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(基于51单片机的电梯的设计与开发) (基于51单片机的电梯的设计与开发)

格式:word 上传:2026-01-11 07:36:41
分本设计只是对电梯运行状况的简单模拟,对电机驱动这部分要求不是很严格,只需要实现电机的正反转就可以了,所以选择直流电机及常用的桥式驱动。如第三章中图所示,当用户提出上升或下降要求时,单片机输出为低电平,输出为高电平,电机正转上升,反之电机反转下降。当到达目标楼层时,跟全部清零,则电动机停止。程序详见附录主程序清单。利用光电传感器检测楼层,电梯行至楼层标志处装有光电传感器时,光槽光线被遮挡,引其电平变化,通过发送到单片机中计数,实现楼层检测。并实时的,通过,送到译码,用数码管显示当前楼层数。程序详见主程序清单。第四章系统调试软件调试在软件调试中,我采用伟福仿真软件进行程序调试。首先分别调试各个功能程序,再对整个程序进行调试,以便修改码。具体的调试方法如下首先在伟福软件模拟器中选择仿真器,选择作为,将晶振频率设置为,然后新建个文件,将各个功能程序录入,先检查程序有无明显,保存过后编译程序,当有时就根据提示加以修改,当各个功能程序编译完成后,再对整个程序全速执行,查看程序有哪些地方出现,对应提示逐步调整程序,纠正直到程序正确无误,调试结束后有图的软件调试界面如下硬件调试硬件仿真使用的是,是目前最好的模拟单片机外围器件的工具,它可以仿真系列,等常用的及其外围电路如,键盘,马达,部分器件,部分器件。首先利用中的器件库完成电路的连接,如下图所示然后右键再左键,出现,在中单击出现文件浏览对话框,找到文件,单击确定完成添加文件,在中把频率改为,单击退出。单击仿真按钮,开始仿真,按下,系统开始工作,通过按及各楼层按键,电梯都能完成请求,基本实现了电梯运行的模拟。第五章设计总结本文介绍了基于单片机的电梯控制系统,硬件部分主要由单片机最小系统模块电梯间电路模块电梯内电路模块楼层检测模块电动机驱动模块报警模块等部分组成。该系统采用单片机作为控制核心,内外招使用按键按下与否而引起的电平的改变,作为用户请求信息发送到单片机,单片机控制电动机转动,楼层检测使用光电传感器电动机控制部分采用直流电动机及桥式驱动,根据楼层检测结果,单片机控制电梯停在目标楼层,基本达到设计目的。软件部分使用汇编语言,利用中断方式来检测用户请求的按键信息,根据电梯运行到相应楼层时光电传感器产生电平变化,送到单片机计数来确定楼层数,并送到数码管进行显示。硬件设计简单可靠,结合软件,基本实现了四层电梯运行模拟。谢辞本课题的大量研究工作都是在张老师的精心指导下完成的,在我整个研究学业过程中,包括这篇论文的完成,都受到张老师大量的帮助从论文的选题,研制计划的安排到论文的具体的内容,张老师都给矛了悉心的指导值此论文完成之际,谨向张老师致以最崇高的谢意,再次向他表示衷心的感谢,感谢他为学生营造的浓郁学术氛围,以及学习,生活上的无私帮助,参考文献陈小忠主编单片机接口技术实用子程序人民邮电出版社年张毅刚编著新编单片机应用设计哈尔滨工业大学出版社年张大明主编单片机微机控制应用技术机械工业出版社何立民编著系列单片机应用系统设计北京航空航天大学出版社年赵晓安主编单片机原理及应用天津大学出版社年杨素行主编模拟电子技术基础简明教程高等教育出版社年房小翠主编单片微型计算与机电接口技术国防工业出版社年吴金戌沈庆阳郭庭吉单片机实践与应用清华大学出版社年梯控制台显示电路楼层检测在本设计当中,光电传感器电路连接图如下所示图楼层检测电路如图所示组成红外发射接受对管,通电后发出红外信号,光槽若未挡住,将导通,比较器输出低电平,光槽光线若被挡,截止,输出高电平。利用电梯行至楼层标志处光槽光线被电梯遮挡所带来的电平变化发送到单片机计数即可实现楼层检测。直流电动机驱动电路主要是用来控制直流电动机的转动方向,通过改变直流电动机两端的电压可以控制电动机的转动方向。电路采用功率三级管和,以满足电动机启动的瞬间的大电流要求。如图所示输入端分别与单片机和相连,电梯上升时,输出为低电平,输出为高电平,晶体管功率放大器,导通截止。,与直流电动机起形成回路,驱动电机正转。电梯下降时,输出为高电平,输出为低电平,晶体管功率放大器,截止导通与直流电动机形成回路,驱动电动机反转。个二极管起到保护晶体管的作用。功率晶体管采用光耦器驱动,将控制部分与电动机驱动部分隔离。光耦器的电源为,型驱动电路中的晶体管功率放大器,的发射极所加的电源为。第三章软件设计由于本设计采用单片机实现控制,所以软件设计部份的程序编写用汇编语言来完成。其中主程序部分主要完成系统的初始化,如中断方式的设置,开中断,存储单元的清零等。在中断子程序中完成,按键查询等,其它的如数码管的显示,键盘的响应,转动电机的控制,延时等均由相应的子程序来完成。软件编程是实现多功能智能化操作方便的关键。在本设计中,可以把程序的各部分相互结合起来,达到完成各项设计的功能。