基于单片机控制的电梯控制器教程方案.doc

《》电梯运行模拟控制器 1. 绪论 随着现在建筑技术的发展，住房和办公楼都已经逐渐向高层发展。电梯是高层宾馆、住宅 、多层仓库等建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。电梯是集机械原理应用、电气控 制技术微处理技术、系统工程学等多种技术于一体的机电设备。本文应用AT8961为核心处 理器技术、系统控制元件，设计一个6电梯模拟系统，实现运送乘客到任意楼层，并且通 过LCD1602显示电梯的楼层、日期、时间。同时应用PROTEL99完成电路图的绘制，并应用通 用版完成的焊接及调试。利用单片机控制电梯运行具有成本低，通用性强，灵活性大及易 于实现复杂控制等优点。因此，本设计具有一定的实际意义和应用价值。  目录………………………………………………………………… 2、方案论证（规划、选定）………………………………………… 3、方案说明（设计）………………………………………………… 4、硬件方案设计……………………………………………………… 5、软件方案设计……………………………………………………… 6、技术小结（结束语）……………………………………………… 7、参考文献…………………………………………………………… 8、附录（源程序代码、电路图等）………………………………… 2、方案论证 2.1 设计思路 本次设计的思想是采用AT8951单片机作为核心，.1.1 方案比较AT89C2051与地址译码器74LS138组成控制和扫描系统，并用AT89C2051的串口对主电路的单片机进行通信，这种方案既能很好的控制键盘及显示又为主单片机大大的减少了程序的复杂性，而且具有体积小，价格便宜的特点。但是该系统所接的按键数目有限，且占用了对应主CPU的串行端口，按键出现的抖动现象也比较难解决。因此在使用时受到一定的限制。 方案二：采用4×4矩阵按键实现电梯内部六个选层按钮和电梯外十个上下行按钮，正好十六个按钮。LCD进行显示。液晶显示屏（LCD）具有功耗低、无辐射危险、平面直角显示以及影像稳定等，可视面积大，画面效果好，既可显示图形，也可显示汉字，分辨率高，抗干扰能力强，显示内容多等特点。此外，液晶显示器与单片机可直接相连，电路设计及连接简单。 基于以上分析，上述两种方案各有千秋，因为在显示楼层部分实际中大都采用大数码管，而且本次设计针对的是六层楼，只需要显示楼层数即可，不需要显示其他复杂内容，故本次设计选用数码管作为显示楼层元件。 2.1.1.3 驱动电路的比较与确定 方案一：采用与步进电机相匹配的成品驱动装置。使用该方法实现步进电机驱动，其优点是工作可靠，节省制作和调试的时间，但成本很高。其原理方框图如图1所示。 图1采用成品驱动器的原理方框图 方案二：采用互补硅功率达林顿晶体管TIP142T实现步进电机的驱动，采用该方法实现步进电机驱动，电路连接比较简单，工作相对也比较可靠，成本低廉，技术成熟。此外，为提高电路的抗干扰能力，驱动电路与单片机接口可通过光耦元件连接。该方法的原理方框图如图2所示。其优点是直接利用电压控制，反应延迟短，稳定性好，由于工作在饱和状态，因此效率很高。不足之处是由于使用分立元件，安装调试和维护相对麻烦，控制不当时MOS管容易烧毁，且管子参数不一致，导致驱动电流的不对称性，影响了控制精度。 图2 采用TIP142T实现步进电机驱动的原理方框图 方案三：在实际中，带动电梯上下的电机必须用三相电机，在设计中为了实现方便，用LED灯来模拟，若电梯处于上升状态，则对应的红色LED（L2）灯亮，当到达目的层之后，则LED灯灭，同样，当电梯处于下降状态时绿色的LED（L3）灯亮，其他的一样。如图4所示，在AT89S51的P1.1、P1.2口外接NPN型三极管驱动发光管，当两个口为低电平时，两个三极管都不导通。如果P1.1为高电平时，发光管L2灯亮，表示电机正转，电梯处于上升状态；同样当P1.2为高电平，电机反转，电梯则下降。 基于以上分析，方考虑到要驱动的电机瞬时电流较大以及电路的复杂程度和实习的经济性，在此采用方案三实现电机驱动。 2.1.2 方案确立 本设计采用AT89S51单片机作为核心，配以适当接口作为输入输出通道。采用4×4按键矩阵开关电路作为外呼内选呼叫控制。实际电梯控制系统每层装有一个传感器，从而判断车厢所在位置，本模型由六个独立按键作为楼层到达信号传输给单片机，而后通过74LS164从串口驱动数码管显示楼层数。当电梯到达所选层，电梯开门延时等待进人并选层，然后延时关门执行请求，若无请求则停在本层等待请求。2.2 设计方框图 此电路方框图如图3所示，电路由复位电路复位后，通过软件设置显示电路显示1，楼层