电梯控制器设计.doc

图书分类号：

密 级：

毕业设计(论文)

电梯控制器设计
ELEVATOR CONTROLLER DESIGN

毕业设计(论文)

学位论文原创性声明

本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名： 　　 　　日期： 　　 年 　月　 　日

学位论文版权协议书

本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名： 　　 导师签名： 　　
日期： 　　 年 　月　 　日 日期： 　　 年 　月　 　日

II
摘要
课题主要面向楼房产品，对现代化的大都市，高楼已经成了一个城市的象征，那么就离不开电梯，智能化的产品也会得到人们的认可。本文针对楼房的电梯系统进行全自动的控制，设计了一个能适应现代社会生活需要的现代化电梯控制器。电梯是一种垂直升降机，是以电动机为动力的一种运载工具，它有一个轿厢，主要应用于多层建筑上的一种乘人和载运货物的工具。本课题利单片机控制技术及电子技术，设计一个步进电机控制器，来模拟控制电梯的运行状态。  　
本文主要以STC89C52单片机作为中央控制器，并辅助各类传感器和步进电机进行控制。本设计中的电梯及其控制系统集成了多种控制单元，其中的步进电机控制单元，通过单片机控制步进电机驱动器，再通过驱动器驱动步进电机，通过步进电机可以实现速度的控制，使人在电梯中能够非常平稳的上下楼，同时还设立了轿厢里的楼层按键，和楼层中的上下楼按键，通过这些按键人们可以自由的按下按键，实现上下楼，非常的方便。同时在轿厢里面配有数码显示，当电梯到达某个楼层时候，数码管就会显示在那个楼层上。当电梯达到所按下的楼层时电梯门会打开，实现自动开门功。本系统是多种功能于一体的智能化的电梯控制器。
通过本设计可以为现代化的楼房提供一个功能强大的，省时、省力、经济实惠的高科技产品，方便人们的生活，提高人们的生活质量。

关键词 单片机；步进电机；数码管

Abstract
The main building of subject oriented products,modern metropolis,high-rise buildings has become a symbol of the city,so it is inseparable from the elevator,intelligent products will also be recognized by people,the elevator system the main building of automatic control,is proposed and designed to simulate a can adapt to the modern the need of the society and the modernization of the elevator control system. The elevator is a kind of electric motor as the power of the vertical lift,with a car,used in multi story buildings passenger or cargo.In this paper,single-chip microcomputer control technology and electronic technology,the design of a stepping motor control system,to simulate the running state of elevator control.
This paper mainly through the STC89C52 MCU as the central control system,and all kinds of sensors and stepper motor transmission and control.The design of the elevator control systemintegration of a variety of control unit,wherein the stepper motor control unit, through the single-chip microcomputer control stepping motor driver,stepper motor drive through again,by controlling the stepper motor can realize the speed,people can go downstairs Changping steadyin the elevator,and also set up a floor the keys in the car,and the floor in the up and down keys,through these key people are free to press the button.Make it downstairs,very convenient. At the same time in the car which is equipped with digital display,when the elevator reaches a certain level, the digital tube will be displayed on the floor.When the elevator to reach the floorwhen the elevator doors open,to realize the automatic opening function,this system is the intelligent functions of the curtain control system.
Through this design can provide a powerful modern buildings,time-saving and labor-saving,affordable high-tech products,to facilitate people's lives,improve people's quality of life.

Keywords MCU stepping motor digital control

毕业设计(论文)
目 录
摘要 I
Abstract II
目 录 I
1 绪论 1
2 控制方案分析 2
2.1电梯自动控制系统简介 2
2.2 系统控制方案分析 2
2.3 电梯控制器原理 3
3 硬件电路设计 4
3.1单片机系统 4
3.1.1单片机简介 4
3.1.2单片机最小系统 5
3.1.3单片机引脚分配 7
3.2 按键系统 7
3.3 步进电机系统 9
3.3.1 ULN2003简介 9
3.3.2 步进电机电路 10
3.4 数码管系统 10
3.4.1数码管分类 10
3.4.2 数码管使用条件 11
3.4.3数码管引脚及驱动电路 11
3.5 开关门系统 12
4 软件设计 14
4.1 位定义 14
4.2 延时函数 14
4.3 初始化函数 15
4.4 按键处理函数 15
4.5 数码管显示函数 19
4.6 电机驱动函数 20
5 系统编程仿真软件介绍 21
5.1 Keil uVision4简介 21
5.2 Keil uVision4软件操作方法 21
5.3 Proteus软件简介 25
5.4 Proteus软件特点 25
5.5 Proteus软件的操作方法 26
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录 33
附录1 33
电路图 33
附录2 33

