基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

PAGE本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本文主要介紹了基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)，在本次設(shè)計(jì)中我們模擬了三層樓層的電梯的運(yùn)行以及其中相應(yīng)的邏輯關(guān)系。在沒(méi)有使用到真正的電梯箱和電機(jī)的情況下，我們使用LED指示燈以及電梯內(nèi)部和電梯外部各個(gè)樓層的按鍵來(lái)模擬電梯接收到按鍵信號(hào)后的運(yùn)行情況。電梯控制系統(tǒng)的硬件部分主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、LED顯示模塊、按鍵中斷請(qǐng)求模塊等3部分組成。該系統(tǒng)采用單片機(jī)（89C52）作為控制核心，根據(jù)各樓層按鍵檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制電梯并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。軟件部分使用C語(yǔ)言編程，程序部分由主程序、判斷電梯運(yùn)行方向子程序、電梯運(yùn)行子程序和到達(dá)目的地操作子程序等4部分組成。硬件電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，結(jié)合軟件，基本實(shí)現(xiàn)了三層樓層的電梯運(yùn)行的模擬。關(guān)鍵詞:89C52電梯控制系統(tǒng)C語(yǔ)言DesignofElevatorControlSystemBasedonMCUZhanDongzhe(CollegeofEngineering,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)Abstract:ThistextprimarilyintroducedElevatorcontrolsystemthatbasedonMCU(microcontrolunit),thedesignwesimulatetheoperationoftheelevatorofthethreefloorsandthecorrespondinglogicalrelationship.withoutusingtherealelevatorcarandmotor,wedescribestheelevatorcontrolsystembasedonsinglechip,weuseaLEDindicator,andbuttonsinsidetheelevatorandtheelevatorthevariousfloorsoftheexternalbuttontosimulatetheelevatortorunafterthekeysignalisreceived.Thehardwareportionoftheelevatorcontrolsystemmainlybythesmallestsingle-chipsystemmodule,LEDdisplaymodule,keyinterruptrequestmodule.Thesystemusesamicrocontroller(89C52)asthecontrol,tocontroltheelevatorandtheappropriateactioninaccordancewiththekeytestresultsofeachfloor.SomeuseofClanguagesoftwareprogramming,partoftheprogrambythemainprogramtodeterminetheelevatorrunningdirectionofthesubroutine,elevatoroperationsubroutineandreachthedestinationoperationsubroutineparts.Thedesignofthehardwarecircuitissimpleandreliable,combinedwithsoftware,thebasicrealizationofthethree-floorelevatorrunningsimulation.Keywords:89C52elevatorcontrolsystemClanguage目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1緒論 12方案論證以及系統(tǒng)功能介紹 22.1方案選擇 22.2設(shè)計(jì)要求 32.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 32.4STC89C52單片機(jī) 33硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 43.1硬件電路設(shè)計(jì)的主要思路 43.2復(fù)位電路 53.3晶振電路 63.4LED指示燈電路 63.5按鍵中斷電路 74軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 84.1程序的設(shè)計(jì)思路 84.2主程序流程圖 94.3判斷方向流程圖 104.4電梯運(yùn)行流程圖 104.5梯到達(dá)目的地操作流程圖 114.6中斷處理程序框圖 125結(jié)論心得 14參考文獻(xiàn) 15附錄A 16附錄B 17致謝 29華南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表PAGE291緒論電梯進(jìn)入人們的生活已經(jīng)150年了。