1、單片機原理與應用(yngyng)技術課程設計報告(bogo)（論文）基于單片機控制(kngzh)的電梯控制器專業班級：_電子113_姓名：_*_時 間：_2014/11/29_指導教師：_*_2014年 11月29日基于(jy)單片機控制的電梯控制器設計(shj)要求（一）基本功能顯示： 本設計要求(yoqi)實現6層控制，實時顯示電梯所在樓層號位置升降控制：采用一臺電動機，利用電機的正反轉來實現電梯的升降。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。 （二）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二計劃完成時間

2、三周1第一周完成軟件和硬件的整體設計，同時按要求上交設計報告一份。2第二周完成軟件的具體設計和硬件的制作。3第三周完成軟件和硬件的聯合調試。目錄(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc373523066 基于(jy)單片機控制的電梯控制器 PAGEREF _Toc373523066 h 3 HYPERLINK l _Toc373523067 摘要(zhiyo)： PAGEREF _Toc373523067 h 3 HYPERLINK l _Toc373523068 關鍵詞： PAGEREF _Toc373523068 h 3 HYPERLINK l _Toc3

3、73523069 引言 PAGEREF _Toc373523069 h 3 HYPERLINK l _Toc373523070 1.整體設計方案 PAGEREF _Toc373523070 h 3 HYPERLINK l _Toc373523071 1.1設計思路 PAGEREF _Toc373523071 h 3 HYPERLINK l _Toc373523072 1.2設計框圖 PAGEREF _Toc373523072 h 4 HYPERLINK l _Toc373523073 2.設計原理分析 PAGEREF _Toc373523073 h 5 HYPERLINK l _Toc3735

4、23074 2.1單片機最小系統時鐘電路的設計 PAGEREF _Toc373523074 h 5 HYPERLINK l _Toc373523075 2.2控制電路的設計 PAGEREF _Toc373523075 h 5 HYPERLINK l _Toc373523076 2.2.1 鍵盤矩陣控制電路的設計 PAGEREF _Toc373523076 h 5 HYPERLINK l _Toc373523077 2.2.2電機正反轉及開關門顯示電路的設計 PAGEREF _Toc373523077 h 7 HYPERLINK l _Toc373523078 2.2.3樓層顯示控制電路 PAG

5、EREF _Toc373523078 h 7 HYPERLINK l _Toc373523079 3.結束語 PAGEREF _Toc373523079 h 8 HYPERLINK l _Toc373523080 4.參考文獻 PAGEREF _Toc373523080 h 8 HYPERLINK l _Toc373523081 附錄一：電路總原理圖 PAGEREF _Toc373523081 h 9 HYPERLINK l _Toc373523082 附錄二： PCB板 PAGEREF _Toc373523082 h 9 HYPERLINK l _Toc373523083 附錄三：程序清單

6、PAGEREF _Toc373523083 h 10基于(jy)單片機控制的電梯控制器電子(dinz)113 *摘要(zhiyo)：單片機即單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer），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，它是建筑中的永久垂直交通工具。本設計選擇ATM8952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，并且顯示

7、電梯的樓層和上下行。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：單片機，電梯，控制引言隨著現代高科技的發展，住房和辦公用樓都已經逐漸向高層發展。電梯是高層賓館、商店、住宅、多層倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運輸工具。1889年美國奧梯斯升降機公司推出的世界上第一部以電動機為動力的升降機，同年在紐約市馬累特大廈安裝成功。隨著建筑物規模越來越大，樓層也越來越高，對電梯的調速精度、調速范圍等靜態和動態特性都提出了更高的要求。由于傳統的電梯運行邏輯控制系統采用的是繼電器邏輯控制線路。采用這種控制線路,存在易出故障、維護不便、運行壽命較短、占用空間大等缺點。而

8、由單片機設計的控制系統可以隨著設備的更新而不斷修改完善，更完美的實現設備的升級，且有價格便宜，電路簡單，出現故障容易維護等優點。整體(zhngt)設計方案1.1設計(shj)思路如果每個選層按鈕都采用獨立的按鍵設置，可以很大程度上簡化掃描按鍵程序，采集信號也容易得多，但是由于單片機接口(ji ku)有限，模擬電梯自動控制系統所需按鍵較多，如此會有接口不足的問題，所以本設計采用了44矩陣按鍵實現電梯內部六個選層按鈕和電梯外十個上下行按鈕，正好十六個按鈕。出于同樣問題，顯示樓層電路采用74LS245芯片驅動。為了更接近實際的電梯控制系統，設計中還應該添加電梯外上下行請求顯示，可用十個發光二極管表示