12
1 绪论
电梯进入人们的生活已经150年了。一个半世纪的风风雨雨，天翻地覆的是历史的变迁，永恒不变的是电梯提高人类生活质量的承诺。
生活在继续，科技在发展，电梯也在不断进步。150年来，电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操控方面更是步步出新：手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势；变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间；不同外形：扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的程科 的视线不再封闭。如今，以美国的奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿，仍然在对电梯新产品进行研发，并不断完善售后维修和保养服务系统。调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用，一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科技成果的新型电梯竞相问世，冷冰冰的建筑因此散发出了人性的光辉，人们的生活从而变得更加美好。
中国最早的一部电梯出现在上海，是由美国奥的斯公司在1901年安装的。1932年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着。1951年，党中央提出要在天安门安装一台由我国自行研发制造的电梯，天津庆生电机厂荣接此任，四个月后不辱使命，顺利地完成了这个艰难的任务。十一届三中全会后，沐浴着改革开放的春风，我国电梯行业进入了高速发展的阶段。在我国任何一个城市，电梯都在被广泛应用着。电梯给人们的生活带来了便利，也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。电梯在高层建筑中安全、可靠，是垂直上下的运载工具，对改善劳动条件、减轻劳动强度起到很大的作用。电梯的应用范围很广，可应用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所、仓库及居民住宅大楼等。在现代社会中，电梯已成为人类必不可少的垂直运输交通工具。
本文的主要任务是完成一个电梯控制器的设计，即根据每个人对楼层的按键需求，让电梯做出合理的判断，正确高效地知道电梯完成各项载客任务。根据此任务，本课题需要研究的内容有：
…………………………….

2 控制方案分析
2.1电梯自动控制系统简介

结论
本设计主要介绍了电梯控制器的设计。设计主要是为了掌握控制器单片机的运用，通过运用单片机对外部设备进行控制。步进电机是单片机控制的一部分，在现代的电子科技时代，可编程器件非常主流，它从设计到更改都非常的方便。其次关于电梯的自动控制系统，对于楼房是一个非常不错的选择。
本文通过中央控制器单片机、数码管、按键、驱动芯片ULN2003，设计了一个电梯控制器，这个电梯控制器主要由以下功能：
1、具有数码管显示楼层的功能，当电梯停到那个楼层，数码管会显示当前楼层数。同时电梯在上下移动时候感应到那个楼层就会显示出到达楼层的的层数
2、具有到达按下楼层自动开关门的功能，当在电梯内按下某一层楼的时候，达到这个楼层后电梯会停在这个楼层并开电梯，同时当人离开电梯后电梯会自动关上电梯门。
3、电梯具有自动识别升降功能，当电梯停在一楼，4楼有人叫梯则电梯会上升到4楼，若电梯在4楼若有1楼人在叫梯则电梯会下降到一楼
5、若没人叫梯，电梯会保持在最后一人离开电梯所再的楼层。
通过上述的功能已经达到了人们所需要的设计功能，这款电梯控制器具有节约电能的优点，通过不进电机进行设计达到了更稳固，安全系数更高的目的，通过自动开关门的设计更人性化。
由于出于成品设计的昂贵本控制器的设计主要采用软件的仿真方式来完成验证的结果，节约成本的同时这也与实际产品的验证有一定的差别，在功能设计上还不是很完善，其中的保护电路并没有放到论文中，这也是不足的地方，对于家用电梯这是非常重要的部分，这在以后的学习中会把安全防护的电子设计放到首位来做，保证安全，设计可靠的电子产品来实现自己的设计。

致谢

参考文献
[1].孙传友、孙晓斌主编，《感测技术基础》，电子工业出版社， 2006.1
[2].赵松年主编，《机电一体化系统设计》，机械工业出版社，2004.1
[3].刘润华主编，《现代电子系统设计》，石油大学出版社，1998
[4].胡乾斌主编，《单片微型计算机原理与应用》，华中科技大学，2003
[5].张毅刚主编，《单片机原理及应用》，高等教育出版社，2003.8
[6].周常森，《电子电路计算机仿真技术》，山东科技出版社，2000
[7].童诗白、徐振英主编，《现代电子学及应用》，北京高等教育出版社，1994
[8].刘润华，《现代电子系统设计》，石油大学出版社，1998
[9].何立民主编，《单片机应用与设计》，北京航空航天出版社，1990
[10].李朝青主编，《单片机原理与接口技术》，北京航空航天大学出版社，1994
[11]邹逢兴主编，《计算机硬件技术基础实验教程》，高等教育出版社，1994
[12]董爱华主编，《可编程控制器原理及应用》，中国电力出版社，2009
[13]陈恒亮、闫莉丽主编，《可编程控制器控制电梯技术及应用》，国防工业出版社，2008
[14]沈德全主编，《MCS51单片机接口电路与应用实例》，北京航空航天大学出版社，1900
[15]张伯尧主编，《应用电子学》，浙江大学出版社，2003
[16]The Period of a Swinging Rod in an Oscillating Frame of Reference Biezeveld, Hubert – Physics Teacher, 2012
[17]RESNA Position on the Application of Seat-Elevating Devices for Wheelchair Users Arva, Julianna; Schmeler, Mark R.; Lange, Michelle L.; Lipka, Daniel D.; Rosen, Lauren E. – Assistive Technology, 2009

