课程设计-基于单片机的电梯控制器研制_精品.doc

一、课程设计的性质和目的 通过课程设计，进行硬软件设计的方法和技能训练，巩固在课堂上学到的有关硬件电路设计和相应程序设计的基本知识和基本方法，通过具体课题的训练，达到能独立阅读、查阅资料、软硬件设计和调试完善特定功能的目的。 二、课程设计的要求 1、遵循硬件设计模块化。 2、要求通过自制PCB板、或万能板、或面包板设计实物。 3、程序设计结构化。 4、要求程序结构合理，程序简明易懂，有必要的注释。 三、主要仪器设备及软件 PC机、Keil软件、ALTIUM DESINGERS09(PROTEL99)、 Proteus 7绘图软件及仿真等。 课程设计题目及要求 题目：基于单片机的电梯控制器研制 要求：采用单片机控制的方法，设计一个能自动控制一台电梯的控制电路。有语音提示。控制端用LED模块显示电梯运行情况。PCB制板并编写各子程序。 五、课题分析及设计思路 1、课题研究的内容? 随着科技的发展，微型计算机领域的不断进步，将使得将来电梯的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠、抗干扰性能增强、机械与电气部件被机结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此微型计算机控制技术将会成为电梯运行中的关键技术。? 本次设计的主要内容是以单片机为主控制器的电梯控制系统。本来电梯系统是一个相对复杂的系统，由于能力和经验有限，所以只能实现基本的功能如：层站呼叫、自动停层、轿厢命令响应等。通过单片机输出电压通过驱动电路然后控制电梯拖动。在此，本文以五层电梯为研究对象，选用52单片机(该机芯片选为AT89C52)作为其控制器，研究微机控制梯系统的设计方法。根据问题的提出、意义和文献综述，本课题研究的具体内容包括以下四个方面：? （1）对电梯系统常用的控制方法的研究?（2）电梯控制系统硬件组成及其原理?（3）电梯的单片机系统软件设计?（4）电梯在信号传输中遇到的问题 2?总体设计方案 2.1设计思路? 本次设计的基本思想是采用AT89C52单片机作为核心，利用其丰富的I/O接口与外围电路配合进行控制。采用延时函数来控制电梯的位置校验，采用数码管静态显示来实时显示电梯所在楼层。采用行列式矩阵键盘矩阵作为外呼内选电路，由于是4层楼，故选用4×4矩阵键盘。当电梯到达目的楼层时电机停止，此时即可进、出乘客，乘客进入电梯之后可选择去哪一层，然后电梯根据乘客的选择判断去哪一层，继续运行。通过单片机控制电梯在上升过程中只响应上升呼叫，下降过程中只响应下降呼叫。电梯的正常运行通过单片机的控制来实现。? 2.1.1方案确立? （1）主控芯片选择???????????????????????????? 方案一：多片单片机控制方案。这种方案是使用多片单片机，其中一片是作为主控制器，另外设置了轿厢控制系统，每层的控制系统分别由一个单片机控制，然后通过主控制器和副控制器之间的通讯，实现电梯系统的控制。这种方案的控制系统的结构简单明了，各个系统之间相互独立便于维护和修检。所以根据功能要求需要选用5片AT89C51单片机就可以实现该电梯的功能。不过单片机之间的通讯较多，在目前通讯是个难点，可能导致电梯运行过程不够稳定。 方案二?：采用CPLD?器件作为控制中心，对整个系统的运作进行统一管理，但这种方案要求平时有很多的知识积累和较强的专业水平，实现起来比较困难且器件较贵，不符合经济要求，而且升降电机的控制，运行时间的测量、显示等还需要单片机的配合。? 方案三：一片单片机为主控制器的方案。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，并对以上所有信号进行处理。 方案四：用L298N来控制两台直流电机，方便简单，而且在所提供的器材范围内。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。但是受所提供器材的限制，这种方案的控制系统相对简单，只适用于较简单的电梯控制系统，因为这次的设计的内容是4层电梯控制系统，所以选用这种方案。? 权衡以上方案的分析，采用方案四。? （2）楼层显示模块? 方案一：采用点阵式液晶显示器（LCD）显示各种相关数据以及信息。点阵式液晶显示器属于低功耗器件，但其价格较贵。? 方案二：采用传统的7段数码管（LED）显示电梯实时所到的楼层。虽功耗大，但其软件驱动简单，硬件电路调试方便，价格便宜，亮度大，能满足本设计的要求。? 以上两种方案中，选择方案二。? ?声音提示模块 方案一：采用美国ISD公司的2590语音芯片，该语音芯片录放时间为90?秒。ISD2500?系列具有抗断电、音质好，使用方便等优点。它的最大特点在于片内E2PROM容量为480K，所以录放时间