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1、基于单片机三层电梯系统设计Xxx物理与电子工程学院电子信息工程Oxxxxxxx【摘要】本设计是以STC89C52单片机为核心的三层电梯模拟控制系统。硬件部分主要由单片 机最小系统模块、电梯内外电路按键矩阵模拟检测模块、楼层显示数码管模块、电梯上下行显 示模块等4部分组成。软件部分使用C语言，利用查询方式来检测用户请求的按键信息，根据 电梯运行到相应楼层时，模拟按键引起电平变化，送到单片机计数来确定楼层数，并送到数码 管进行显示。利用单片机设计电梯控制系统，具有成本低、通用性强、灵活性大及易于实现复 杂控制等优点。【关键词】STC89C52电梯系统数码显示控制1前言随着我国城市化进程的日益加快，
2、电梯已经融入了我们的生活，电梯被应用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所、仓库以及居民住宅大楼等。因为电梯的 高效、方便、快捷，所以电梯受到了大家的热烈欢迎。电梯的应用将会不断拓展， 款式将各种各样，目的就是为了满足人们的多种多样的需求。电梯将是现代人不可 或缺的代步工具，随着科技的不断进步，经济的深入发展，科技将引领电梯进行质 的飞跃，电梯将越来越智能，越来越安全稳定。2总体设计方案2.1设计任务设计一个基于STC89C52单片机的三层电梯系统。以单片机作为控制核心，根据电梯运行到相应楼层时，模拟按键引起电平变化，送到单片机计数来确定楼层数， 控制电机转动，并送到数码管进行显示。硬件设计简
3、单可靠，结合软件，基本实现 电梯运行的模拟。2.2设计要求（1）每层电梯入口处都有上下请求按扭，电梯内设有乘客到达楼层的请求开关;（2）设有电梯所处位置指示装置以及电梯运行模式（升降或下降）指示装置；（3）上一层楼的时间和等待时间为4秒，延时时间为1秒；C4）能记忆电梯内外的所有请求信号，并按照电梯运行规则次序响应，每个信 号保留至执行后清除；（5）电梯初始状态为1楼等待。2.3总体方案的论证与选择方案一：多片单片机控制方案。这种方案是使用多片单片机，其中一片是作为 主控制器。每层的控制系统分别由一个单片机控制，然后通过主控制器和副控制器 之间的通讯，实现电梯系统的控制。其总体框图如图1.1。
4、按键输入3片单片机分别 控制1、2、3楼副控制器）图2.1方案一总体框图方案二：一片单片机为主控制器的方案。本设计是采用一片单片机控制所有的按键、数码管、电机、蜂鸣器等，并对以上所有信号进行处理。其总体框图如图2. 2。按键操作STC89C52单片机图2.2方案二总体框图通过比较可知道，方案一的控制系统结构虽然简单明了，各个系统之间相互独 立也便于维护和修检，但是适用于多层电梯系统，并且此系统使用多片单片机联调 相对方案二来说比较复杂。而方案二的控制系统适用于较简单的电梯控制系统，因 为这次设计的内容是3层电梯控制系统，所以选用方案二。3系统硬件电路设计3.1单片机最小系统设计STC89C52
5、是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代 码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。其最小系统如图3. 1。Vj6.781st107F1777H777?77TTT?20oq 2 3-4a5IX 1x 4X IX IX 1x p p p p p pvccPOOPOTPL2PO 3PO4plP1RESTARTP3XXRXD)P3T(TXD) P3A2t5?T0)P3,3 底FT)P3 4(T0)P3A5(T1)P3A6)P3A7D)XTAL1XTAL2GNDP(T5P&6 _PL7 EAATP ALEPROG PSENP2A7P2“6P2
6、A5P2,4P2,3P2,2P2A1P2“040393837363?3433_323?30292827262?242?222?STCS9C52图3. 1 STC89C52单片机最小系统3. 1. 1 SCT89C52的主要特性1, 增强型8051单片机；2, 工作频率范围为0-40MHZ；3, 32个双向1/0 口；4, 3个16位定时/计数器；5, 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路6, 低功耗空闲和掉电模式。3. 1.2 STC89C52的引脚功能P0 口： P0 口是漏极开路的8位并行双向1/0 口，也是地址/数据总线复用口。作为输出端口时，每个引脚能能驱动8个TTL负载；在访问外
7、部数据存储器或 程序存储器时，P0 口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线；在Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节。校验时，要 求外接上拉电阻。Pl 口： Pl 口是具有内部上拉电阻的8位双向并行I/O 口。P1 口的输出缓冲器 可驱动（吸收或输出电流）4个TTL输入。对端口写“1”，通过内部的上拉 电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。P1 口作输入口使用时，因为内部 存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。P2 口： P2 口是具有内部上拉电阻的8位双向并行I/O 口。P2的输出缓冲器可 驱动（吸收或输出电流）4个TTL输入。对
8、端口 P2写“1”，通过内部的上 拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在 上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。P3 口： P3 口是具有内部上拉电阻的8位双向并行I/O 口。P3 口输出缓冲器可 驱动（吸收或输出电流）4个TTL输入。对P3 口写入“1”时，它们被内部 上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输 出电流（IIL）。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第 二功能。P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信 号。RST： RST是复位信号输入引脚。晶振工作时，
9、如果在此引脚上持续出现至少两 个机器（晶振的12个振荡周期为一个机器周期）的高电平就会使单片机复位。XTAL1和XTAL2： XTAL1和XTAL2是片内振荡器输入/输出引脚。XTAL1是反向振 荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入引脚，XTAL2是来自反向振荡器的输出。PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号。ALE/PROG： ALE/PROG是地址锁存允许/编程引脚。EA/Vpp：外部访问允许。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内 部会锁存EA端状态。3. 2显示电路设计如图3.2。此模块采用数码管显示电梯所到的目标楼层，以及上行下行状态，上行显示为“
10、E”，下行显示为“F”。此模块虽功耗大，但其软件驱动简单，硬件电路调试方便，价格便宜，亮度大，能满足本设计的要求。dp |g loF 丨 El DI Cl B U丨I|丨丨VCCPLOp(nP(T2P&3P(T4PL5P&6P(T7 1VPPPSEN39 A38 B37 C36 D35 E34 F33 G32 DI31302928COM1VCCVCC40 一1K排阻1234567dpgfedcbafUb qfUb fk/b 心：心:di：心:dpdpdpdpS4 S3 S2 SI916|o1R厂 STCOM-图3. 2楼层显示模块如图3.4o LED显示运行情况。当电梯运行时，LED灯亮；到达
11、目标楼层，LED灯灭。图3. 4 LED显示模块i)2P230X11VCCr COM26 COXI3I.COM4Tn2r.2IJ-EPROG PSEN3. 3声苜提不模块如图3.5O此模块采用蜂鸣提示音提示。电梯运行前，有超重、故障、紧急情 况时，蜂鸣器有警报声；到达目标楼层时，蜂鸣器有短提示音。其软件驱动、硬件 电路调试非常简洁方便，而且价格便宜，能满足本设计的要求。图3. 5声音提示模块3.4按键模块如图3.6o按键的输入引起电平变化，通过单片机控制数码管显示，电梯上下 行。Kl_3楼下制2榕下骨只3kJK41楼上潼1Pl 0Pl 1P1A2PITP14P1A5PV6P1A7RESTARTP3ZO(RXD)P3-l(TXDiP3、2丽丽P3A3tnn)P3a4(T0)P3A5(T1)P3 6(WR)P3A7)XTAL1XTAL2GND2箭楼层是1楼34KK2箭楼层是2楼5