一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，翻天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升人類生活質(zhì)量的承諾。1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國(guó)人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺(tái)上，命令助手將平臺(tái)拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號(hào)，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒(méi)有墜毀，而是牢牢地固定在半空中——奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?！耙磺邪踩?，先生們?！闭驹谏堤萜脚_(tái)上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰(shuí)也不會(huì)想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150年來(lái)，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新——手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國(guó)奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)?！豢羁罴{了人類在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競(jìng)相問(wèn)世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。中國(guó)最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國(guó)奧的斯公司于1901年安裝的。1932年由美國(guó)奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運(yùn)轉(zhuǎn)著。1951年，黨中央提出要在天安門安裝一臺(tái)由我國(guó)自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任，四個(gè)月后不辱使命，順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會(huì)后，沐浴著改革開放的春風(fēng)，我國(guó)電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。如今，在我國(guó)任何一個(gè)城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來(lái)了便利，也為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。電梯是高層建筑中安全、可靠、垂直上下的運(yùn)載工具，對(duì)改善勞動(dòng)條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度起到很大的作用。電梯的應(yīng)用范圍很廣，可用于賓館、飯店、辦公大樓、商場(chǎng)、娛樂(lè)場(chǎng)所、倉(cāng)庫(kù)以及居民住宅大樓等。在現(xiàn)代社會(huì)中，電梯已成為人類必不可少的垂直運(yùn)輸交通工具。1889年，美國(guó)奧梯斯升降機(jī)公司推出了世界第一部以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)，同年在紐約市的馬累特大廈安裝成功，標(biāo)志著電梯的誕生。

1915年已設(shè)計(jì)成功電梯自動(dòng)平層控制系統(tǒng)。

1933年美國(guó)制造出6m/s的高速電梯。

1949年研制出4-6臺(tái)電梯群控系統(tǒng)。

1955年出現(xiàn)真空電子管小型計(jì)算機(jī)控制電梯。1962年在美國(guó)已出現(xiàn)8.5m/s的超高速電梯。

1967年將固體晶閘管用于電梯拖動(dòng)系統(tǒng)。電梯使用的驅(qū)動(dòng)由最初的直流電機(jī)到單速交流感應(yīng)電機(jī)，后來(lái)的交流雙速電機(jī)的發(fā)明，才基本滿足了電梯的運(yùn)行要求。

1976年將微處理器應(yīng)用于電梯。

1977年日本三菱電機(jī)開發(fā)出10m/s的超高速電梯。至此，電梯的控制技術(shù)已有了很大的發(fā)展。目前電梯控制系統(tǒng)大多采用繼電器或者可編程控制器（PLC）的控制方式，存在著成本高，需要三相供電等缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)給出了一種基于STC89C52單片機(jī)的電梯模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以該單片機(jī)為核心，再輔以適當(dāng)?shù)挠布娐泛涂刂瞥绦騺?lái)檢測(cè)和控制整個(gè)電梯系統(tǒng)的運(yùn)行，該系統(tǒng)具有成本低、通用性強(qiáng)、靈活性大、擴(kuò)展容易及易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)注重基本理論知識(shí)與實(shí)際情況的緊密結(jié)合，同時(shí)對(duì)學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)新和分析問(wèn)題的能力進(jìn)行培養(yǎng)，加深對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2方案論證以及系統(tǒng)功能介紹2.1方案選擇方案一：采用可編程控制器（PLC）作為主要器件來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)、內(nèi)外按鍵的響應(yīng)、按鍵后的電路顯示等等。