基于STC89C51單片機(jī)的模擬電梯設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

1、.題 目：基于STC89C51單片機(jī)的模擬電梯設(shè)計(jì) 目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)11.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1二、設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要功能的說明22.1 設(shè)計(jì)設(shè)備的選擇22.2 設(shè)計(jì)原理2三、硬件電路設(shè)計(jì)33.1電源部分33.2按鍵部分43.3 數(shù)碼管顯示原理53.4電機(jī)驅(qū)動原理53.5單片機(jī)最小系統(tǒng)6四、軟件設(shè)計(jì)流程74.1 延時(shí)程序控制74.1.1 循環(huán)延時(shí)服務(wù)控制84.1.2 編碼按鍵掃描控制84.2 軟件的實(shí)現(xiàn)84.2.1主程序的實(shí)現(xiàn)84.2.2子函數(shù)服務(wù)程序的實(shí)現(xiàn)94.2.3 鍵盤掃描的實(shí)現(xiàn)方法9五、軟、硬件的調(diào)試115.1 調(diào)試方案的確定115.2 調(diào)試過程11六、設(shè)計(jì)心得11參考文獻(xiàn)13附錄A 模擬電

2、梯的程序15摘要： 本設(shè)計(jì)是使用宏晶公司的STC89C51RC加外圍器件作控制單元，用數(shù)碼管顯示，制作的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的電梯模擬系統(tǒng)。其原理圖可分為按鍵部分、顯示部分、電機(jī)部分、最小系統(tǒng)部分。兩個(gè)按鍵（一個(gè)電梯內(nèi)，一個(gè)電梯外）對應(yīng)一個(gè)樓層，另有開門、關(guān)門兩個(gè)按鍵。芯片一旦檢測到某樓層的按鍵被按下，就會在對應(yīng)端口輸出5V高電平驅(qū)動電機(jī)來到該樓層，程單序會延遲幾分鐘，等人進(jìn)入電梯后，關(guān)門，去到要去的樓層。在整個(gè)過程中，數(shù)碼管會顯示樓層數(shù)。最小系統(tǒng)為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號和復(fù)位功能。 關(guān)鍵詞：STC89C51 單片機(jī) 模擬電梯 四位一體數(shù)碼管一、 設(shè)計(jì)任務(wù)（選題） 隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)因強(qiáng)大的功能、低廉的價(jià)

3、格，越來越被廣泛使用，成為很多電子產(chǎn)品中不可缺少的部分。同時(shí)因?yàn)閱纹瑱C(jī)是模擬電子與數(shù)字電子的結(jié)合品，它的應(yīng)用對于我們電子專業(yè)來說是一門必要掌握的課程。 電梯對人們來說已經(jīng)是必不可少了乘載工具，所以將單片機(jī)應(yīng)用于實(shí)際的生活中，才達(dá)到學(xué)以致用、舉一反三的境界。二、 方案設(shè)計(jì)1.處理部分：現(xiàn)在的單片機(jī)越來越注重功耗和處理數(shù)據(jù)快慢的問題，目前最低功耗最有發(fā)展?jié)摿Φ膯纹瑱C(jī)是美國TI公司的MSP430系列。不過這里為了學(xué)以致用和節(jié)約成本，同時(shí)電梯的處理數(shù)據(jù)就不需要那么高的速度，所以選用8位的STC89C51單片機(jī)。2.顯示部分：本來可以用15*18的點(diǎn)陣，可是考慮到成本和接電路布線的繁瑣，更糟糕的是那耗電

