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1、基于单片机的模拟电梯系统设计 丽水学院2013届学生毕业设计（论文）丽水学院 毕业设计（论文）题 目 基于单片机的模拟电梯系统设计 院 别 工 学 院 班 级 自 动 化 09 二一三年四月二日基于单片机的模拟电梯系统设计专业：自动化 班级：自动化09 姓名：吴惠彬 指导老师：凌忠兴摘要 单片机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer ），是集CPU ,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
2、体的机电设备，它是建筑中的永久垂直交通工具。本文使用单片机C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 单片机 电梯 C语言Elevator simulation system based on single chip designMajor: automatic class: automation 09 name: Wu Huibin Instructor:Ling ZhongxingAbstract scm is the Single Chip Microcomputer (Single
3、Chip Microcomputer), is a set of cpu, ram rom timing, count and various interface, which integrates the micro controller. Including 51 single chip microcomputer as the most typical and most representative of all kinds of single chip microcomputer, a widely used in various fields. The elevator is set
4、 machinery principle application, electrical control technology and microprocessor technology, systems engineering and other multi-disciplinary branch in the integration of mechanical and electrical equipment and technology, it is the construction of permanent vertical transport. Using single chip m
5、icrocomputer C language programming, realize the ferry passengers to any floor, TDD and display the elevator floor and has. Using single-chip microcomputer control elevator has low cost, versatility and flexibility big and easy to realize complex control, etc. Keyword Single chip microcomputer the e
6、levator The C language目 录引 言5第一章 电梯系统的方案设计61.1 系统设计阐述61.2系统设计任务61.3系统功能设计61.4系统方案论证6第二章 电梯系统控制电路设计82.1单片机STC89C52的介绍82.1.1单片机STC89C52的特点82.1.2单片机I/O口的配置112.2按键电路的设计122.3数码管显示电路的设计122.4电梯模拟指示灯的设计132.5蜂鸣器电路的设计132.6电源电路的设计142.6.1稳压电路的介绍142.6.2稳压芯片的介绍152.7 H桥驱动电路的设计162.7.1光耦的介绍162.7.2 H桥驱动电路的介绍17第三章 电梯系
7、统的控制程序设计193.7程序流程图193.7.1 主程序流程图193.7.2 中断程序流程图193.7.3 电梯运行流程图20第四章 系统的调试214.1系统调试过程214.1.1软件调试214.1.2系统仿真214.1.3硬件调试214.2系统调试成果22结束语25参考文献26致谢27附录一：系统电路总图28附录二：PCB图29附录三：源程序30引 言现代人们的生活水平显著提高，科学技术的发展越来越快。因此电梯在我们的生活中的作用越来越大。电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备,更是一种人们频繁乘用的交通运输设备。因此电梯厂也在不断的改进设计，修改工艺，电梯常用的控制技术主要的有两种技术：基
8、于PLC控制和基于单片机控制两大技术。用PLC控制的电梯性能可靠、稳定，但是造价太高。基于单片机控制的电梯可以大大的降低成本而且运行也较可靠，所以现在电梯控制中大多数采用单片机控制8。本设计是使用宏晶公司的STC89C52RC加外围器件作控制单元，用数码管显示，制作的经济实惠的电梯模拟系统。硬件部分主要由单片机最小系统模块、按键模块、电动机驱动模块、报警模块，楼层显示模块，电源模块等6部分组成。该系统采用单片机作为控制核心，芯片一旦检测到某楼层的按键被按下，就会在对应端口驱动电机来到该楼层，并延迟几秒，等人进入电梯后，关门，去到要去的楼层。在整个过程中，数码管会显示楼层数。最小系统为单片机提供
9、时钟信号和复位功能。单片机控制电动机转动，控制电梯停在目标楼层，电动机控制部分采用H桥驱动。软件使用单片机C语言，利用中断方式来检测用户请求的按键信息提供给单片机信号来确定要到楼层数，之后送到数码管进行显示。硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了四层电梯运行的模拟。本设计是使用宏晶公司的STC89C52RC加外围器件作控制单元，用数码管显示，制作的经济实惠的电梯模拟系统。芯片一旦检测到某楼层的按键被按下，就会在对应端口驱动电机来到该楼层，并延迟几秒，等人进入电梯后，关门，去到要去的楼层。在整个过程中，数码管会显示楼层数。最小系统为单片机提供时钟信号和复位功能。第一章 电梯系统的方案设计1.1
10、系统设计阐述9V5V电 源按键输入 STC89C52单片机电机驱动LED数码管显示晶振电路灯光模拟蜂鸣器报警复位电路图1-1 模拟电梯系统组成框图本次设计采用STC89C52单片机为核心，晶振电路跟复位电路是单片机最小系统的组成，晶振电路用外部时钟电路和单片机内部振荡电路位单片机提供时钟脉冲；复位电路采用手动复位电路为单片机提供复位动作。判断按键电路引起电平的改变发送到单片机，通过单片机输出信号控制电机控制电路，报警电路，显示电路和灯光模拟电路。此次灯光模拟是模拟电梯的上下行和开关门状态。电源模块是分别给单片机和H桥驱动电机供电。1.2系统设计任务此次设计的任务是用单片机模拟电梯的运行状态，用
11、电机模拟现实中电梯运行时带动电梯的上升与下降，用发光二极管来模拟电梯中的开关门和上下行，用数码管显示并模拟电梯所在位置。电源模块中的9V电压与5V电压分别模拟驱动大功率电机和小功率芯片。1.3系统功能设计此次设计的功能就是实现人在现实中使用电梯时的部分功能。当我们需要乘坐电梯时，会在，门外召唤电梯，当电梯到达人所在楼层后，电梯开门，人进入电梯，然后选择要到达的楼层，之后电梯开始关门，然后运行到所需楼层。所以，这次设计用按键代替门内召唤和门外召唤按钮，数码管显示并模拟电梯的运行状态。1.4系统方案论证此次设计驱动电机部分有以下两种方案。方案一驱动电机可以用L298n驱动芯片驱动，该芯片采用15脚
12、封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。特点：1具有信号指示。2转速可调3抗干扰能力强4具有过电压和过电流保护5可单独控制两台直流电
13、机6可单独控制一台步进电机7PWM脉宽平滑调速8可实现正反转输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平，电机M1正转。如果信号端IN1接低电平， IN2接高电平，电机M1反转6。方案二用H桥驱动电路驱动电机，通过H桥三极管的通断来控制电机的正转反转。由于考虑到使用芯片驱动电机，自己的动手能力大大减少，自己也想趁此机会了解一下H桥电路，所以就采用了方案二。第二章 电梯系统控制电路设计2.1单片机STC89C52的介绍2.1.1单片机STC89C52的特点STC89C52RC单片机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
14、钟/机器周期可以任意选择。主要特性如下：（1）增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.（2）工作电压：5.5V3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V单片机）（3）工作频率范围：040MHz，相当于普通8051的080MHz，实际工作频率可达48MHz（4）用户应用程序空间为8K字节（5）片上集成512字节RAM（6）通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。(7)ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片（8）具有EEPROM功能（9）具有看门狗功能(10)共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2(11)外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