使用PLC編程較簡(jiǎn)單，電路也不復(fù)雜，但是此方案的各個(gè)模塊的費(fèi)用都比較高，硬件設(shè)計(jì)不靈活，故不采用本方案。方案二：采用一個(gè)MCU單片機(jī)控制所有的按鍵、LED顯示、限位開關(guān)的輸出信號(hào)等等，并對(duì)以上所有信號(hào)進(jìn)行處理，作出相應(yīng)的相應(yīng)。單片機(jī)技術(shù)目前較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，結(jié)合軟件完全可以實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀況的簡(jiǎn)單模擬。故采用本方案。系統(tǒng)框圖如1所示。2.2設(shè)計(jì)要求(1)電梯至少要有三層，且電梯外部要有向上向下的按鍵，電梯內(nèi)部要有每個(gè)樓層的按鍵和開門關(guān)門的按鍵。電梯內(nèi)外都要有相應(yīng)的指示LED。(2)每一層設(shè)有限位開關(guān)，結(jié)合限位開關(guān)，對(duì)電梯的運(yùn)行進(jìn)行控制。(3)程序初始默認(rèn)電梯在一樓，當(dāng)樓層內(nèi)外都沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，電梯保持不動(dòng)。2.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，樓層電梯呼叫按鍵就是樓層外面的上行、下行按鍵，有需求時(shí)即可按下。電梯內(nèi)呼叫按鍵就是電梯內(nèi)部的數(shù)字按鍵，它是內(nèi)部按鍵需求的輸入，限位開關(guān)就每一樓層的位置信號(hào)。單片機(jī)就是整個(gè)系統(tǒng)的核心，接收輸入信息，經(jīng)過(guò)處理后輸出信息；樓層顯示LED就是接收單片機(jī)處理的信息，顯示此時(shí)的樓層數(shù)。模擬電梯運(yùn)行指示燈就是接收單片機(jī)處理的信息，模擬電梯的工作狀態(tài)：上升、下降、停止。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.4STC89C52單片機(jī)本設(shè)計(jì)采用的是STC89C52單片機(jī)，STC89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS的8位單片機(jī)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的STC89C52單片機(jī)可以為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。其主要功能特性如下所示（馮濤等，2009）：(1)與MCS-51指令和引腳完全兼容；(2)8K字節(jié)可重復(fù)檫寫Flash閃爍存儲(chǔ)器；(3)壽命：1000次檫寫周期；(4)三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；(5)全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz；(6)256×8字節(jié)內(nèi)部RAM；(7)32個(gè)可編程I/O口線；(8)三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；(9)8個(gè)中斷源；(10)可編程串行UART通道；(11)低功耗空閑和掉電模式。圖2STC89C52單片機(jī)外形及引腳排列圖3硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1硬件電路設(shè)計(jì)的主要思路電梯最底層為1樓，因此在1樓僅有上升按鍵，而電梯最高層為3樓，因此3樓應(yīng)僅有下降按鍵。2樓則應(yīng)既有上升按鍵，也有下降按鍵。在電梯內(nèi)部按鍵設(shè)置方面，則應(yīng)有1～3樓的各層選擇按鍵，還要有開門和關(guān)門的按鍵。除了這些按鍵以外還要有三個(gè)限位開關(guān)分別模擬電梯到達(dá)每一層的觸發(fā)信號(hào)。按鍵的一端接VCC，另一端連至單片機(jī)引腳。這里，由于按鍵數(shù)量很多，又要求電梯控制系統(tǒng)能以最快速度響應(yīng)按鍵的需求，因此，所有按鍵通過(guò)連接到門電路，進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)換再送到單片機(jī)的端。無(wú)論哪一個(gè)按鍵有動(dòng)作，低電平信號(hào)就會(huì)送到端，從而引發(fā)外部中斷，外部中斷0服務(wù)子程序運(yùn)行。由于此次有十二個(gè)按鍵，所以使用一個(gè)雙五輸入或非門和一個(gè)雙四輸入與非門來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于電梯的樓層只有三層，而且單片機(jī)的端口也不是很夠，所以本次設(shè)計(jì)沒(méi)有使用七段數(shù)碼管來(lái)進(jìn)行樓層顯示，而是直接使用三個(gè)LED用來(lái)代表電梯外部的三個(gè)樓層。此外，電梯內(nèi)外部的按鍵都有相應(yīng)的指示燈，還有電梯運(yùn)行狀態(tài)指示燈，開門與關(guān)門的指示燈。