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1、. . . 目 录摘要1关键词11引言11.1电梯的历史及发展11.2电梯自动控制系统的开发环境21.2.1 电路图制作软件Altium Designer 7.021.2.2 单片机AT89S5241.2.3 C语言编程软件Keil C5182电梯自动控制系统的原理和设计92.1 系统功能92.2 系统硬件设计92.2.1 电路总体框图设计92.2.2 系统原理图102.2.3 各部分电路的设计112.3 系统软件设计132.3.1 系统软件运作主流程图142.3.2 键盘扫描流程图153 系统调试154 结论16致语16参考文献17英文翻译17附录18附录一 程序清单18附录二 实物图23
2、. . . 电梯自动控制系统黄波三峡学院电子与信息工程学院电子信息工程专业2008级 万州 404000摘要电梯自动控制系统是现代所有电梯的大脑和神经中枢。除了那些为了保护历史而留下来的旧式电梯以外，无论在什么场合安装的电梯都是自动化的，它们基本都是由单片机控制，高级的电梯还运用了嵌入式系统。电梯自动控制系统的核心就是单片机和设定的程序，外加输入和输出部分就组成了一个完整的自动控制系统。输入部分将信号接受并处理，然后传递给单片机。经过程序分析后将指令输出，从而控制电梯的运行并将结果显示出来。现代的电梯自动控制系统形式变得更加简单，但却能控制更加复杂的情况，这都依赖于单片机的不断升级和控制电路设
3、计的更加合理化。关键词电梯 自动控制系统 Altium Designer 7.0 单片机AT89S52 Keil C511引言电梯自动控制系统和许多独立运行的自动化作业器械一样，他是电梯不断发展和需求的产物。电梯自动控制系统不断地发展与壮大与单片机的不断强化和广泛的运用有着密不可分的联系。电路更合理的设计、程序语言的更加精确和强大也影响着电梯自动控制系统功能的不断强大。现在人们所关心的性能、安全、节能等更是促使电梯在各方面要求的增加，这也让电梯自动控制系统的研发速度加快。1.1电梯的历史及发展1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明历史上
4、第一部安全升降梯。从那以后，升降梯在世界围得到了广泛应用。以奥的斯的名字而命名的电梯公司也开始了她辉煌的旅程。160年以来，她已经发展成为世界领先的电梯公司。 生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。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，集成控制、人机对话等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿箱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大大节省了行人的时间；不同外形的扇形、三角形、半棱形、圆形观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。 一个半多世纪的风风雨雨，翻天覆地的是历史的变迁，永恒不变的是电梯提升
5、现代人生活质量的承诺。中国最早的一部电梯出现在，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利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，从庆生电机厂光荣接此任，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。电梯的应用围很广，可用于宾馆、饭店、办公大楼、商
6、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。电梯服务中国已有100 多年历史，而我国在用电梯数量的快速增长却发生在改革开放以后，目前我国电梯技术水平已与世界同步。100多年来，中国电梯行业的发展经历了以下几个阶段 ：对进口电梯的销售、安装、维护阶段(19001949年)，这一阶段我国电梯拥有量仅约1 100多台；独立自主，艰苦研制、生产阶段（19501979年），这一阶段我国共生产、安装电梯约1万台；建立三资企业，行业快速发展阶段（自1980年至今），这一阶段我国共生产、安装电梯约40万台。 2002年，中国电梯行业电梯年产量首次突破6万台。中
7、国电梯行业自改革开放以来第3次发展浪潮正在掀起。第1次出现在19861988年，第2次出现在19951997年。2010年中国电梯年产量达36万台，超过全球总量50%；电梯使用保有量已经达到156万台以上，已经成为全球电梯制造和使用的第一大国。截止到2012年，中国国际电梯展于1996年、1997年、1998年、2000年、2002年、2004年、2006年、2008年、2010年、2012年共举办了10届。展览会交流了世界各国的电梯技术和市场信息,促进着电梯行业发展。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
8、、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音且耐用，一款一款的集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世，冰冷的建筑因此散射出人性的光辉，人们的生活因此而更加美好。1.2电梯自动控制系统的开发环境1.2.1 电路图制作软件Altium Designer 7.0Altium Designer 7.0即Altium Designer Summer，Altium Designer 7.0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。新增了工具和新功能，这将 Altium Designer 提升成为统一的电子产品开发解决方案。这款最新