9、請求按鍵是否按下，有則亮，無則暗。考慮單片機的驅動能力有限，必須得使用驅動單元來驅動發光二極管，可以采用三極管驅動電路，但是由于要驅動的發光管較多，采用74LS245芯片作為驅動比較顯示且硬件電路又美觀整潔。軟件方面至于采用中斷方式還是采用查詢的方式來檢測用戶的請求信息，本人習慣使用查詢方式，所以就采用了查詢的方式。要想準確地采集按鍵請求狀態，就必須時時刻刻調用鍵盤矩陣掃描程序，也就增加了軟件編程的難度。本設計采用ATM89C52單片機作為核心，配以適當接口作為輸入輸出通道。采用44按鍵矩陣開關電路作為外呼內選呼叫控制。實際電梯控制系統每層裝有一個傳感器，從而判斷車廂所在位置，本模型由六個獨立

10、按鍵作為樓層到達信號傳輸給單片機，而后通過74LS245驅動數碼管顯示樓層數。當電梯到達所選層，電梯開門延時等待進人并選層，然后延時關門執行請求，若無請求則停在本層等待請求。軟件部分使用匯編語言，利用查詢方式來檢測用戶請求的按鍵信息，采用74LS245芯片驅動發光二極管。1.2設計框圖此電路方框圖如圖3所示，電路由復位電路復位后，通過軟件設置顯示電路顯示1，樓層感應電路立即把電梯所在樓層通過ATM89C52通過顯示電路顯示出來；如有操作者在廂外呼叫，由外呼叫電路把信號輸入ATM89C52，當車廂來到呼叫層（由樓層感應電路判斷，電機控制電路控制電機正反轉），則打開電梯門，人進入后關門。操作者通過

11、選層電路把目的層告知ATM89C52，控制電機把操作者送至目的層。系統等待下次呼叫。系統的正常工作由時鐘電路來保證。顯示電路實時顯示電梯所在的樓層位置。圖1 總體設計框圖(kungt)設計原理(yunl)分析2.1單片機最小系統(xtng)時鐘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2（左）所示：其中9 腳為單片機的復位端。時鐘電路如圖4（右）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 最小系統電路復位電路雖然簡單，但其作用非常重要。一個單片機系統能否(nn fu)正常運行，首先要檢查是

12、否能復位成功。初步檢查可用于示波器探頭監視RST引腳，按下復位鍵，觀察是否有足夠幅度的波形輸出（瞬時的），還可以通過改變復位電路阻容值進行試驗。本復位電路采用上電自動復位和手動復位組合。上電自動復位是在加電瞬間電容通過充電來實現的，在通電瞬間，電容C3通過R1K電阻充電，RST端出現正脈沖，用以復位。只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現自動上電復位，即接通電源就完成了系統的復位初始化。手動復位是通過按下S后，通過電阻R1直接給服務端一個高電平使之復位。編程初始化設置數碼管顯示為1，并且等待樓層模擬傳感器讀取數據。2.2控制電路的設計(shj)2.2.1 鍵盤矩陣(j zhn)控制電

13、路的設計由于本電路所需按鍵較多為了節省單片機的I/O口，故選用行列式鍵盤矩陣。本電路采用的是44鍵盤矩陣。電路如圖5所示，P1.0-P1.7是接單片機的P1 端口矩陣鍵盤的鍵號由行號及列號組成（行號從上到下依次為0、1、2、3，列號從左至右依次為0、1、2、3，如第一行的鍵號分別為00、01、02、03），單片機采用行和列掃描法來判別這16個按鍵中哪個鍵按下，并將其標號讀入累加器A 里面，然后可根據每個按鍵的功能來通過單片機控制電梯的運行。下面將每個按鍵的功能說明一下：圖3 矩陣(j zhn)鍵盤電路圖S1: 一樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示一樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機將此信號存入固定單元

14、，等到(dngdo)電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S2: 二樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示二樓有人要乘坐電梯(dint)上樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S3：二樓向下呼叫按鍵，此鍵按下表示二樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S4: 三樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示三樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S5：三樓向下呼叫按鍵，此鍵按下表示三樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判

15、斷是否該響應此呼叫；S6：四樓向上呼叫按鍵，此按鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S7：四樓向下呼叫按鍵，此按鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S8：五樓向上呼叫按鍵，此鍵按下表示四樓有人要乘坐電梯上樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S9: 五樓向下呼叫按鍵，此按鍵按下表示五樓有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S10：六樓向上呼叫按鍵，此

