应用PROTEUS的电扶梯单片机控制仿真设计.doc

自动扶梯单片机控制系统的仿真设计与实现 陈洁 （苏州竹园电科技有限公司 苏州 215211；） 摘 要：介绍 PROTEUS 软件的基础上，以电扶梯单片机控制系统为实例来介绍如何采用 PROTEUS 软件进行 8051 单片机应用系统仿真设计。 关键词：8051 单片机 应用系统 PROTEUS 软件 keil c 软件 绑定 仿真 自动扶梯或自动人行道控制系统中，其控制核心常见的有可编程序控制器（PLC）和单 片机（MCU）两种。通常可编程序控制器的选用者大多是具有一定的电气控制技术，而对 计算机技术方面部太了解的技术人员。单片机的选用者大多是已掌握单片机应用技术，而对 电气控制电路不太了解的技术人员。 1. PROTEUS 软件简介 PROTEUS 从 1989 年问世至今，经过了近 20 年的使用、完善，功能越来越强、性能越 来越好。运行 PROTEUS 软件，计算机系统需具有：200MHz 或更高的奔腾处理器， Win98/Me/2000/XP 或更高版本的操作系统，64MB 或以上的可用硬盘空间，64MB 或以上的 RAM 空间，用 PROTEUS VSM 仿真时，则要求 300MHz 以上的奔腾处理器，如果专门使用 PROTEUS VSM 作实时仿真较大或较复杂的电路系统，则建议采用更高配置的计算机系统， 以便获得更好的仿真效果[1]。 已经安装了 Proteus ISIS7 软件的桌面上就会有图标 。双击该图标，出现工作界面如 图 1 所示。界面中包括：标题栏、下拉主菜单、快捷按钮栏、标准工具栏、绘图工具箱、状 态栏、选择元器件按钮、预览对象方位控制按钮、仿真操作按钮、预览窗口、电路原理图编 辑窗口等。图 1 proteus ISIS7 工作界面 2. 控制系统组成及原理 电扶梯又称自动扶梯，其常见控制方法有继电器控制和可编程程序控制器（PLC）控制 两种。下面介绍一种采用 ATMEL 公司 AT89S52 单片机组成的自动扶梯微机控制器[2]，并用 Proteus 软件进行仿真测试。 本控制器设有 8 个输入点和 6 个继电器输出点。每路输入通道均由光电耦合器和斯密特 触发器组成。光电耦合器用作内外隔离，以提高抗干扰能力；二级斯密特触发器用来消除开 关抖动。还设有 LED（发光二极管），用来指示输入点的状态。当外接输入开关闭合时 LED 亮，断开时则灭。8 个输入信号分别来自：曳引机抱闸状态开关（sabo）；上端急停按钮 （SBSTP-U）和下端急停按钮（SBSTP-D）；运行、检修状态开关（sa2）；上端按钮（钥匙 开关，sast）；下端按钮（钥匙开关，sbst）；扶手带监视投入开关（sa1）；扶手带信号（2 个 输入点）。6 个输出继电器分别用于控制：上行接触器（kmu）；下行接触器（kmd）；星形启 动接触器（kms）；三角形运行转换器（kmt）；抱闸接触器（kmb）；梯级照明接触器（kal）。 具体电气控制线路见图 2 所示。图 2 电扶梯控制原理图 图 2 电路上电后，如安全回路全部正常，则安全回路继电器（kc）吸合。sa2 打在运行 位置时，转动 sbst，使扶梯上行或下行，kmb 吸合；随后，kal、kmu 或 kmd 和 kms 吸合。 约 5s 后，kms 释放，kmt 吸合，完成星形/三角形转换，扶梯进入正常运行状态。在运行状 态下，计算机随时都在对抱闸状态和扶手带状态（sa1 闭合时）进行监视。一旦有异常，便 马上使扶梯停止。 图 2 中各输入、输出点与单片机的引脚对应为：sahg1----P1.0，sahg2----P1.1，sa1----P1.2， up----P1.3，down----P1.4，serv----P1.5，kc----P1.6，sab0----P1.7；kal----P3.0，kmb----P3.1， kmt----P3.2，kms----P3.3，kmd----P3.4，kmu----P3.5。 3. 程序编制和汇编 我们在进行应用程序设计中，充分利用了 51 系列单片机所特有的布尔处理器的功能， 使有关逻辑运算都在微处理机上圆满实现。这样，简化了程序设计，加快了运算速度。其中 着重对扶梯的运行状态、抱闸状态和扶手带速度等信息进行随时监视。当扶梯启动时，抱闸 只有处在释放状态方能进行，否则不会启动。而在正常运行过程中，抱闸一旦意外释放，扶 梯便会立即停止。当扶手带带速监视投入时，只有带速超出允许范围，扶梯就会停止运行。 同样安全回路有异常，扶梯也会停止。 依照上述要求，编制的源程序如下： ；电扶梯单片机控制程序 sahg1 bit p1.0 sahg2 bit p1.1sa2 bit p1.2 ;扶手带监视 up bit p1.3 down bit p1.4 s