所有LED指示燈的正極都接單片機(jī)IO口，負(fù)極經(jīng)由限流電阻接地，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，程序會(huì)置1對(duì)應(yīng)的IO口，使指示燈亮起。3.2復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，程序給單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可以使單片機(jī)復(fù)位（夏明娜等，2011）。STC89C52的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用兩種復(fù)位方式，即上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種方式，手動(dòng)復(fù)位又有電平方式和脈沖方式兩種。本次設(shè)計(jì)采用了上電復(fù)位作為單片機(jī)的復(fù)位方式。如圖3所示，通過(guò)RST端經(jīng)由電阻與地，電容與電源VCC接通而實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)上電時(shí)，RST端為高電平復(fù)位。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用12MHz時(shí)，C1取22uF，R1取10KΩ時(shí)，電容C1充放電時(shí)間τ=R1*C1=0.2s>2us（2個(gè)機(jī)器周期）。復(fù)位電路如圖3所示。圖3復(fù)位電路圖3.3晶振電路單片機(jī)的晶振電路由時(shí)鐘電蕩電路和分頻電路兩部分電路組成。其中，振蕩電路是由反相器以及并聯(lián)外接的石英晶體和電容所構(gòu)成，用于產(chǎn)生振蕩脈沖信號(hào)。而分頻電路則是用于把振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖信號(hào)分頻，以得到所需要的時(shí)鐘信號(hào)（李廣弟等，2007）。AT89C52單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍接一拍地工作，因此時(shí)鐘頻率直接影響了單片機(jī)的運(yùn)行速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（周堅(jiān)，2006）。STC89C52單片機(jī)電路中的電容C1和C2典型值通常選擇為30pF。晶振的頻率越高則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也越快。但是反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度越快對(duì)內(nèi)存的速度要求也就越高，對(duì)印刷電路板的工藝要求也越高，即要求產(chǎn)生的寄生電容要小，晶振和電容應(yīng)盡可能的安裝得與單片機(jī)的芯片引腳靠近，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作。基于以上本設(shè)計(jì)我們考慮選擇頻率為12MHz的晶振，當(dāng)振蕩脈沖頻率為12MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為1us。晶振電路如圖4所示。圖4晶振電路圖LED指示燈電路LED指示燈電路全部采用藍(lán)色的LED燈作為電梯的指示燈。采用LED作為電梯控制系統(tǒng)的指示燈主要是因?yàn)槠涔男。瑔纹瑱C(jī)的IO口足以驅(qū)動(dòng)，LED1～LED3為電梯停留所在樓層指示燈，LED4～LED7為各樓層外部請(qǐng)求指示燈，LED8～LED10為電梯內(nèi)部樓層請(qǐng)求指示燈，LED11～LED12為電梯運(yùn)行狀態(tài)指示燈，LED13電梯開關(guān)門指示燈。指示燈一端通過(guò)限流電阻接地，另一端接單片機(jī)IO引腳。當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，該按鍵所對(duì)應(yīng)的指示燈應(yīng)當(dāng)同步亮起。此外，電梯運(yùn)行指示燈和開關(guān)門指示燈應(yīng)當(dāng)能夠正確的亮滅。電路圖如圖5所示。圖5LED指示燈電路圖3.5按鍵中斷電路單片機(jī)的各中斷的優(yōu)先級(jí)（由高到低排列）：外部0中斷、定時(shí)器T0中斷、外部1中斷、定時(shí)器T1中斷、串行發(fā)送中斷、串行接收中斷、定時(shí)器T2中斷（王宜懷，2002）。按鍵中斷電路如下圖6所示。圖中74LS21為雙4輸入與非門芯片，74LS260為雙5輸入或非門芯片，單片機(jī)的外部中斷引腳與74LS21芯片的輸出端相接，按鍵信號(hào)通過(guò)74LS260芯片進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)換，然后將邏輯轉(zhuǎn)換后的輸出信號(hào)與74LS21芯片相連，通過(guò)這樣邏輯的轉(zhuǎn)換，可以使得十二個(gè)按鍵當(dāng)中的任意一個(gè)按鍵按下時(shí)，就會(huì)觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷0。當(dāng)單片機(jī)接通電源后，外部中斷0對(duì)應(yīng)IO引腳此時(shí)為高電平，當(dāng)任一按鍵按下后，通過(guò)相應(yīng)的邏輯轉(zhuǎn)換，使得74LS21輸出為低電平，令外部中斷0的引腳變?yōu)榈碗娖健４藭r(shí)引腳的高電平變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生了一個(gè)電壓的下降沿，觸發(fā)外部中斷。