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1、分类号分类号 毕毕 业业设设计计( ( 论论 文文) ) 题题 目目 基于单片机的电梯控制系统基于单片机的电梯控制系统 模拟电梯控制系统设计模拟电梯控制系统设计 摘要摘要单片机即单片微型计算机（SingeChp Microcomputer ） ，是集U ，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 AT9S51 为核心控制元件，设计了一个八层电梯系统，使用 单
2、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。 关键词关键词 单片机 电梯 系统 控制 S Smulmult td d e et tr r cocotroltrolsystsystm m esiesi bstact Microntollerhamiocoputer (inge-Chp Micrcomper)gatrng PU, AM, ROM， the tming, umbe nd vrieyof inerfac tegtedmircotollers 1 vriou CM SCM he til
3、 an ost epreeaie oa widesed in vaiusfils. Elvatr ish alcation ofthe principe set achier, electriclcontol technoogy,miroprocssor tenolog, systs enneerin andher teccl disciplnes and ranhes f the interaiof mechaical anelectrica equpmt， wchis bulding apermantvertialtransport. Ti ppe choi AT8951 control
4、ot cre comont, esinea new 8 ry lift sysms,usngsinge-chip asebl ngug prormmi，traspotngpassngrs arived afloor,t als hows teelevar oor an dolin. SCM control elevto lwcot， versatiliy, flxibliy and es of lagecopl conrldvantaes KeyboaKeyboad d Sine-h icrocomper Elevato syem control 目目 录录 引引言言. 第一章第一章 单片机概
5、述单片机概述2 11 单片机简介.2 1.单片机的特点3 1.单片机的应用领域.4 .4 单片机的发展趋势.5 1.单片机的主要生产厂家和机型.5 第二章第二章硬件系统实现硬件系统实现. .1 功能模块图7 2.2 各功能模块介绍.7 .21 AT95芯片.7 22 显示模块.10 22.3 复位开关模块0 2.4振荡器电路模块.1 22 程序下载模块.11 .设计电路及连线.1 第三章第三章 软件设计软件设计.13 31 汇编语言简介3 3.流程图设计1 3.3 程序设计5 .3.1 程序初始化1 3.3.2 主程序调用.6 3.3.3 中断程序调用6 第四章第四章 系统调试系统调试91 1
6、 硬件调试.19 42 软件调试.19 第五章第五章 英文翻译英文翻译.21 结论结论52 致谢致谢.26 参考文献参考文献.7 程序附录程序附录.28 引引 言言 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。电梯是 高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输 工具。1年美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力 的升降机，同年在纽约市马累特大厦安装成功。随着建筑物规模越来越大，楼 层也越来越高，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性都提出了更高 的要求。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采 用这种控制线路,存在易出
7、故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。 目前，由可编程控制器(PLC)或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统， 正以很快的速度发展着。可编程控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相 结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是 一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机,它有良好的抗干扰性能,适 应很多工业控制现场的恶劣环境,所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控 制器控制。但是由于C 的针对性较强，每一台 PLC 都是根据一个设备而设 计的,所以价格较昂贵。而单片机价格相当便宜,如果在抗干扰功能上有所提高 的话完全可以代替 PC 实现对工控设备的控制。
8、当然单片机并不象C 那 么有针对性,所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善,更 完美的实现设备的升级。 电梯控制系统是比较复杂的一个大型系统，在 计算机诞生的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展做了巨大的贡献， 但在性能上和LC 还是有本质上的差距。在科技的不断发展下,单片机控制系 统很快可以解决抗扰性,成为方便有效的电梯控制系统。 第一章第一章 单片机概述单片机概述 单片机全称为单片微型计算机(Sigle ChiMicrcoutr）,又 称为微控制器（MicrocontrollerUnt）或嵌入式控制器(bdded Cotroll)。它是将计算机的基本部件微型化并集成
9、到一块芯片上的微型 计算机，通常片内都含有 CPU、ROM、RAM、并行 I/O、串行/O、定时器/计数 器、中断控制、系统时钟及系统总线等。 （如图 11 所示） 。随着技术的发展, 单片机片内集成的功能越来越强大,并朝着OC(Systemon hp)方向发展 图 11 单片机结构 单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显 著优点,在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领 域得到日益广泛的应用。 1 单片机简介单片机简介 单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如 算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理）的微处理器(CP）,随
