课程设计报告--智能电梯控制系统

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1、 1 课课 程程 设设 计计 目录 智能电梯控制系统智能电梯控制系统 1 1 主要技术指标主要技术指标2 2 2 方案论证及选择方案论证及选择2 3 3 系统组成系统组成框图框图2 4 4 单元电路设计单元电路设计3 4.1 单片机最小系统模块 3 4.2 开关控制模块 4 4.3 电机驱动模块 4 4.4 数码管译码驱动模块 5 4.5 报警模块 5 4.6 总体电路图 6 5 5 软件流程图以及任务描述软件流程图以及任务描述7 6 6 调试过程调试过程 .8 7 7 元件清单元件清单 8 8 8 总结总结 9 9 9 参考文献参考文献 .9 附录 1 个人总结10 2 智能电梯控制系统智能

2、电梯控制系统 本文采用单片 AT89C52 芯片进行电梯控制系统的设计方法， 利用单片机编程 实现功能，简洁而又多变的设计方法，缩短了研发周期，同时使电梯控制系统体 积更小功能更强大。本设计实现了电梯控制系统所需的一些基本功能，能通过方 向按键选择方向，能通过数字按键选择楼层，数码管显示实时楼层数，点阵显示 实时方向，电机控制使电梯箱能上下运动。 1 1 主要技术指标主要技术指标 基于单片机设计出电梯控制电路。电梯安装在四层小楼上，启动电梯，按按 键选择目的楼层，两个发光二极管指示上行下行，步进电机正转表示上行，反转 表示下行，并实时通过数码管显示当前电梯所在楼层。启动按钮按下表示电梯可 以运

3、行；紧急停止按钮按下，电机停止运动；报警按钮按下，启动蜂鸣器和闪烁 七色报警灯。上行时，遵循“先上后下”原则，下行时，遵循“先下后上”原则。 到达目的楼层，蜂鸣器响。 按键使用 IO 口直接驱动。 电梯总共有 4 个状态：停止、等待、上行和下行 2 2 方案论证及选择方案论证及选择 方案一：采用可编程控制器（PLC）作为主要器件来控制电机的运动、内外 按键的响应、按键后的电路显示等等。用 PLC 编程比较简单，电路也不复杂，但 此方案的各个模块的费用都比较高，硬件设计也不灵活，故不采用此方案。 方案二：MCU 采用一个单片机控制所有的按键、数码管显示、电动机的转动、 传感器的输出信号等等， 并

4、对以上所有信号进行处理。 单片机技术目前较为成熟， 自身资源丰富，硬件设计简单，成本低，可靠性高，结合软件完全可以实现电梯 运行状况的简单模拟。故采用本方案。 3 3 系统组成框图系统组成框图 根据层次化设计理论，该设计问题自顶向下可分为单片机最小系统模块、开 关控制模块、电机驱动模块、报警模块，显示模块等。 本次设计是采用开关控制实现上下到指定楼层， 通过电机转动带动电梯箱上 下运动，到达指定楼层。显示模块是显示电梯箱此时运动的楼层和所有呼叫的楼 层，报警模块具有楼层到达的提示功能。框图如图 2-1 所示: 3 图 2-1 智能电梯控制系统框图 4 4 单元电路设计单元电路设计 4.1 单片

5、机最小系统模块 单片机最小系统包括主芯片，复位电路和晶振脉冲产生电路。使用 12MHz 外 部晶振，与 30Pf 电容并联，产生 1/12us 的脉冲信号作为单片机的“心脏”部分。 复位电路是开关与 10uf 电容并联组成的上电自动复位电路，在 RST 端为高电平 时单片机清零，也即开关按下会产生清零信号。最小系统模块如图 2-2 单片机单片机 AT89S52 开开 关关 控控 电电 机机 驱驱 动动 显显 示示 模模 块块 报报 警警 模模 块块 4 图 2-2 最小系统框图 4.2 开关控制模块 开关控制模块，按键与 I/O 连接电梯，写键盘代码时运用按键扫描，确定 任务，呼叫和所要到达的

6、楼层及系统的控制，开关控制图如 2-3： 图 2-3 开关控制 4.3 电机驱动模块 电机驱动采用 ULN2003A 环形计数分配器驱动完成。 本次设计采用步进电机， 目的是方便智能控制，可实现调速功能。电机使用的是二相步进电机，由于仅用 5 来实验，所以电机采用 5V 电源供电即可，实际中必须使用大电压来供电方能带 动重物（人等） 。 图 2-4 步进电机驱动模块 4.4 数码管译码驱动模块 为节省单片机的 I/O 的使用，采用 CD4511 译码驱动。程序经由单片机的 P1.1、P1.2、P1.7 端口输入到 CD4511 的 A、B、C 三输入端口，经过译码器的译 码驱动数码管显示当前楼层状态。数码管译码驱动如图 2-5: 图 2-5 数码管译码驱动 4.5 报警模块 本设计采用 C9012 三极管驱动蜂鸣器。因为三极管是 PNP，当 PO 口送高 电平时，三极管处于截止状态，三极管 Vce 电压约为 VCC，蜂鸣器只有很少电流 流过，没法驱动其发声。当 PO 口送低电平时，三极管处于饱和导通状态，三极 6 管 Vce 约为 0.3V，蜂鸣器有较大电流流过，能驱动