4、大而不是實(shí)際的電路就沒必要。所以直接用四位的數(shù)碼管顯示就好了。3.控制部分：本來可以用4*4的鍵盤，現(xiàn)在只用了四位數(shù)碼管代表三層樓，所以只用3個(gè)按鍵代表梯內(nèi)3層樓，3個(gè)按鍵代表梯外3層樓，加上“關(guān)門”和“開門（延時(shí)）鍵各一個(gè)，總共8個(gè)鍵組成編碼式按鍵就行了。功能：三、 硬件部分1.原理框圖2.原理圖細(xì)分電源部分：用變壓器把交流電220V轉(zhuǎn)為交流電9V（不能小于或者等于交流電5伏，因?yàn)槿朔€(wěn)壓管7805的輸入端輸出端電波壓差為2.5V），交流9V經(jīng)過整流橋D1后得到平均值為8.1V單方向全波脈動電壓，其中停含有較大的汶波，為了得到平滑的電壓，在其后面加濾波電容濾除交流成分。滌綸電容104可用來抵

5、消輸入端的電感效應(yīng)，還可以消除電源的高頻干擾。一般取值是0.1-1uF。波動較大8.1V電壓經(jīng)7805的1腳輸入，輸出端輸出穩(wěn)定的5V，最后還要用電解電容10uF和滌綸電容104再次濾波，使電壓更穩(wěn)定，以供單片機(jī)和其他元器件需要。按鍵部分：8個(gè)按鍵分別是電梯外三個(gè)鍵代表想電梯來到的每一層樓，電梯內(nèi)三個(gè)鍵代表想要去的三層樓，一個(gè)關(guān)門鍵和一個(gè)開門鍵。它們一邊直接接地，另一邊直接接STC的P1和P3口，這樣就可以用高低電平去判斷，然后執(zhí)行對應(yīng)鍵的操作函數(shù)。顯示部分：用一個(gè)四位的共陽數(shù)碼管，再用四個(gè)9015（PNP）三極管去控制顯示。這樣就不會占用四個(gè)I/O而浪費(fèi)資源。當(dāng)然數(shù)碼管還要加上100的限流電

6、阻。再備用一個(gè)LED燈。電機(jī)部分：用P20和P21輸出高低之間去驅(qū)動8550組成的對稱電路，從而控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。晶振部分：用12M和30pF的滌綸電容使單片機(jī)STC89C51起振，從而為單片機(jī)STC89C51提供頻率信號。最小系統(tǒng)：用一個(gè)按鍵、200和利用電容（電解電容22uF）充放電原理去使STC89C51重新上電復(fù)位。四、 軟件部分1. 程序流程圖五、 調(diào)試和驗(yàn)證首先布局好電路的擺布，如何讓人一目了然，如何好看。跟著把電路焊接完畢。 先不要急著把單片機(jī)插上去整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試，而是先測試電源部分5V正常與否。當(dāng)我測試到5V波動很大或者直接沒有時(shí)，發(fā)現(xiàn)三端穩(wěn)壓管7805之后的那個(gè)滌綸電容10

7、4已經(jīng)擊穿了，換了一個(gè)之后電源穩(wěn)定正常了。 然后在仿真軟件Proteus上對照自己設(shè)計(jì)的電路畫了個(gè)電路圖，因?yàn)樯厦鏇]有9015三極管只有通用的PNP三極管只好用這個(gè)來替補(bǔ)。當(dāng)我在Keil C51上隨便編了一個(gè)顯示5678的函數(shù)把它灌入仿真軟件上調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管四位都是顯示8。然后我再倒頭看看程序是否錯(cuò)誤，感覺真的沒錯(cuò)啊。又用另外的方式編寫了顯示1234的程序，它還是一樣顯示4444。我就在Keil 上一步一步地調(diào)試程序，真的感覺沒有錯(cuò)，當(dāng)時(shí)一時(shí)懵了。最后我就做了決定，直接把把程序燒進(jìn)上，插上到電路板上，那顯示竟然與自己編寫的完全一致喔。那時(shí)一片黑云散了，心情很好。 后來覺得調(diào)試不方便，不可能

