1、沧州师范学院毕业设计（论文）单片机电梯控制系统设计学员姓名： 王新 指导导师： 姜荣东 年 级： 三 专 业： 电气自动化 学 号： 15 2013 年 11 月2毕业设计（论文）评语及成绩学生姓名 王新 专业 电气自动化毕 业 设 计（ 论 文 ） 题目单片机电梯控制系统设计指导教师 姜荣东 指导教师 崔茂奇指导教师评语：答辩小组意见：答辩小组组长签字： 年 月 日3成绩：系主任签字： 年 月 日毕业设计（论文）任务书题目 基于 51 单片机控制电梯系统设计专业 电气自动化 学生姓名 王新所在系 机电工程系 导师 姜荣东 导师 崔茂齐4一、设计（论文）内容基于 51 单片机控制电梯系统设计，
2、楼层为 8 层。二、基本要求用 51 单片机来实现电梯控制系统，使其具备电梯基本升、降功能，并当多层对电梯呼叫时，能安排电梯停靠，从而实现电梯的基本运行情况的模拟。论文的第 2章进行方案的提出与论证，分析本次设计所采用方案的可行性三、主要技术指标（或研究方法）采用可编程控制器（PLC） 的响应、按键后的电路显示等等。用 PLC 编程较简单，电路也不复杂，但此方案的各个模块的费用都比较高，硬件设计不灵活，故不采用本方案。四、应收集的资料及参考文献51 单片机应用设计，单片机轻松入门，模拟电子技术，数字电子技术。五、进度计划第 1-2 周查找相关资料和整理所需资料设备技术参数，分析任务的具体要求制
3、定总体方案。完成开题课题报告。第 3-4 周设计框图和电路原理图完成设计电路的连接电路完成电梯控制的程序设计及调试。完成对系统的改进和再次调试直至系统能够圆满完成任务的具体要求。撰写论文。指导教师签字 时间 2013 年 11 月 29 日目 录摘 要：.5关 键 词： .5引言: .6一、系统功能介绍及方案论证 .611 电梯的组成 .6512 电梯控制系统组成框图及工作原理 .61. 3单元电路的设计与论证. .7131 单片机最小系统.7132 电机驱动电路模块. 7133 报警模块. 7134 电梯内部电路、电梯间电路及控制台电路模块的设计. 7二 、基于单片机的电梯控制系统单元电路的
4、设计 . 821 单片机最小系统 . 9211 各楼层电梯间电路（三级标题 黑体小四号） .9212 电梯内电路.9213 控制台电路.9214 楼层检测.10215 电动机驱动.10216 报警部分.11三、软件设计. 1131 按键查询部分.11311 电机控制部分.12312 楼层检测及显示部分 . 12致谢 .12参考 文献1错误！未定义书签。附图图纸.14程序清单 15摘 要：伴随着我国现代化程度的提高，电梯成为高层建筑中的重要交通工具，它是高层建筑中安全、可靠、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。同时也给人们的生活带来了便利，为我国现代化建设的加速发展提
5、供了强大的保障。电梯的应用范围很广，可用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所，仓库以及居民住宅大楼等。因此，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。利用单片机控制电梯有成本低，通用性强，灵活性大以及易于实现复杂控制等优点。基于单片机的分设计，介绍了以 AT89C51 系列单片机为核心，并结合 74LS245 和 LED 等芯片以及与之相配套的汇编语言软件等进行电梯模拟的具体实现方法,该方法不仅可以实现电梯的基本功能,而且可以设置电梯直达、急停、停电检修等功能,从而可实现电梯的智能控制及相应的最佳路线选择,提高电梯的有效利用率。关 键 词：单片机；电梯；系统；控制2单片机电梯控制
6、系统设计11 级电气自动化专业学生 王新指导教师 姜荣东引言:随着现代高科技的发展，住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展。电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。当然单片机并不像 PLC 那么有针对性，所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级。在科技的不断发展下，单片机控制系统很快可以解决抗扰性，成为方便有效的电梯控制系统。一、系统功能介绍及方案论证11 电梯的组成电梯主要由以下两大部分组成：（1）机械部分：包括曳引系统，导向系统，娇厢，门系统等（2）电路部分: 包括重量平衡系统，电力拖动系统，电梯控制系统，安全保