9、的更新程序将进一步增强设计能力，能够在更短的“设计到制造”周期生产更为尖端、更具创新性的电子产品。现在Altium Designer已经完全取代了Protel。Altium Designer Summer还新增了汇入Allegro PCB(*.brd)的转文件功能。Altium Designer 提供了统一的应用方案，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
10、完整解决方案的一个既满足当前，也满足未来开发需求的解决方案。Altium Designer 7.0极增强了FPGA-PCB协同设计的能力，工程师可以充分利用FPGA作为系统平台，而且简化大型FPGA与物理PCB平台的集成。虽然人们早就认识到了FPGA给逻辑开发带来的好处，但把这些器件集成到PCB设计流程所带来的挑战，会使得PCB线路板设计变得十分复杂并导致整体设计时间超长。通常无需考虑PCB版图即进行FPGA管脚分配，而在大规模可编程器件中使用的密集封装技术将使得PCB板布线成为极大的挑战。Altium Designer打破了FPGA的使用障碍，把硬连接的PCB平台和软件及软连接的逻辑开发集成
11、在一起，后者构成的嵌入式智能通过在PCB线路板上编程以创建完整的应用。Altium Designer改进了FPGA级设计和PCB级设计间的集成，开发了很多新功能，与现在的大型可编程器件相结合，它们精简了产品开发。大型FPGA器件的可用性正改变着工程师的系统设计方法产品中可以添加更多智能并同时缩短设计时间，减少制造成本。Altium Designer 7.0可帮助工程师在嵌入式智能级和物理设计级充分利用FPGA提供的好处，系统的统一特性打破了在主流设计中广泛采用可编程器件的障碍，这样可以充分利用这些器件的扩展资源，简化逻辑和物理设计。Altium Designer 7.0引入了动态网络重分配概念
12、，PCB布线期间可在线交换FPGA管脚。这包括重新分配预先布线的子网和交换的差分信号对，差分信号对可利用FPGA器件上充分的LVDS资源。动态网络重分配在板级具有增强了的FPGA管脚优化引擎，允许工程师充分利用FPGA器件管脚的可重新编程特性，在PCB板极获得最优的布线方案。Altium Designer系统的统一特性允许在板级完成的管脚交换和FPGA项目的自动同步，减少手动调整处理I/O的耗时。 通常带有大量管脚的FPGA器件是密集BGA型封装。这给原型阶段的调试带来很大困难，因为这些器件上的管脚不能直接探测。Altium Designer的LiveDesign开发方法允许工程师在开发中可与
13、基于FPGA的设计直接交互。 Altium Designer 7.0具有改进的JTAG器件浏览器，可提供系统中所有JTAG器件的管脚状态显示，在调试期间工程师可以实时检测管脚信号状态。管脚状态也可以在源原理图和PCB版图动态显示，定位查看设计文档的信号状态。另外还有Altium Designer的FPGA虚拟仪器，可用来设定并监控FPGA的信号，给设计师提供电路运行完整的状态图，以进行系统的逻辑和物理调试。 FPGA系统的在线测试在Altium Designer 7.0中得到改进，提供增强的逻辑分析仪(LAX)虚拟仪器。可配置的LAX可监控FPGA从8位到64位带宽的总线，支持多重信号集的连接
14、。任意信号都可用来触发输入或选定为数据源。当可配置的LAX连接到处理器指令总线时，总线数据可显示为反汇编的代码指令，代码相关的问题可方便地在虚拟仪器输出中进行跟踪。 Altium Designer 7.0中32位的基于FPGA的处理器系统也有更多通用性，支持大量第三方软核和分立处理器，包括Xilinx MicroBlaze软处理器、Sharp BlueStreak LH79520(基于ARM720T)和AMCC PowerPC 405CR分立处理器。这些新器件的支持，使设计者在使用FPGA进行嵌入式系统开发时更加灵活。Altium Designer 7.0提供的包裹连接器核可帮助设计者定位支持
15、的第三方处理器，同时保留Altium Designer环境的所有设计功能，包括使用Altium Designer虚拟仪器方便地连接基于FPGA外设和用LiveDesign进行调试。Altium基于Viper的编译器工具链保证所有处理器间的软件兼容性，包裹连接器核提供硬件兼容性。这意味着嵌入式设计无需花费高昂的重新设计工程的代价即可在处理器间进行设计移植。 Altium Designer 7.0在FPGA开发方面有以下主要特点：（1）支持不依赖于FPGA厂商即各个厂商通用的数字系统开发。（2）丰富的原理图库，有大量的综合元件，包括处理器。（3）在工程的设计和调试阶段都支持原理图导向设计方法。（4）丰富的虚拟仪器。虚拟逻辑分析仪、虚拟频率发生器、频率计数器、I/O模块、ROM仿真器，为嵌入式系统开发提供很大的便利。（5）为了方便在FPGA上设计嵌入式系统，Altium Designer 7.0完全综合了Altium独特的基于FPGA的现场设计开发板NanaBoard。（6）支持软硬件并行开发，克服以往嵌入式系统软硬件开发的串行开发形式中的缺点。这种方法必将成为以后F
