1、單片機原理與應用技術課程設計報告（論文）題目：基于單片機控制的電梯控制器專業班級：河南科技學院姓名：x_x_X時間：20XX.05.2106.5指導教師：20XX年6月5日目錄1 引言12 總體設計方案12.1 設計思路12.2 總體設計框圖23 電梯控制系統原理分析23.1 單片機最小系統電路的23.2 控制電路的設計33.2.1 電梯內部呼叫電路和電機狀態顯示電路33.2.2 電梯外部呼叫電路33.2.3 電機控制電路43.3 顯示樓層電路44 程序流程圖54.1 主程序流程圖54.2 選擇要去的樓層子程序流程圖65 總結與體會7參考文獻8附錄19附錄2910附錄頁腳內容電梯控制器課程設計

2、任務書1設計目的與要求1.1 基本功能（1）顯示:本設計要求實現6層控制,實時顯示電梯所在樓層位置。（2）升降控制:采用一臺電動機的正反轉來實現電梯的升降。（3）具備不可逆響應的功能：電梯上升途中只響應上升呼叫,下降途中只響應下降呼叫,任何反方向呼叫均無效1.2 擴展功能（1）可增加人性化的按鍵語音服務功能。（2）可增加遙控或感應操作功能。2設計內容（1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關系；（2）確定元器件及元件參數；（3）進行電路模擬仿真；（4）SCH文件生成與打印輸出；3編寫設計報告寫出設計的全過程，附上有關資料和圖紙，有心得體會。4答辯在規定時間內，完成敘述并回答問題。基于單片機控制的電梯

3、控制器摘要：單片機即單片微型計算機(Single-ChipMicrocomputer),是集CPU,RAM,ROM，定時，計數和多種接口于一體的微控制器。其中51單片機是各種單片機中最為典型和最有代表性的一種,廣泛應用于各個領域.電梯是集機械原理應用、電氣控制技術、微處理器技術、系統工程學等多學科和技術分支于一體的機電設備，它是建筑中常用的交通工具。本設計選擇AT89S51為核心控制元件，設計了一個六層電梯系統，使用C語言進行編程，實現運送乘客到任意樓層，并且實時顯示電梯的樓層和電梯上下情況。利用單片機控制電梯有成本低，通用性強，靈活性大及易于實現復雜控制等優點。關鍵詞：電梯AT89S51LE

4、D顯示電機正反轉控制樓層顯示1引言隨著人們生活水平的不斷提高和國名經濟的迅速發展。各大城市建筑物在不斷向高層化發展。因此電梯在我們的生活中起著舉足輕重的作用。電梯已不僅是一種生產環節中的重要設備,更是一種人們頻繁乘用的交通運輸設備。因此電梯控制技術也在不斷的進步和完善，常用的控制技術主要的有兩種技術：基于PLC控制和基于單片機控制兩大技術。用PLC控制的電梯性能可靠、穩定，但是造價太高。基于單片機控制的電梯可以大大的降低成本而且運行也較可靠，所以現在電梯控制中大多數采用單片機控制。本文基于單片機89SC51來控制各部分電路，采用單片機構成控制系統，可大大降低成本，而且做成專用控制系統，程序被固

5、化，加強了保密性，提高了可靠性。2總體設計方案電梯控制系統由外部呼叫，內部呼叫，電機控制電路，樓層顯示部分等組成。電梯在各樓層的定位本應采用行程開關或者傳感器，由于條件限制，采用延時控制。相鄰樓層間升降時間設為3秒。2.1設計思路本次設計的總思想是，用開關按鈕做單片機的控制端來做作為輸入信號，說明人在那一層，用七段數碼管來顯示電梯位置。當電梯到達要求的樓層時，停止、開門，并繼續查詢有無呼叫信號，如此循環，同時可以利用單片機外部的復位按鈕使電梯復位。用單片機來控制電機的正反轉來運行電梯的上、下，用發光二極管來顯示電梯是上升還是下降，并且整體電梯全部采用獨立鍵盤來控制，各個樓層的上下按鈕、電梯內部

6、的選層按鈕均用獨立鍵盤來實現。由于設計中有不可逆控制，當上升或下降過程中，只相應同方向的呼叫相應。2.1總體設計框圖本電路主要由5大部分電路組成：鍵盤電路、單片機最小系統電路、樓層顯示電路、電機狀態顯示電路、電機控制電路。其中單片機最小系統主要由復位電路和時鐘電路組成電路復位后樓層顯示數字1表示電梯此時在一樓，顯示電路通過74ls164串入并出驅動8位數碼管顯示，電梯樓層位置是由延時電路控制的，每層之間通過3秒延時控制即每延時3秒表示電梯走了一層。電梯狀態是通過兩個發光管顯示的，綠燈亮表示電梯在向上運行，黃燈亮表示電梯在向下運行。鍵盤電路采用獨立鍵盤（共16個按鍵），其中10個按鍵是各層樓外呼

