叫，不响应下降键；反之亦然。

图4.电梯外部呼叫电路

3.2.3 电机控制电路 电机采用普通直流电机，直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转。用电机驱动芯片L298来驱动。电机控制电路用来控制电机的正反转，当按下上升键时，电机正转，按下下降键时，电机反转。电路如图5所示。

图5.电机控制电路 3.3 显示楼层电路 显示电路的作用是实时显示电梯所在楼层，用一个八段数码管来实现，本设计用74ls164驱动数码管，其管脚1、2接单片机P3.0口，管脚8接P3.1口。电路如图6所示。

图6.显示楼层电路

4 程序流程图 4.1主程序流程图 图7.主程序流程图 4.2 选择要去的楼层子程序流程图

调用选择当前要去的楼层子程序

停留3s

电梯未运行或虽运行但还没停止

电梯已到目的层？ 是

否

是 否

启动电梯显示在一楼 图8.选择要去的楼层子程序流程图 5 总结与体会

电梯改为上升 电梯改为下降 电梯到达最顶层

电梯到达最底层 电梯在下降

当前楼层=目的楼层 继续下行查找下一个要去的楼层 若无下行需求，则反向查询

向上查找下一个要去的楼层 若无按键需求则停止

当前楼层=目的楼层

延时等待3s

开始 是是是是是延时等待3s 否 否

否 否 通过这次单片机实习，使我在各方面都有了很大的提高，特别是在单片机编程方面让我有了很大的进步。以前学习理论知识的时候我就对一些指令的应用不理解，现在自己动手编程了，通过这前两星期查找资料和单片机的实例应用，我对以前的不懂知识进行了全面的复习和新的学习。这次实习在硬件设计方面我没遇到多大的问题，遇到的主要问题是在软件设计方面，由于刚开始我对编程没一点经验，所以没有很好的设计思路就开始编程了，结果刚编的过程中遇到了很多的问题，最后经过同学的帮助，我的程序才慢慢的编成了。 我设计的电梯自动控制用到了电机我们用二极管模拟，实物出来时，没能成功实现功能，让我们知道了理论与实际的差距，也意识到理论与实际相结合的重要性。在写程序时需要极大的耐心，一点一点的改正，达到想要的效果，使自己的编程能力不断的提高！

参考文献：