软件设计思想采用模块化的分层次设计方法,将软件系统功能由多个实现单功能的子程序实现。通过调用不同的子程序,实现了复杂功能控制。这样便于调试修改。主流程图如图所示图系统主流程图在本设计当中,键盘采用独立式按键,按键由口和控制,采用定时器中断查询按键状态,当有键按下时,即转入相应功能程序。键盘程序流程图如图所示图键盘查询程序流程图程序清单如下定时器中断服务程序按键状态检查每检查次按键读入所有按键状态,若键未按下,则正常运行键按下,标志置非数清除全部电梯间上升请求清除全部电梯间下降请求清除全部电梯内目标楼层请求修改读入的按键状态,使之为电梯内目标为楼并关闭,不再读取按键取得电梯间上升请求取得上升指示灯状态取得电梯间下降请求清电梯内目标楼请求标志位上升指示灯灭定时开始,等待延时,取得楼请求情况楼无请求,转楼下降上升指示灯亮上升三楼上升按键选择程序到达楼,数码管显示是楼电梯间的上升请求,转是电梯内目标楼请求,转清楼电梯间上升请求标志位清电梯内目标楼请求标志位上升指示灯灭定时开始,等待延时取得楼请求情况楼无请求,转楼下降上升指示灯亮上升到达楼,数码管显示四楼下降按键选择程序清楼电梯间下降请求标志位清电梯内目标楼请求标志位上升指示灯灭定时开始,等待延时取得楼的请求情况下降指示灯亮下降三楼下降按键选择程序到达楼,数码管显示是楼电梯间的下降请求,转是电梯内目标楼请求,转清楼电梯间下降请求标志位清电梯内目标楼请求标志位下降指示灯灭定时开始,等待延时取得楼的请求情况无楼请求,转楼上升下降指示灯亮二楼下降按键选择程序到达楼,数码管显示是电梯间的下降请求,转是电梯内目标楼请求,转清楼电梯间下降请求标志位清电梯内目标楼请求标志位下降指示灯灭定时开始,等待延时取得,刷新上升下降请求指示灯,取得电梯内目标楼层请求刷新电梯内目标楼层指示灯,楼层选择按键功能程序存储单元分配电梯间上升请求楼楼楼,楼电梯间下降请求楼楼楼楼。电梯内目标楼层请求楼楼楼楼。无请求有请求。堆栈栈底单元。中断服务程序中单元保护累加器的内容。,单元分别临时存放,按键状态。作为单元按键及指示灯处理的中间单元。作为键曾经按下过的记录。如图电梯模型上电后,系统直等待,电梯的起始位置为楼,等待控制台按键按下,数码管显示。当按键按下后,电梯开始向上运动,电动机开始转动,控制台的上升指示灯亮。到达二楼,电梯运行经过楼层检测传感器时,计数加,送到数码管显示并在二楼停留,然后继续上升。每楼层停留,直到四楼后,在四楼停留后开始下降,控制台的下降指示灯亮。每层楼停留,直到楼。然后重复上述过程。如果按下过键,强制电梯直接下降到楼,然后电梯停止工作。直到再次按下键后重新恢复工作。中断服务程序每次检查所有按键状态,并记录在相应存储单元,同时控制相应指示灯。定时器定时,作为定时的计数器。每中断次加,当时,计时完成。程序清单如下启动程序定时定时停止程序,数码管显示等待开始工作指令启动次读取按键楼上升按键选择程序目前在楼取得楼请求情况,无请求,则等待上升指示灯亮上升二楼上升按键选择程序到达楼,数码管显示是楼电梯间的上升请求,转是电梯内目标楼请求,转清二楼电梯间上升请求标志位大增加了电梯的提升高度。现代电梯主要由曳引机绞车导轨对重装置安全装置如限速器安全钳和缓冲器等信号操纵系统轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物井道和机房中。通常采用钢丝绳摩擦传动,电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求安全可靠输送效率高平层准确和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量可乘人数额定速度轿厢外廓尺寸和井道型式等。第二章硬件设计系统整体方案论证按照题目要求,电梯控制系统由中心控制模块用户呼叫信号输入模块电机控制与驱动模块位置检测模块和显示等组成。方案采用器件作为控制中心,对整个系统的运作进行统管理,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。方案二采用单片机为核心,扩展相关的接口电路,实现全系统的控制,由于单片机技术目前较为成熟,自身资源丰富,硬件设计简单,并且我们在设计中尽量用软件代替硬件,可以节约成本,提高可靠性。另外单片机小系统价格便宜,符合经济性要求。同时电梯采用步进电机进行驱动,因为步进电机可经直接接收数字信号,用单片机控制非常方便,定位准确,调速简单。比较适合此控制系统的要求。单片机最小系统图单片机的最小系统单片机最小系统电路如图所示,单片机采用公司的,晶体振荡器选,为瓷片电容,与晶体振荡器构成时钟电路。电容按键构成上电复位和手动复位电路。电梯及系统电路如下图所示,此部分电路是提供给处于各个楼层电梯外的用户发出上
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