7、护系统等。本文主要是针对电梯控制系统所作的研究，设计一种基于 MCU 的电梯控制系统，实现电梯运行的模拟。12 电梯控制系统组成框图及工作原理该系统主要由 MCU 控制模块、电梯间电路模块、电梯内电路模块、控制台电路、楼层检测模块、电动机驱动模块、报警模块等 7 部分组成控制模块电梯内电路 电梯间电路报警电路电动机控制模块 楼层检测控制台电路313 单元电路的设计与论证通过对系统总框图的分析，此系统的各个模块方案设计如下： 131 单片机最小系统此处选用最常用的 AT89C51，它是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Eras
8、able Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，AT89C2051 是它的一种精简版本。AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如下图所示主要特性：与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器，寿命：1000 写/擦，循环数据保留时间：10 年，全静态工作：0Hz-24Hz，三级程序存储器锁定
9、，128*8 位内部 RAM，32 可编程 I/O 线，两个 16 位定时器/计数器，5 个中断源 ，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路132 电机驱动电路模块采用 L298N 芯片驱动，根据单片机系统程序设定 PWM 信号，在输出端接入直流电机，根据不同按键的不同信号就可以实现电梯上升与下降。以及电梯门的开关。133 报警模块直接采用单片机控制输出口电平的高低来控制蜂鸣器的发声与否。这样做的优点是电路比较简单，控制也较简单。 134 电梯内部电路、电梯间电路及控制台电路模块的设计电梯控制系统由各楼层的电梯间电路、电梯内电路和控制台电路三部分组成。各楼层的电梯间：电路
10、二、三楼的电梯间均有“上升“和“下降”选择按键，一楼只有“上升“按键，四楼只有“下降“按键，每个按键配一只发光二极管，作为指示灯。电梯内部电路：目标楼层号 1-4 选择按键。每个按键配有相应指示灯。控制台电路：两个按键用于手动控制。控制电梯的“开始运行“和“停止运行“。两个指示灯，分别指示电梯当前的升降情况。楼层显示部分用一只数码管，显示电梯当前所在的楼层。采用 74HC164 共阴极数码管显示，公共端接地。显示数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9代码 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH4二 、基于单片机的电梯控制系统单元电路的设计21 单片
11、机最小系统EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P 30TXD 11RXD 10U1AT89C51X1C130PC230PC322uRESETVCCP3.4P3.5P3.6P3.7STOPSTARTP1.0P1.0P1.2P1.3P1.4P1.5P3.0P3.1
12、P3.3P3.2P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7VCC单片机最小系统电路如图所示，单片机采用 ATMEL 公司的 AT89C51，晶体振荡器选 12MHz，C1、C2 为 30p 瓷片电容，与晶体振荡器构成时钟电路。电容C3 按键 RESET 构成上电复位和手动复位电路。5211 各楼层电梯间电路如上图所示，此部分电路是提供给处于各个楼层电梯外的用户发出上下楼请求。按键与单片机的 P1.0-P1.5 分别相连，指示灯通过 P0.0-P0.5 来控制。其中 R52、R55、R56、R59、R60 和
13、R62 是上拉电阻，其作用是保证按键未按下时，端口 P1.0P1.5 为高电位。当按键按下时，端口 P1.0P1.5 通过按键接地，使得.0P1.5 变为低电平。各楼层电梯的升降选择按键均与单片机 P1 口连接，上升按键与 P1 口的 P1.0P1.2 连接，下降按键与 P1 口的 P1.3P1.5 连接。即由 P1 口可以读到电梯间升、降按键的状态。每个上升、下降按键均有一只发光二极管作为指示灯与之配合，发光二极管与 PO 口的 P0.0P0.5 连接。每个发光二极管通过一只阻值为 470 的限流电阻接电源(VCC)，这样流经发光二极管的电流约为 75 mA，有适当的亮度，同时单片机的端口在不加驱动的情况下可以承受212 电梯内电路电梯内电路如图 3-3 所示，提供给电梯内的乘客用户使用，四个目标楼层选择按键 F1、F2、F3、F4 和 4 个与之配合的发光二极管作为指示灯，即FS1、FS2、FS3 和 FS4。按键与 P3 口的 P3.2P3.5 连接，指示灯与 P2 口的P2.0P2.3 相连。上拉电阻 R11R14 的作用同上。213 控制台电路控制台电路如下图所示。发光二极管 Power 是电源指示灯，用以显示供电是否正常。采用共阴极数码管来显示当前楼层，采用 74HC164 数码管，CLK 接