8、每次都要把程序燒進(jìn)單片機(jī)上在電路板上調(diào)試。我就仿真軟件上把那個(gè)通用三極管換成反相放大器，這樣調(diào)試就好了。六、心得每一次努力都總會有或多或少的收獲，所以當(dāng)我們做每一件事時(shí)都要全力以赴，否則就不要去做。這對我們以后工作乃至生活形成一個(gè)良好的習(xí)慣和心態(tài)。結(jié)論謝辭在、 首先感謝各位老師三年來的教導(dǎo)。俗話說入靠師傅，修行在個(gè)人。剛接觸這個(gè)專業(yè)時(shí)，還不清楚學(xué)什么，能學(xué)到什么，而現(xiàn)在雖說七、參考文獻(xiàn) 譚浩強(qiáng)編著.C語言程序設(shè)計(jì)胡宴如、耿蘇燕編著.模擬電子技術(shù) 劉守義、楊宏麗、王靜霞編著.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 鄭鵬思、林遠(yuǎn)長、董前程、矯津毅編著.Protel99 SE附錄A模擬電梯程序#include<reg

9、51.h>sbit key3=P11;sbit key2=P10;sbit key1=P12;sbit key4=P13;sbit key5=P14;sbit key6=P37;sbit key7=P36; /關(guān)門升降sbit key8=P35; /開門延時(shí)鍵sbit P24=P24;sbit P25=P25;sbit P26=P26;sbit P27=P27;sbit zhengzhuan=P20; /電動機(jī)正轉(zhuǎn)sbit fanzhuan=P21; /電動機(jī)反轉(zhuǎn)unsigned int i,j;unsigned char sanlou=0;unsigned charerlou=0;bi

10、t biaozhi=0;unsigned charyilou=0;unsigned char qusanlou=0;unsigned char querlou=0;unsigned char quyilou=0; unsigned char code tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/-延時(shí)1ms函數(shù)-void delay(unsigned int t) for(i=0;i<t;i+) for(j=0;j<121;j+) ; /-外按三樓函數(shù)-void display3(void) if(qusanlou=

11、1) for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) ; if(P26=0)/如果現(xiàn)在在一樓則顯示從一樓到三樓函數(shù) P2=0xb0; P0=tab1; for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key2=0) /判讀外二樓有沒有人按下 delay(10); while(key2=0); erlou=1; if(key8=0&&qusanlou=1);/同時(shí)要是之前的內(nèi)三樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(k

12、ey7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) zhengzhuan=1; fanzhuan=0; /電機(jī)正轉(zhuǎn) delay(1000); delay(1000); delay(1000); delay(1000);/上一層樓的時(shí)間 P2=0xd0; P0=tab2; for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&qusanlou=1); /同時(shí)要是內(nèi)三樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); delay(1000); /如果再次開門就

13、延時(shí)1s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) if(erlou=1) delay(1000); /在二樓停留多1s當(dāng)模擬有人進(jìn)出 zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止 zhengzhuan=1; fanzhuan=0; /電機(jī)正轉(zhuǎn) delay(1000); delay(1000); delay(1000); delay(1000);/上一層樓的時(shí)間 P2=0xe0; P0=tab3; for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&a

14、mp;&qusanlou=1); /同時(shí)要是內(nèi)三樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) if(P25=0) P2=0xd0; P0=tab2; zhengzhuan=1; fanzhuan=0; /電機(jī)正轉(zhuǎn) delay(1000); delay(1000); delay(1000); delay(1000); P2=0xe0; P0=tab3; if(P24=0)/如果現(xiàn)在還是顯示3樓 P2=

15、0xe0; P0=tab3; sanlou=0; erlou=0; qusanlou=0; zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止/-外按二樓函數(shù)，不過最后還是到先三樓去-void display2(void) if(querlou=1) for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) ; if(P26=0) /如果現(xiàn)在在一樓則顯示從一樓到二樓再到三樓函數(shù) P2=0xb0; P0=tab1; for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&querlou=1);

