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1、毕业设计说明书基于单片机的电梯智能控制系统的设计专业电气工程及其自动化学生姓名苏晨晨班级BM电气072学号指导教师张兰红完成日期2011年6月5日基于单片机的电梯智能控制系统的设计摘 要：伴随着我国现代化程度的提高，电梯成为高层建筑中的重要交通工具，它是高层建筑中安全、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。同时也给人们的生活带来了便利，为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。电梯的应用范围很广，可用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所，仓库以及居民住宅大楼等。因此，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。利用单片机控制电梯有成本低，通用性强，
2、灵活性大以及易于实现复杂控制等优点。基于单片机的电梯智能控制系统的设计分别从系统要求、硬件设计、软件设计等几个部分设计，介绍了以AT89C51系列单片机为核心，并结合74LS245和LED等芯片以及与之相配套的汇编语言软件等进行电梯模拟的具体实现方法,该方法不仅可以实现电梯的基本功能,而且可以设置电梯直达、急停、停电检修等功能,从而可实现电梯的智能控制及相应的最佳路线选择,提高电梯的有效利用率。关键词：单片机；电梯；系统；控制Based on SCM elevator control system of intelligent designAbstract: With the improvem
3、ent of the modernization of our country. The elevator has become an important tool for high-rise buildings. It is safe, reliable and vertical fluctuation in high buildings, which works both in improving working conditions and reduces labor intensity. At the same time, the elevator makes our life muc
4、h easier and provides a powerful guarantee for the modernization in our country. Applications of elevators are wide. We can see them in hotels, restaurants, office buildings, shopping, entertainment, warehouses and residential buildings. Therefore, elevators have become an indispensable facility to
5、us, Using single-chip microcomputer control of elevator has a low cost, versatility, flexibility and easy to realize complex control, EST.Based on SCM elevator control system of intelligent design separately form the system requirements and hardware design, software design and so on several parts de
6、sign, introducing the AT89C51 series microcontroller as the core, and combined with 74LS245 and LED etc chip and with matching assembler language software on concrete realization method of the elevator simulation, this method can not only realize the basic function of the elevator, and can set the e
7、levator nonstop, abrupt stop, blackouts, thus, can repair function such as the realization of elevator intelligent control and the corresponding optimal route choice, improve elevator utilization.Key Words: Microcontroller; Elevator; System; Control.目 录基于单片机智能控制系统的设计21.概 述21.1 课题研究背景与意义21.2 课题设计内容22
8、. 硬件设计32.1 控制模块52.2按键模块62.3 LED显示模块62.4 电源电路72.5 硬件电路中器件选择73. 软件设计123.1 主程序模块123.2 判断子程序134. 系统调试145. 结束语16参考文献17致 谢18附 录19附录1：程序清单20附录3：基于单片机的电梯智能控制系统的元器件目录表24基于单片机智能控制系统的设计1.概 述1.1 课题研究背景与意义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。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
9、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PLC的针对性较强，每一台PLC都是根据一个设备而设计的，所以价格比较昂贵。而单片机的价格相当便宜，如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替PLC实现对工控设备的控制。当然单片机并不像PLC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。在科技的不断发展下，单
10、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。1.2 课题设计内容本课题的主要任务是完成一个电梯系统的智能控制模块，即根据每个楼层不同顾客的按键要求，让电梯做出合理的判断，正确高效的指导电梯完成各项载客任务。设计基于单片机的电梯智能控制系统的硬件电路与软件程序，给出硬件系统的电路原理图与PCB图，对硬件电路与软件分别进行调试，得到调试成功的基于单片机的电梯智能控制系统。根据此任务，本课题需要研究的内容有：1、根据系统的技术要求，进行系统硬件的总体方案设计；2、学习单片机的相关知识，并且加以运用；3、选择适当的芯片，并对其内部协议有所掌握，便于应用。4、研究单片机C语言编程，并且规
11、定电梯的工作规则，用C语言加以实现；5、对软件和硬件进行调试，让其协调工作，完成指定任务。图2-1 硬件结构框图2. 硬件设计基于单片机智能控制系统的设计系统电路原理图如下2-2所示。系统由控制模块，LED显示模块，电源模块三部分组成。图2-2 基于单片机智能控制系统的设计系统电路原理图2.1 控制模块图2-3 控制模块原理图控制模块原理图如图2-3所示。主控制器采用AT89C51。AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器（PENROM）。它具有4K字节闪烁存储器，128字节随机存取数据存储器，32个I/O口，2个16位定时/计数器，1个5向量两
12、级中断结构，1个串行通信口，片内震荡器和时钟电路。在本设计中，P1口用于对电梯按钮的控制，连接输入设备。P3口用于对LED点阵显示器的控制。P0口用于连接锁存器74LS245，以保护单片机的输出端口。2.2按键模块图2-4 按键模块原理图乘客可由按键控制电梯上升下降，按下对应楼层按键，点阵屏数字将从当前位置向下或向上平滑滚动显示到指定楼层位置。2.3 LED显示模块图2-5 LED输出显示模块LED输出显示模块如图2-5所示，采用LED点阵显示器，其中点阵列接单片机P3口，行接锁存器74LS245。在单片机的输出口接驱动电路74LS245，以保护单片机的输出端口。2.4 电源电路电源电路如图2
13、-6所示。整个系统采用的电源电压只需+5V电压，将交流电经变压器变换为12V交流电，再用整流桥得到8.5V左右的直流电，采用不可调的3端稳压器件LM7805将电源稳定在5V直流输出。图2-6 电源电路2.5 硬件电路中器件选择A. AT89C51单片机AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器（PENROM）。和128字节的存取数据存储器（RAM），这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产，并且能够与MCS-51系列的单片机兼容。片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元，有较强的功能的AT89C51单片机能够被应用到控制领域中。 本设
14、计采用AT89C51，它提供以下的功能标准：4K字节闪烁存储器，128字节随机存取数据存储器，32个I/O口，2个16位定时/计数器，1个5向量两级中断结构，1个串行通信口，片内震荡器和时钟电路。另外，AT89C51还可以进行0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件的节电模式。闲散方式停止中央处理器的工作，能够允许随机存取数据存储器、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存随机存取数据存储器中的内容，但震荡器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一个复位。引脚图如图2-7所示。2-7 AT89C51引脚VCC：电源电压 GND：地P0口：P0口是一组8位漏极开路双向I/O口，即地址
15、/数据总线复用口。作为输出口时，每一个管脚都能够驱动8个TTL电路。当“1”被写入P0口时，每个管脚都能够作为高阻抗输入端。P0口还能够在访问外部数据存储器或程序存储器时，转换地址和数据总线复用，并在这时激活内部的上拉电阻。P0口在闪烁编程时，P0口接收指令，在程序校验时，输出指令，需要接电阻。P1口：P1口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流。闪烁编程时和程序校验时，P1口接收低8位地址。P2口：P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时，可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口线上的内容在整个运行期间不变。闪烁编程或校验时，P2口接收高位地址和其它控制信号。P3口：P3口是一组带有内
