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1、电梯监控系统设计电梯监控系统设计（计算机硬件技术基础课程设计）（计算机硬件技术基础课程设计）专专 业：自动化业：自动化 组组 员：张利娟员：张利娟 郑郑 雯雯 陈陈 林林 邓邓 宇宇 重庆大学自动化学院重庆大学自动化学院20122012 年年 9 9 月月计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）目录1 设计内容及要求.11.1 设计的主要内容.11.2 设计报告要求 .12 设计方案的确定与实施.22.1 基本设计目标实现 .22.1.1 基本设计目标及实现方案.22.1.2 按键说明.22.2 硬件电路设计 .32.3 软件程序设计 .62.3.1 主程序流程图.72.3.2
2、 按键扫描子程序流程图.92.3.3 LED 显示子程序流程图 .102.3.4 开门检测子程序流程图.122.3.5 电梯运行子程.133 系统软件测试.143.1 程序基本功能测试 .143.1.1 一个键.143.1.2 两个键.143.1.3 多个键.143.2 拓展功能测试 .153.2.1 蜂鸣器.153.2.2 门开关状态的动静态显示.154 实验总结.164.1 小组总结.164.2 个人总结 .16附录.21计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）人员及任务分配专业班级学 号姓 名任务分配自动化 6 班张利娟4*3 按键扫描存储，开关按键扫描存储以及电梯运行情
3、况判断与执行，及上述子功能模块流程图的设计以及实验报告的最后审核自动化 6 班郑雯开关门键检测程序，门中断及模块流程图设计以及主程序的调试和实验报告的校正自动化 6 班陈林程序的主体流程逻辑，主程序的编写和定时程序的编写及主流程图和硬件连接图的绘制，实验报告的撰写自动化 6 班邓宇负责 LED 显示子模块，用 LED 显示电梯当前状态，蜂鸣器发生程序，论文的校正，LED 部分流程图的绘制。计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）11 设计内容及要求1.1 设计的主要内容设计一台电梯的监控系统，用计算机硬件实验系统完成电梯系统的基本功能，该部分占 80 分；并在此基础上自行完善和
4、优化系统功能，该部分占 20 分（若有雷同者，该部分不得分） 。基本功能具体要求如下：（1）共有 6 层，一楼有上行键，其他楼层有上行键和下行键，用 4*3 小键盘模拟各个楼层的上下行按键。（2）电梯内有开门键，关门键和 6 个楼层按键，用开关模拟电梯内按键。（3）用三色 LED 显示电梯所在楼层和电梯门的状态。电梯上行时用红色显示楼层，下行时用绿色显示，静止时用黄色显示。电梯门分为开门和关门两种状态。（4）上行和下行过程中，优先响应行进方向上的楼层。若没有按下楼层，就停在当前楼层。（5）每次停顿时自动开门，5 秒钟后自动关门。若按下电梯内的关门键，直接关门。若按下电梯内的开门键，或该楼层的上
5、行下行键时，电梯门一直打开，直到松开按键。1.2 设计报告要求（1）明确每位组员的详细分工。（2）在上述设计的主要内容基础上，本组讨论整理出系统的详细操作说明。（3）详细描述自行完善和优化的系统功能及设计方案。（4）给出系统的设计思路和意见，软件设计方案。（5）画个各个软件模块的程序流程图，说明硬件连接。（6）列出加上必要注释的程序清单。（7）每位组员根据自己承担的设计内容和设计过程，写出心得体会（不少于 800 字） 。计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）2（8）所有组员在任务书上签名，将任务书装订在报告首页。2 设计方案的确定与实施2.1 基本设计目标实现根据课程设计任
6、务书所提出的要求，我们小组通过讨论和分析后首先确定出此次电梯监控系统设计中我们需要完成的几个基本功能以及操作方案：2.1.1 基本设计目标及实现方案（1）一楼有上行键，其他楼层有上行键和下行键，用 4*3 小键盘模拟出各个按键，如果有按键按下，说明外部有人乘坐电梯。（2）初始化后电梯停在一楼门关着，此时一直在进行着按键扫描程序，当扫描到外部有人按下按键之后，扫描子程序将会把扫描到的数据存储到预留空间，其中空间分为了上行按键存储空间和下行按键存储空间，那么就将扫描到的数据分类存储。此时主程序将当前楼层与存储空间中的目标楼层做减法运算，计算出运行方向和楼层次数，然后调用运行子程序，用延时程序来模拟