10、机存取数 据存储器(RM)，只读程序存储器(RO）,输入输出电路(IO 口),可能还包 括定时计数器,串行通信口（SI),显示驱动电路(D 或 LED 驱动电路)，脉 宽调制电路（） ，模拟多路转换器及 A/D 转换器等电路集成到一块单块 芯片上,构成一个最小,然而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准 确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 由此来看，单片机有着微处理器所不具备的功能，它可单独地完成现代 工业控制所要求的智能化控制功能,这是单片机最大的特征。 然而单片机又不同于单板机,芯片在没有开发前,它只是具备功能极强的超 大规模集成电路，如果赋予它特定的程序,它便是一个最小
11、的、完整的微型计 算机控制系统,它与单板机或个人电脑(P机)有着本质的区别,单片机的应用 属于芯片级应用,需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电 路应用技术和系统设计所需要的理论和技术,用这样特定的芯片设计应用程序, 从而使该芯片具备特定的功能。 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征,即它们的技术特征均不尽 相同,硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机,必须了 解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特 征包括功能特性、控制特性和电气特性等等,这些信息需要从生产厂商的技术 手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境,指令特性
12、即我们熟 悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的 要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性,支持软件（包含可支 持开发应用程序的软件资源）及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应 用系统,掌握其结构特征和技术特征是必须的。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系 统,可以软件控制来实现,并能够实现智能化,现在单片机控制范畴无所不在， 例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单 片机的应用领域越来越广泛。 诚然，单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益， 更重要的是它已从根本上改变了传统的
13、控制方法和设计思想。是控制技术的一 次革命,是一座重要的里程碑。 1.单片机的特点单片机的特点 单片机与通用微机相比较,在结构,指令设置上均有其独特之处，其主要特 点如下: （1（单片机的存储器 ROM 和AM 是严格区分的.ROM 称为程序存储器,只 存放程序，固定常数及数据表格.RAM 则为数据存储器,用作工作区及存放用户 数据.这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中,有较大的程序存储空间,把 开发成功的程序固化在 R中,而把少量的随机数据存放在 RAM 中这样,小 容量的数据存储器能以高速 RAM 形式集成在单片机内,以加速单片机的执行速 度.但单片机内的 RAM 是作为数据存储器用
14、，而不是当作高速缓冲存储器 (CACH)使用. （2（采用面向控制的指令系统为满足控制的需要,单片机有更强的逻 辑控制能力,特别是具有很强的位处理能力 （3（单片机的 I引脚通常是多功能的.由于单片机芯片上引脚数目 有限,为了解决实际引脚和需要的信号线的矛盾,采用了引脚功能复用的方法. 引脚处于何种功能,可由指令来设置或由机器状态来区分. （4（单片机的外部扩展能力强在内部的各种功能部分不能满足应用需 求时,均可在外部进行扩展(如扩展 ROM,RAM,I/接口,定时器计数器,中断系 统等),与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵 活性. 13 单片机的应用领域单片机的应
15、用领域 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备 的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴: (1) 在智能仪器仪表上的应用：单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、 扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型 的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、 角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪 表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如 精密的测量设备(功率计，示波器，各种分析仪)。 (2) 在工业控制中的应用: 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据
16、采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统， 与计算机联网构成二级控制系统等。 (3) 在家用电器中的应用: 可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单 片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、 再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。 (4) 在计算机网络和通信领域中的应用：现代的单片机普遍具备通信接口， 可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提 供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机， 电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常 工作中随处可见的移动电话，集群移动通信,无线电对讲机等。 (5) 单片机在医用设备领域中的应用:单片机在医用设备中的用途亦相当广 泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等 等。 此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十 分广泛的用途。 1.4 单片机的发展趋势单片机的发展趋势 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公 司都推出了自己的单片机，从 8