7、按鍵，6個表示電梯內部的選擇鍵。電梯的正常工作是通過對單片機寫入程序控制的總體設計方框圖如圖1所示：AT89C51圖1.體設計方框圖3電梯控制系統原理分析3.1單片機最小系統電路的設計此電路組要是復位電路和時鐘電路兩部分，其中復位電路采用按鍵手動復位和上電自動復位組合，電路如圖4（右）所示：其中9腳為單片機的復位端。時鐘電路如圖2（左）所示：晶振采用的是12MHZ的，XATL2和XATL1分別為單片機的18和19腳。圖2.單片機最小系統電路圖3.2控制電路的設計3.2.1電梯內部呼叫電路和電機狀態顯示電路電梯內部呼叫電路和電機狀態顯示電路，如圖3所示，六個目標樓層選擇按鍵K1、K2、K3、K4

8、、K5、K6與單片機P0口的PO.O、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5連接（P0口作為輸出端驅動外部電路時須外接上拉電阻）。電機狀態是通過兩個發光管顯示的，綠燈、紅燈與單片的P1.6、P1.7連接（須外接上拉電阻），綠燈亮表示電梯在向上運行，黃燈亮表示電梯在向下運行。人進入電梯內按下要去的樓層對應的按鍵，就會控制電機轉動，達到相應樓層。圖3.電梯內部呼叫電路和電機狀態顯示電路3.2.2電梯外部呼叫電路電梯外部呼叫電路如圖4所示，按鍵UP1、UP2、DOWN2、UP3、DOWN3、UP4、DOWN4、UP5、D0WN5、D0WN6接單片機的P2口和P1.0、P1.1。若按下上升鍵

9、，則電梯在上升過程中只響應上升呼叫，不響應下降鍵；反之亦然。圖4.電梯外部呼叫電路3.2.3電機控制電路電機采用普通直流電機，直流電機具有優良的調速特性，調速平滑、方便，調整范圍廣；過載能力強，能承受頻繁的沖擊負載，可實現頻繁的無極快速啟動、制動和反轉。用電機驅動芯片L298來驅動。電機控制電路用來控制電機的正反轉，當按下上升鍵時，電機正轉,按下下降鍵時，電機反轉。電路如圖5所示。3.3顯示樓層電路顯示電路的作用是實時顯示電梯所在樓層，用一個八段數碼管來實現，本設計用74IS164驅動數碼管，其管腳1、2接單片機P3.0口，管腳8接P3.1口。電路如圖6所示。TH圖6.顯示樓層電路4程序流程圖

10、4.1主程序流程圖圖7.主程序流程圖4.2選擇要去的樓層子程序流程圖圖8.選擇要去的樓層子程序流程圖5總結與體會通過這次單片機實習，使我在各方面都有了很大的提高，特別是在單片機編程方面讓我有了很大的進步。以前學習理論知識的時候我就對一些指令的應用不理解，現在自己動手編程了，通過這前兩星期查找資料和單片機的實例應用，我對以前的不懂知識進行了全面的復習和新的學習。這次實習在硬件設計方面我沒遇到多大的問題，遇到的主要問題是在軟件設計方面，由于剛開始我對編程沒一點經驗，所以沒有很好的設計思路就開始編程了，結果剛編的過程中遇到了很多的問題，最后經過同學的幫助，我的程序才慢慢的編成了。我設計的電梯自動控制

11、用到了電機我們用二極管模擬，實物出來時，沒能成功實現功能，讓我們知道了理論與實際的差距，也意識到理論與實際相結合的重要性。在寫程序時需要極大的耐心，一點一點的改正，達到想要的效果，使自己的編程能力不斷的提高！參考文獻：1 沈德全.mcs51系列單片機接口電路與應用程序實例M.北京:北京航空航天大學出版社2 張毅剛，彭喜元單片機原理與應用設計M.北京：電子工業出版社，2008.4張大明單片機微機控制應用技術M.北京：機械工業出版社，2006.44 劉瑞新單片機原理及應用教程M.機械工業出版社，2003.75 李朝青單片機原理及接口技術M.北京：北京航空航天大學出版社，2006附錄1：總體電路圖*

12、61沖.6i占o»附錄2：PCB電路圖附錄3：原程序#include<reg51.h>#inelude"電梯.h"sbitk1=P0人0;sbitk2=P0人1;sbitk3=P0人2;sbitk4=P0人3;sbitk5=P0人4;sbitk6=P0人5;sbitLedDown二P0人6;sbitLedUp=P0人7;sbitup1=P2人0;sbitup2=P2人1;sbitdown2=P2人2;sbitup3=P2人3;sbitdown3=P2人4;sbitup4=P2人5;sbitdown4=P2人6;sbitup5=P2人7;sbitdown

13、5=P1人0;sbitdown6=P1人1;sbitd11=P1人2;sbitd12=P1人3;sbitd21=P1人4;sbitd22=P1人5;sbitpwm1=P1人6;sbitpwm2=P1人7;voidDianTiKey();#defineucharunsignedcharcharKeyValueOld;/內部按鍵上次值charKeyValueOOld;/外部按鍵上次值charNowFloor;/當前所在樓層charKeyValue;/電梯內部按鍵暫存值charKeyValueO;/電梯外部按鍵暫存值charGoFloor5;/要去樓層暫存GoFloor1=12樓在呼叫上升GoFlo