16、 /同時(shí)要是內(nèi)二樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) zhengzhuan=1; fanzhuan=0; /電機(jī)正轉(zhuǎn) delay(1000); delay(1000); delay(1000); delay(1000); /上一層樓的時(shí)間 P2=0xd0; P0=tab2; for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&qu

17、erlou=1); /同時(shí)要是內(nèi)二樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止 delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止 delay(1000); delay(1000); delay(1000);/在二樓停留多1s當(dāng)模擬有人進(jìn)出 zhengzhuan=1; fanzhuan=0; /電機(jī)正轉(zhuǎn) delay(1000); d

18、elay(1000); delay(1000); delay(1000);/上一層樓的時(shí)間 P2=0xe0; P0=tab3; for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&querlou=1); /同時(shí)要是內(nèi)二樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) erlou=0; biaozhi=biaozhi;/為了不讓在顯示完上升函數(shù)

19、時(shí)再去顯示下降函數(shù) /- / 如果現(xiàn)在是在三樓的話 /- if(P24=0&&biaozhi=0) /如果現(xiàn)在在三樓的話則從三樓到二樓再到一樓 P2=0xe0; P0=tab3; for(i=0;i<200;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&querlou=1); /同時(shí)要是內(nèi)二樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) zhen

20、gzhuan=0; fanzhuan=1; /電機(jī)反轉(zhuǎn) delay(1000); delay(1000); delay(1000); delay(1000);/上一層樓的時(shí)間 P2=0xd0; P0=tab2; for(i=0;i<200;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&querlou=1); /同時(shí)要是內(nèi)二樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止 delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(key7=0) delay(10);

21、while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止 delay(1000); /在二樓停留多2S當(dāng)模擬有人進(jìn)出 zhengzhuan=0; fanzhuan=1; /電機(jī)反轉(zhuǎn) delay(1000); delay(1000); delay(1000); delay(1000);/上一層樓的時(shí)間 P2=0xb0; P0=tab1; for(i=0;i<200;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&querlou=1); /同時(shí)要是內(nèi)二樓鍵按下才有效 dela

22、y(10); while(key8=0); delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) erlou=0; biaozhi=0; querlou=0; zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止/-外按一樓函數(shù)-void display1(void) if(quyilou=1) for(i=0;i<500;i+) for(j=0;j<121;j+) ; if(P24=0) /如果現(xiàn)在在三樓則顯示從三樓到一樓函數(shù) P2=0xe0; P0=tab

23、3; for(i=0;i<200;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key2=0)/判讀外二樓有沒有人按下 delay(10); while(key2=0); erlou=1; if(key8=0&&quyilou=1); /同時(shí)要是內(nèi)一樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); delay(1000); /如果再次開門就延時(shí)1s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) zhengzhuan=0; fanzhuan=1; /電機(jī)反轉(zhuǎn) delay(100

24、0); delay(1000); delay(1000); delay(1000);/上一層樓的時(shí)間 P2=0xd0; P0=tab2; for(i=0;i<200;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&quyilou=1); /同時(shí)要是內(nèi)一樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止 delay(2000); /如果再次開門就延時(shí)2s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i=200;/把i變成200跳出延時(shí)函數(shù) i

25、f(erlou=1) zhengzhuan=0; fanzhuan=0; /電機(jī)停止 delay(1000); /在二樓停留多1s當(dāng)模擬有人進(jìn)出 zhengzhuan=0; fanzhuan=1; /電機(jī)反轉(zhuǎn) delay(1000); delay(1000); delay(1000); delay(1000);/上一層樓的時(shí)間 P2=0xb0; P0=tab1; for(i=0;i<200;i+) for(j=0;j<121;j+) if(key8=0&&quyilou=1); /同時(shí)要是內(nèi)一樓鍵按下才有效 delay(10); while(key8=0); delay(2000); /如果再次開門就延時(shí)2s if(key7=0) delay(10); while(key7=0); i