附录
附录1
电路图

附录2
#include<reg51.h>
#include <intrins.h>

unsigned char FFW[8]={0x1f,0x3f,0x2f,0x6f,0x4f,0xcf,0x8f,0x9f};
unsigned char REV[8]={0x9f,0x8f,0xcf,0x4f,0x6f,0x2f,0x3f,0x1f};
unsigned char table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
unsigned char th=0x0f,tl=0xf5,i=8,zf=0;//上下标志位，上为0下为1
sbit P10=P1^0;
sbit P11=P1^1;
sbit P12=P1^2;
sbit P13=P1^3;
sbit P14=P1^4;
sbit P15=P1^5;
sbit P16=P1^6;
sbit P17=P1^7;

sbit P20=P2^0;
sbit P21=P2^1;
sbit P22=P2^2;
sbit P23=P2^3;
sbit P24=P2^4;
sbit P25=P2^5;
sbit P26=P2^6;
sbit P27=P2^7;
unsigned char lc=4;//楼层标志位电梯在几楼就是几
unsigned char s1=1; x1=0;//上下楼标志，当标志为1时候说明有人叫梯

void delay(unsigned char ms) //延时函数
{
unsigned char i;
while(ms--)
{
for(i=0;i<250;i++)
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
}
}

void init()
{P3=0XFF;
P2=0xff;
TMOD=0X01;//定时器0方式1
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器中断
TR0=0;//启动定时器 0
TH0=0X00; //初值
TL0=0X00;
IT0=1;//外部中断0电平触发
EX0=1;//开外部中断
IT1=1;//外部中断0电平触发
EX1=1;//开外部中断
}

//楼层判断程序
void ceng()
{
P0=table[lc];
}

void kgmen()
{
ceng();
P27=0;
delay(2000);
delay(2000);
P27=1; }

void main(void)
{ init();
while(1)
{ceng();
if(i==8)
{i=0;}
}
}

/**************外部中断0程序楼层感应*****************/
void cengkey() interrupt 0
{if(lc>s1+1)
{lc--;}
else if(lc<s1-1)
{lc++;}
else
{TR0=0;
lc=s1;
ceng();
kgmen();

}
}

/**************外部中断1程序按键*****************/
void key() interrupt 2
{
if(P10==0)
{
if(lc==1)
{kgmen();TR0=0;}
else if(lc>1)
{zf=1; //电梯下楼
TR0=1;}
else
{zf=0;TR0=1;}

s1=1;
}
else if(P11==0)
{
if(lc==2)
{kgmen();TR0=0;}
else if(lc>2)
{zf=1; //电梯下楼
TR0=1;}
else
{zf=0;TR0=1;}
s1=2;}

else if(P12==0)
{
if(lc==3)
{kgmen();TR0=0;}
else if(lc>3)
{zf=1; //电梯下楼
TR0=1;}
else
{zf=0;TR0=1;}

s1=3;}

else if(P13==0)
{
if(lc==4)
{kgmen();TR0=0;}
else if(lc<4)
{zf=0; //电梯下楼
TR0=1;}
else
{zf=1;TR0=1;}

s1=4;}

else if(P14==0)
{
if(lc==1)
{kgmen();TR0=0;}
else if(lc>1)
{zf=1; //电梯下楼
TR0=1;}
else
{zf=0;TR0=1;}

s1=1;}

else if(P15==0)
{
if(lc==2)
{kgmen();TR0=0;}
else if(lc>2)
{zf=1; //电梯下楼
TR0=1;}
else
{zf=0;TR0=1;}

s1=2;}
else if(P16==0)
{
if(lc==3)
{kgmen();TR0=0;}
else if(lc>3)
{zf=1; //电梯下楼
TR0=1;}
else
{zf=0;TR0=1;}

s1=3;}
else if(P17==0)
{
if(lc==4)
{kgmen();TR0=0;}
else if(lc<4)
{zf=0; //电梯下楼
TR0=1;}
else
{zf=1;TR0=1;}

s1=4;}
else{;}

if(P20==0)
{
if(lc==1)
{TR0=0;}
else if(lc>1)
{zf=1;TR0=1;}
else{zf=0;TR0=1;}
s1=1;}
else if(P21==0)
{
if(lc==2)
{TR0=0;}
else if(lc>2)
{zf=1;TR0=1;}
else{zf=0;TR0=1;}s1=2;}
else if(P22==0)
{
if(lc==3)
{TR0=0;}
else if(lc>3)
{zf=1;TR0=1;}
else{zf=0;TR0=1;}
s1=3;}
else if(P23==0)
{
if(lc==4)
{TR0=0;}
else if(lc<4)
{zf=0;TR0=1;}
else{zf=1;TR0=1;}
s1=4;}

}

/**************定时器0中断程序*****************/
void time0() interrupt 1
{
TL0=tl;
TH0=th;
TF0=0;
if(zf==1)
{
P3=REV[i];}
else
{P3=FFW[i];}
i++;
}