14、or1=22樓在呼叫下降chart;/電梯運行/停止標/上升/下降志位t=0電梯沒有運行t=11電梯在上升t=10電梯下降ucharcodeplay=0xff,0xd7,0x32,0x92,0xd4,0x98,0x18;/串口顯示字型碼unsignedintTimeValue;/定時器計數charNum;voiddelay(unsignedinta)/unsignedinti;TH0=(65535-10000)/256;TL0=(65535-10000)%256;TimeValue=0;TR0=1;while(TimeValue<a)DianTiKey();/多人電梯功能添加部分TR0=

15、0;voidShangSheng()驅動電機上升函數inti;t=11;LedUp=0;LedDown=1;for(i=0;i<10;i+)d11=1,d12=0,d21=0,d22=0;delay(5);d11=1,d12=1,d21=0,d22=0;delay(5);基于51單片機的水溫自動控制系統d11=0,d12=1,d21=0,d22=0;delay(5);d11=0,d12=1,d21=1,d22=0;delay(5);d11=0,d12=0,d21=1,d22=0;delay(5);d11=0,d12=0,d21=1,d22=1;delay(5);d11=0,d12=0,d

16、21=0,d22=1;delay(5);d11=1,d12=0,d21=0,d22=1;delay(5);t=0;/d11=1,d12=1,d21=1,d22=1;LedDown=1;LedUp=1;voidXiaJiang()驅動電機下降函數inti;t=10;LedDown=0;LedUp=1;for(i=0;i<10;i+)d11=0,d12=0,d21=0,d22=1;delay(5);d11=0,d12=0,d21=1,d22=1;delay(5);d11=0,d12=0,d21=1,d22=0;delay(5);d11=0,d12=1,d21=1,d22=0;delay(5)

17、;d11=0,d12=1,d21=0,d22=0;delay(5);d11=1,d12=1,d21=0,d22=0;delay(5);d11=1,d12=0,d21=0,d22=0;delay(5);d11=1,d12=0,d21=0,d22=1;delay(5);t=0;/d11=1,d12=1,d21=1,d22=1;LedDown=1;LedUp=1;voidGo()/電梯內部按鍵響應程序chartemp;if(KeyValue!=KeyValueOld)頁腳內容基于51單片機的水溫自動控制系統KeyValueOld=KeyValue;temp=NowFloor-KeyValue;if(

18、t=0)if(temp>0)/電梯執行上升while(temp>0)ShangSheng();Num+;if(GoFloorNum!=0)if(GoFloorNum&0x01)+(GoFloorNum&0x04)>0);temp-;SBUF=play-NowFloor;while(!TI);TI=0;NowFloor=KeyValue;if(temp<0)/電梯執行下降while(temp<0)XiaJiang();temp+;SBUF=play+NowFloor;while(!TI);TI=0;NowFloor=KeyValue;/此電梯功能只適

19、合一個人乘車voidOutKey()/外部按鍵響應程序chartemp;if(KeyValueO!=KeyValueOOId)/按鍵是否按下KeyValueOOld=KeyValueO;temp=NowFloor-KeyValueO;if(t=0)if(temp>0)/電梯執行上升while(temp>0)ShangSheng();temp-;SBUF=play-NowFloor;while(!TI);TI=0;NowFloor=KeyValueO;if(temp<0)/電梯執行下降while(temp<0)XiaJiang();temp+;SBUF=play+NowF

20、loor;while(!TI);TI=0;NowFloor=KeyValueO;voidDianTiKey()/電梯按鍵掃描函數switch(P0)case0x01:KeyValue=1;GoFloor0|=4;break;case0x02:KeyValue=2;GoFloor1|=4;break;case0x04:KeyValue=3;GoFloor2|=4;break;case0x08:KeyValue=4;GoFloor3|=4;break;case0x10:KeyValue=5;GoFloor4|=4;break;case0x20:KeyValue=6;GoFloor5|=4;brea

21、k;case0x40:break;case0x80:break;if(t=0)switch(P2)/上升按鍵掃描case0x01:GoFloor0|=1;KeyValueO=1;break;/1樓呼叫上升case0x02:GoFloor1|=1;KeyValueO=2;break;/2樓呼叫上升case0x04:GoFloor2|=1;KeyValueO=3;break;/3樓呼叫上升case0x08:GoFloor3|=1;KeyValueO=4;break;/4樓呼叫上升case0x10:GoFloor4|=1;KeyValueO=5;break;/5樓呼叫上升case0x20:GoFlo

22、or0|=2;KeyValueO=2;break;/2樓呼叫下降case0x40:GoFloor1|=2;KeyValueO=3;break;/3樓呼叫下降case0x80:GoFloor2|=2;KeyValueO=4;break;/4樓呼叫下降if(!down6)GoFloor4|=2;/6樓呼叫下降KeyValueO=6;if(!down5)/5樓呼叫下降GoFloor3|=2;KeyValueO=5;elseif(t=11)/電梯在上升時響應上升呼叫switch(P2)/上升按鍵掃描case0x01:GoFloor0|=1;KeyValueO=1;break;/1樓呼叫上升case0x0