16、按鍵按下表示有人要乘坐電梯下樓，并且單片機將此信號存入固定單元，等到電梯運行到此樓層時判斷是否該響應此呼叫；S11：電梯內部選擇去一樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去一樓，單片機根據此信號控制電梯的運行；S12：電梯內部選擇去二樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去二樓，單片機根據此信號控制電梯運行；S13：電梯內部選擇去三樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去三樓，單片機根據此信號控制電梯運行；S14：電梯內部選擇去四樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去四樓，單片機根據此信號控制電梯運行；S15：電梯內部選擇去五樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去五樓，單片機根據此信號控制電梯運行；

17、S16：電梯內部選擇去六樓按鍵，此按鍵按下表示電梯里的乘客要去六樓，單片機根據此信號控制電梯運行；電機正反轉(fn zhun)及開關門顯示電路的設計在實際中，帶動電梯上下的電機必須用三相電機，在設計中為了實現方便，用LED燈來表示，若電梯處于上升狀態，則對應的紅色LED（L1）燈亮，當到達目的層之后，則LED燈滅，同樣，當電梯處于下降(xijing)狀態時綠色的LED（L2）燈亮，其他的一樣。如圖4所示，在AT89S51的P0.0、P0.1、P0.2口驅動發光管，當對應口為低電平時，三極管都導通。如果P0.0為低電平時，發光管L2燈亮，表示電機正轉，電梯處于上升狀態；同樣當P0.1為低電平，電

18、機反轉，電梯則下降。但如果電機運行，兩個端口必須只有一個為低電平，當P0.2為電平時，L3亮，表示電梯停止，并且開門，滅表示關門。這由軟件設置來保證。圖 4 電機正反轉(fn zhun)顯示電路樓層顯示控制電路本電路采用一個8為數碼管顯示，樓層信號由單片機P2.0P2.7擔任，送給驅動74LS245。當電梯到達指定樓層時，輸出相應的BCD碼，再由74LS48解碼送給共陽八段數碼管，從而顯示正確的樓層。如圖5。圖5 樓層顯示電路3.結束語通過這次單片機實習，使我在各方面都有了很大的提高。我對以前的不懂知識進行了全面的復習和新的學習，通過三周的實習，使我受益匪淺。自從學習了單片機這門課程，我才覺得

19、自己真正學到了一門實用的專業課，提高自己的實際動手能力和對編程的應用能力。這次課程設計對我來說可謂通機會難得，我也的確認真的對待(dudi)了設計過程中的每一個問題。通過此次課程設計，我的的確確在軟件和硬件結合應用當中夯實了一次。4.參考文獻1 張毅剛，彭喜元.單片機原理(yunl)與應用設計【M】.北京：電子工業出版社，2008 .4 2 張大明(d mn).單片機微機控制應用技術【M】.北京：機械工業出版社，2006.43 房小翠，王金風.單片機實用系統設計技術【M】.北京：國防工業出版社，1999.64 李朝青.單片機原理及接口技術.北京：北京航空航天出版社，2005.105 李廣弟.單

20、片機基礎北京.北京:北京航空航天大學出版社，1997.76 曹巧媛.單片機原理及應用.大連.大連理工大學出版社，1996.57 樓然苗.51 系列單片機設計實例v北京航空航天出版社， 2003.38 葉挺秀.應用電子學.杭州：浙江大學出版社，19949 朱承高.電工及電子技術手冊.北京：高等教育出版社，1990附錄(fl)一：電路總原理圖附錄(fl)二： PCB板附錄(fl)三：程序清單ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP Z1ORG 0013HAJMP Z2ORG 0030HMAIN: SETB EASETB EX0SETB EX1CLR IT0CLR IT1MOV

21、 TMOD,#01HSETB TR0MOV 40H,#00HMOV 41H,#00HMOV 42H,#00HMOV 43H,#00HMOV 44H,#00HMOV 50H,#00HMOV 51H,#00HMOV 52H,#00HMOV 53H,#00HMOV 54H,#00HMOV 64H,#00HMOV 65H,#00HMOV 66H,#00HMOV 67H,#00HMOV 71H,#00HMOV 72H,#00HMOV 73H,#00HMOV 74H,#00HSTART:MOV P0,#03H MOV P2,#0F9HM1: LCALL KEY MOV A,35H CJNE A,#0BH,