7、电梯在行进中所需的时间，当每到达一个楼层的时候，将要调用按键扫描，门内开关扫描，和显示楼层，如果这楼是目标楼层，则需进行开门的操作。当打开门之后，要进行一个判断，是否有人立即按下关门键，如果有按下则立即关门，如果没有则调用延时 5 秒子程序后关门，如果有人按着开门键则保持门开状态，直到松开后，再进行有无按关门键的判断！（3）在上行或者下行过程中，电梯只响应同方向上的楼层，在读取存储空间中的目标楼层时也选用同向读取，循环读取的方法。而且每到一层之后将会更新存储空间中的数据，从而来确定新的目标楼层。（4）要求用 LED 来显示电梯的的状态，运行方向和当前所在楼层，以及门的开关状态，其中我们用红色的
8、 u 来表示电梯上行，绿色的 d 来表示电梯下行，黄色的 h 表示电梯处于停止状态。而门我们则选用了！-！和-!-的图标来表示门的开和关状态。2.1.2 按键说明计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）3电梯外部按键是一楼的上行按键，二楼到五楼的上行和下行按键以及六楼的下行按键一共 10 个，还有一个复位按键和一个报警按键，总共 12 个用 4*3 小键盘来模拟，其具体按键对应表如下：按键功能按键功能按键 K01 楼上行按键 K74 楼下行按键 K12 楼上行按键 K83 楼下行按键 K23 楼上行按键 K92 楼下行按键 K34 楼上行按键 K10报警按键 K45 楼上行按键
9、 K11复位按键 K56 楼上行按键 K65 楼下行电梯内部由 8 个开关构成，来模拟电梯内部的开关门键和 1 到 6 楼层，开关按下再手动拨起来算一次按下过程，具体对应于：开关功能开关功能K1楼层 1K5楼层 5K2楼层 2K6楼层 6K3楼层 3K7开门K4楼层 4K8关门2.2 硬件电路设计运用到的硬件模块主要有一下模块：8254 主要用作定时功能，在本实验中，用作 5 秒延时的实现模块：计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）4图 1:8254 原理图8259 在本程序中起到中断的作用：图 2:8259 原理图8255 在实验中起到输入输出的作用，读入 4*3 按键和按
10、键开关的状态读入：计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）5图 3:8255 原理图K1-K8 分别接 PA0PA7，4*3 小键盘 Q0-Q2 接 PB0-PB2，P0-P3 接 PC0-PC3，PB7 与 8254OUT2 相连，PC7 接出与蜂鸣器相连，8259 中，INQ0 接 K8， INT1 接 INTR， SP/1 接 +5V， 8259 的 CS-1 接 CS2。计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）6硬件电路图的连线如下所示：图 4：硬件连接图2.3 软件程序设计计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）72.3.1 主程序流程
11、图开始启动程序8255及电梯运行标志初始 化关闭LED显示调用LED显示和发声程序判断某层是 否有按键按 下N运行电梯子程序判断是否到 达电梯停止调用显示发声程 序打开门，让人员 进出调用显示发声程 序扫描开关按键调用子程序扫描按键N调用关门子程序图 5：主程序流程图主程序运行之后，就开始调用初始化程序，将 8254，8255 和 8259 都初始化，计算机硬件技术基础课程设计 电梯监控系统（硬件实验系统）8也将门状态和上升下降标志初始，然后调用 led 显示程序，显示出当前楼层和门状态，然后调用键盘扫描程序和开关扫描程序，检测出是否有人按下，将扫描到的程序分别存在上行空间，下行空间和楼层空间，然后做出判断，当有人按下的时候就将数据存在运行数据段中，然后依次调用与当前楼层做比较，然后运行电梯。在行进过程中，层间运行调用软件延时，在延时中加入扫面按键和扫描开关的子程序，然后实时的更新的存储空间。每到一楼的时候
