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1、大学学院课程设计大学学院课程设计自动电梯模拟系统 学生姓名学 号所 在 系专业名称班 级指导教师成 绩 大学学院二一一年六月摘要：当前，人们对住房的需求量越来越多，很多家庭都不止一套住房。但是，我国的住房面积有限，为了更好的解决这一问题，于是，很多住房都像商务建筑一样，修建成电梯公寓的形式，这样便能容纳更多的住户。对于电梯的人性化设计，也显得很重要了。本次设计，就是基于AT89S51系列单片机的自动电梯工作的模拟方案。其中涉及到按键中断模块、LCD人机交互显示界面模块、LED流水灯控制模块、PWM步进电机模拟控制模块。关键字：AT89S51 ，电梯， 脉宽调制Abstract：Currentl
2、y, more people demand for housing condition, many families have more than an apartment. However,the area we can use is limited, in order to better solving this problem, so many houses are the same as commercial buildings, elevator apartment building into a form that can accommodate more tenants. The
3、 user-friendly design for the elevator, it is very important. The design is based on AT89S51 MCU escalator works as a simulation program. Refering to key interrupt module, LCD interactive display interface module, LED water lamp control module, PWM stepper motor control module simulation in this pro
4、gram.Key words：AT89S51 ，Elevator ,PWM目 录1.总体设计方案11.1 硬件设计框图11.2 软件设计流程图22.模块设计32.1 电源设计32.1.1 电源相关元件的选取3（1）电容3（2）稳压芯片32.2 电梯升降状态指示灯43.硬件电路设计53.1 原理图53.2 PCB图54.软件程序代码64.1 相关头文件64.2 主程序代码95.设计总结146.参考文献15 前言随着经济的发展，人们对住房的需求量越来越多，很多家庭都不止一套住房。但是，我国的住房面积有限，为了更好的解决这一问题，于是，很多住房都像商务建筑一样，修建成电梯公寓的形式，这样便能容纳更多
5、的住户。对于电梯的人性化设计，也显得很重要了。本次设计，就是基于AT89S51系列单片机的自动电梯工作的模拟方案。其中设计到按键中断模块、LCD人机交互显示界面模块、LED流水灯控制模块、PWM步进电机模拟控制模块。首先，通过按键和LCD1602设置电梯运行环境，比如说总共楼层设置、报警设置等（还可以新增其他功能，即是对系统进行升级）。然后，电梯开始运动，电梯每隔20秒上（或下）一层楼，每到一层楼，停留20秒。通过流水灯方向，可以判断电梯的上下情况，通过LCD1602的显示内容，可以得到电梯当前所到的楼层。本次设计没有使用任何已被别人写好的程序或者电路模块，所有工程文件都是从开始创建到最终定稿
6、的步骤完成的，也许有很多不足之处，但通过不断升级、改进，相信会做到更好的。1.总体设计方案1.1 硬件设计框图MCUAT89S51电源模块时钟电路按键电路LCD显示流水灯控制电机模拟图1 硬件结构框图硬件结构相对简单，除最小系统外，其他外设包括：LCD1602显示（负责设置电梯工作环境时人机交互界面和当前楼层的显示）、带方向箭头的LED灯群（一流水灯得形式负责指示电梯升降状态）、电机模拟灯（两个灯分别模拟PWM控制电梯电机的正反转）以及一个简单的按键电路（负责电机的工作环境的初始化设置。1.2 软件设计流程图开始定时器与外中断初始化设置LCD1602初始化开中断LCD1602显示当前楼层和提示
7、信息流水方向控制与模拟电机控制有中断？外中断定时器设置电梯相关参数PWM发生与控制设置完成？NOYESYESNO图2 程序流程图2.模块设计2.1 电源设计2.1.1 电源相关元件的选取（1）电容电路设计中，在电源的设计部分时，都要考虑到电源的稳定性。在一般与电网相连的情况下，都会有各种各样的干扰信号，为了保证电路能够正常工作，我们需要对电源的输入输出部分进行滤波、整流。因而会用到旁路、去耦电容。通过计算，选取104或者105电容，效果较好。另外，为了使输出端的信号更平滑，可以加上22UF220UF的电容。（2）稳压芯片在很多简单的电源电路，使用5V稳压芯片7805的居多，但这块芯片有很多不足
8、之处，很重要的一个因素就是它的输入端要求比输出端高3V以上的电压才能正常工作。在实际电路中，要满足8V的电压输入，似乎有些繁琐。所以本次设计采用了三端可调稳压管LM317作为电源部分的稳压芯片。可以通过一个10K的变阻器调节输出端的电压，如图3。图 3 稳压模块电路图输出电压可通过公式进行运算。因为控制在小于100uA时，这一项的误差可以忽略不计。因此，调节R2与R1的关系就可得到我们在应用中需要的输出电压。加上滤波电容，就是我们的电源模块，如图4。图4 电源电路图2.2 电梯升降状态指示灯图5 升降状态指示灯群当电梯向上或者向下运动的时候，都会有对应的带方向的箭头LED灯群像流水灯一样动态显
9、示。如上图，竖直一列的6个LED灯两旁的箭头灯都是由另外的IO口控制共同控制的。这个效果在实物工作的时候，就很容易观赏到。再看每个箭头部分，其限流保护电阻的阻值略有不同，这是因为同样的IO口，驱动的LED的数量却不同，为了尽量是每只LED发光强度一样，所以选择的电阻有所差异。3.硬件电路设计3.1电路原理图图6 电路原理图3.2 电路PCB图图7 电路PCB图4.软件程序代码4.1头文件程序软件代码部分自己写的头文件代码只包含一个与LCD1602显示的H文件-“1602C51.h”。详细代码内容如下： /使用该1602驱动库文件时，须调用包含文件或#define dataport P0 /定义
10、相关端口和引脚sbit RS=P23;sbit RW=P24;sbit EN=P25;sbit busy_flag=P07;void delay(void)unsigned char i;for(i=0;i140;i+);/*void check_busy(void)/查忙信号函数 do dataport=0xff; RS=0; RW=1; EN=1; EN=0;delay(); while(busy_flag); */void command(unsigned char dat) /指令操作函数 RS=0; RW=0; dataport=dat; EN=1; EN=0; delay(); v
11、oid init(void)/LCD1602初始化 command(0x38); delay(); command(0x38); delay(); command(0x38); delay(); command(0x38); delay(); command(0x18); delay(); command(0x06); delay(); command(0x0c); delay(); command(0x01); delay(); command(0x01); delay();void display_addr(unsigned char x,unsigned char y) /显示字符时须/
12、调用显示地址初始值、设置函数if(x16)if(y=0) x=0x80+x;else x=0xc0+x;command(x);void w_char(unsigned char dat) /显示字符 /check_busy(); RS=1; RW=0; dataport=dat; EN=1; EN=0; delay();void w_str(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) /显示字/符串display_addr(x,y);while(*s!=0)w_char(*(s+);4.2 主程序代码#includeregx52.h#in
13、clude1602C51.h#define U8 unsigned char#define U16 unsigned int#define floor_init 50 / Default the numbers of floors#define LEDS_PORT P1 / defined for describing elevators statussbit sw_up=P27; / defined for describing elevators direction and low level is effectivesbit sw_down=P26; / defined for describing elevators direction and low level is effectivesbit LED1=P20; / define