22、M2 MOV 40H,A MOV 35H,#00H AJMP U1M2: MOV A,36H CJNE A,#0CH,M3 MOV 41H,A MOV 36H,#00H AJMP U1M3: MOV A,37H CJNE A,#0DH,M4 MOV 42H,A MOV 37,#00H AJMP U1M4: MOV A,38H CJNE A,#0EH,M5 MOV 43H,A MOV 38,#00H AJMP U1M5: MOV A,39H CJNE A,#0FH,M1 MOV 44H,A MOV 39,#00H AJMP U1U1: MOV P0,#06H MOV P2,#79HLCALL D

23、EY3SHU2:MOV A,30H CJNE A,#01H,HU3 MOV 50H,A MOV 30H,#00HHU3:MOV A,31H CJNE A,#02H,HU4 MOV 51H,A MOV 31H,#00HHU4:MOV A,32H CJNE A,#03H,HU5 MOV 52H,A MOV 32H,#00HHU5:MOV A,33H CJNE A,#04H,HU6 MOV 53H,A MOV 33H,#00HHU6:MOV A,34H CJNE A,#05H,B1 MOV 54H,A MOV 34H,#00HB1:MOV P2,#0A4HMOV A,50HCJNE A,#01H,K

24、1AJMP KM1K1:MOV A,40H CJNE A,#0BH,U2KM1: MOV P0,#03HLCALL DEY5SU2:MOV P0,#06H MOV P2,#24HLCALL DEY3SMOV A,31HCJNE A,#02H,HU44MOV 51H,AMOV 31H,#00HHU44:MOV A,32H CJNE A,#03H,HU55 MOV 52H,A MOV 32H,#00HHU55:MOV A,33H CJNE A,#04H,HU66 MOV 53H,A MOV 33H,#00HHU66:MOV A,34H CJNE A,#05H,B22 MOV 54H,A MOV 3

25、4H,#00HB22:MOV P2,#0B0HMOV A,51HCJNE A,#02H,K2AJMP KM2K2:MOV A,41H CJNE A,#0CH,HUX2 AJMP KM2HUX2:MOV A,36H CJNE A,#0CH,U3 MOV 36H,#00H AJMP KM2KM2:MOV P0,#03HLCALL DEY5SU3:MOV P0,#06H MOV P2,#30HLCALL DEY3SMOV A,32HCJNE A,#03H,HU555MOV 52H,AMOV 32H,#00HHU555:MOV A,33H CJNE A,#04H,HU666 MOV 53H,A MOV

26、 33H,#00HHU666:MOV A,34H CJNE A,#05H,B33 MOV 54H,A MOV 34H,#00HB33:MOV P2,#99HMOV A,52HCJNE A,#03H,K3AJMP KM3K3:MOV A,42H CJNE A,#0DH,HUX3 AJMP KM3HUX3:MOV A,37HCJNE A,#0DH,U4MOV 37H,#00HAJMP KM3KM3:MOV P0,#03HLCALL DEY5SU4:MOV P0,#06H MOV P2,#19HLCALL DEY3SMOV A,33HCJNE A,#04H,HU6666MOV 53H,AMOV 33

27、H,#00HHU6666:MOV A,34HCJNE A,#05H,B44MOV 54H,AMOV 34H,#00HB44:MOV P2,#92HMOV A,53HCJNE A,#04H,K4AJMP KM4K4:MOV A,43H CJNE A,#0EH,HUX4 AJMP KM4HUX4:MOV A,38H CJNE A,#0EH,U5 MOV 38H,#00H AJMP KM4KM4:MOV P0,#03HLCALL DEY5SU5:MOV P0,#06HMOV P2,#12HLCALL DEY3SMOV A,34HCJNE A,#05H,B55MOV 54H,AMOV 34H,#00H

28、B55:MOV P2,#82HMOV A,54HCJNE A,#05H,K5AJMP KM5K5:MOV A,44H CJNE A,#0FH,HUX5 AJMP KM5HUX5:MOV A,39H CJNE A,#0FH,D6 MOV 39H,#00H AJMP KM5KM5:MOV P0,#03HMOV 35H,#00H MOV 36H,#00H MOV 37H,#00HMOV 38H,#00H MOV 39H,#00H MOV 3AH,#00H LCALL DEY5SMOV A,35HCJNE A,#0B0H,JIA2MOV 70H,AMOV 35H,#00HJIA2:MOV A,36H

29、CJNE A,#0CH,JIA3 MOV 71H,A MOV 36H,#00HJIA3:MOV A,37H CJNE A,#0DH,JIA4 MOV 72H,A MOV 37H,#00HJIA4:MOV A,38H CJNE A,#0EH,D6 MOV 73H,A MOV 38H,#00HD6:MOV P2,#82H MOV P0,#05HMOV 35H,#00H MOV 36H,#00H MOV 37H,#00HMOV 38H,#00H MOV 39H,#00H MOV 3AH,#00H LCALL DEY3SDH5:MOV A,63H CJNE A,#09H,DH4 MOV 64H,A M

30、OV 63H,#00HDH4:MOV A,#62H CJNE A,#08H,DH3 MOV 65H,A MOV 62H,#00HDH3:MOV A,61H CJNE A,#04H,DH2 MOV A,66H MOV 61H,#00HDH2:MOV A,60H CJNE A,#06H,W1 MOV A,67H MOV 60H,#00HW1:MOV P2,#92HMOV A,64HCJNE A,#09H,DHX2AJMP DKM5DHX2:MOV A,38H CJNE A,#0EH,F11 MOV 38H,#00H AJMP DKM5F11:MOV A,73H CJNE A,#0EH,D5DKM5

31、:MOV P0,#03HLCALL DEY5SD5:MOV P0,#05H MOV P2,#92HLCALL DEY3SMOV A,62HCJNE A,#08H,DH33MOV 65H,AMOV 62H,#00HDH33:MOV A,61H CJNE A,#07H,DH22MOV 66H,A MOV 61H,#00HDH22:MOV A,60H CJNE A,#06H,T11 MOV 67H,A MOV 60H,#00HT11:MOV P2,#99HMOV A,65HCJNE A,#08H,DHX3AJMP DKM4DHX3:MOV A,37H CJNE A,#0DH,F111 MOV 37H

32、,#00H AJMP DKM4F111:MOV A,72H CJNE A,#0DH,D4DKM4:MOV P0,#03HLCALL DEY5SD4:MOV P0,#05H MOV P2,#99HLCALL DEY3SMOV A,61HCJNE A,#07H,DH222MOV 66H,AMOV 61H,#00HDH222:MOV A,60H CJNE A,#06H,T111 MOV 67H,A MOV 60H,#00HT111:MOV P2,#0B0HMOV A,66HCJNE A,#07H,DHX4AJMP DKM3DHX4:MOV A,36H CJNE A,#0CH,F1111 MOV 36

33、H,#00H AJMP DKM3F1111:MOV A,71H CJNE A,#0CH,D3DKM3:MOV P0,#03HLCALL DEY5SD3:MOV P0,#05H MOV P2,#0B0HLCALL DEY3SMOV A,60HCJNE A,#06H,T1111MOV 67H,AMOV 60H,#00HT1111:MOV P2,#0A4HMOV A,67HCJNE A,#06H,DHX5AJMP DKM2DHX5: MOV A,35H CJNE A,#0BH,F11111 MOV 35H,#00H AJMP DKM2F11111:MOV A,70H CJNE A,#0BH,D2DK

34、M2:MOV P0,#03HLCALL DEY5SD2:MOV P0,#05H MOV P2,#0A4HLCALL DEY3SMOV P2,#0F9HMOV A,3AHCJNE A,#01H,DCMOV 3AH,#00HDKM1:MOV P0,#01HLCALL DEY5SDC:LJMP MAINDEL20ms: MOV R7,#10HDS1: MOV R6,#0FFHDS2: DJNZ R6,DS2 DJNZ R7,DS1 MOV R7,#10HDS111: MOV R6,#0FFHDS222: DJNZ R6,DS222DJNZ R7,DS111RETDEY3S:MOV R5,#10LOO

35、P1:MOV R6,#06HLOOP2:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H JNB TF0,$ CLR TF0DJNZ R6,LOOP2LCALL KEYDJNZ R5,LOOP1RETDEY5S:MOV R4,#20LOOP11:MOV R2,#05HLOOP22:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H JNB TF0,$ CLR TF0DJNZ R2,LOOP22LCALL KEYDJNZ R4,LOOP11RET Z1: MOV P0,#03HRETIZ2: MOV P0,#06HRETIKEY:MOV P1,#0F0H MOV R7,#0FHKEY12:DJNZ R7,KEY12 MOV A,P1 CPL A ANL A,#0F0HJZ EKEY1 LCALL DEL20msSKEY11: MOV A,#00 MOV R0,A MOV R1,