此時(shí)外部中斷0立即響應(yīng)，單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入中斷控制子程序系統(tǒng)，在中斷服務(wù)子程序中做出相應(yīng)的執(zhí)行指令。按鍵的另一端同時(shí)與單片機(jī)的IO引腳相連，其中，S1～S3為電梯內(nèi)部的按鈕請(qǐng)求按鍵，S4～S7為每層樓外部的請(qǐng)求按鈕，S8～S9為電梯內(nèi)部開關(guān)門請(qǐng)求按鍵，S10～S12為電梯到達(dá)樓層指示按鍵。這些按鈕一端與電源相接，一端又與單片機(jī)和門74LS21和74LS260相接，當(dāng)按鍵按下時(shí)會(huì)使按鍵對(duì)應(yīng)的IO引腳變?yōu)楦唠娖?，通過(guò)重點(diǎn)子程序就可以檢測(cè)出到底是哪個(gè)按鍵。圖6按鍵中斷電路圖4軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1程序的設(shè)計(jì)思路首先，必須得合理考慮按鍵的響應(yīng)問(wèn)題。一段時(shí)間內(nèi)可能有多個(gè)不同的按鍵有動(dòng)作，程序必須記錄每一個(gè)按鍵的動(dòng)作，并根據(jù)電梯本身所處的樓層情況與按鍵樓層之間的位置關(guān)系，合理判斷電梯應(yīng)當(dāng)做出上升或下降的響應(yīng)動(dòng)作，再結(jié)合限位開關(guān)，使電梯能夠準(zhǔn)確的在目標(biāo)樓層停留。其次，電梯到達(dá)某樓層后，如果沒(méi)有后續(xù)的按鍵動(dòng)作，也就是當(dāng)電梯外部的人進(jìn)入電梯內(nèi)部之后沒(méi)有按下按鈕，且電梯其他樓層也沒(méi)有按鍵動(dòng)作時(shí)，經(jīng)過(guò)開關(guān)門程序之后電梯保持在該樓層不動(dòng)，直到有新的請(qǐng)求。然后，需要注意幾種情況：當(dāng)電梯在下層，高層樓層有按鍵按下時(shí)，電梯上行，該層以下樓層如果有向下的請(qǐng)求時(shí)，電梯會(huì)開門，但是請(qǐng)求不會(huì)被忽略，等到電梯處理完高層的請(qǐng)求開始下行，到達(dá)該樓層的時(shí)候再執(zhí)行相應(yīng)的請(qǐng)求。同樣的，如果電梯在高層，低層樓層有請(qǐng)求指示，該層以上的樓層如果有向上的請(qǐng)求時(shí)，電梯經(jīng)過(guò)此樓層也是不會(huì)開門的，要等到電梯處理完低層請(qǐng)求，上行經(jīng)過(guò)此樓層的時(shí)候才會(huì)處理相應(yīng)請(qǐng)求。另外，當(dāng)電梯上升或者下降時(shí)，相應(yīng)的狀態(tài)指示燈應(yīng)及時(shí)同步點(diǎn)亮，到達(dá)目標(biāo)樓層后樓層的請(qǐng)求指示燈也要同時(shí)熄滅。4.2主程序流程圖主程序首先對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化，使得相應(yīng)的IO口以及中斷寄存器置位，以滿足接下來(lái)的操作。系統(tǒng)開始運(yùn)行的時(shí)候電梯默認(rèn)停留在1樓，此時(shí)樓層所在指示燈應(yīng)該指示電梯停留在一樓。然后，主程序會(huì)進(jìn)入循環(huán)檢測(cè)有沒(méi)有按鍵按下，一旦有按鍵按下，外部中斷會(huì)觸發(fā)，程序進(jìn)入中斷子程序，然后置位相應(yīng)的標(biāo)志量，主程序會(huì)檢測(cè)出按鍵對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位是否置位來(lái)判斷哪個(gè)樓層有按鍵請(qǐng)求，然后主程序會(huì)依次調(diào)用判斷電梯運(yùn)行方向子程序、電梯運(yùn)行子程序和到達(dá)目的樓層操作子程序來(lái)對(duì)按鍵請(qǐng)求進(jìn)行處理并讓電梯做出相應(yīng)的執(zhí)行，程序框圖如圖7所示。圖7主流程圖4.3判斷方向流程圖當(dāng)有請(qǐng)求按鍵按下時(shí)，主程序首先調(diào)用會(huì)判斷方向子程序。該子程序首先判斷中斷子程序中哪個(gè)標(biāo)志量被置位來(lái)確定電梯所要到達(dá)的的目標(biāo)樓層，然后通過(guò)對(duì)比電梯停留的當(dāng)前樓層與目標(biāo)樓層之間的上下關(guān)系，確定電梯將要上升還是下降。然后電梯做出相應(yīng)的模擬上升或者下降。當(dāng)請(qǐng)求樓層就是電梯所在樓層的時(shí)候，此時(shí)，電梯不用移動(dòng)，判斷方向電梯運(yùn)行方向子程序?qū)⑼ㄖ鞒绦蛞训竭_(dá)目標(biāo)樓層，主程序?qū)⑻^(guò)電梯運(yùn)行子程序直接調(diào)用到達(dá)目的樓層子程序。程序框圖如圖8所示。圖8判斷方向流程圖4.4電梯運(yùn)行流程圖經(jīng)過(guò)判斷方向的子程序之后，主程序就會(huì)調(diào)用電梯運(yùn)行子程序。該程序首先判斷電梯是否運(yùn)行，如果沒(méi)運(yùn)行，即沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，立即返回主程序。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，即電梯是運(yùn)行的，那么當(dāng)電梯到達(dá)下一層時(shí)，樓層指示信號(hào)會(huì)跳到下一層。然后，子程序會(huì)判斷電梯是否到達(dá)目標(biāo)樓層，如果沒(méi)達(dá)到目標(biāo)樓層，則電梯繼續(xù)運(yùn)行，如果已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)樓層，那么執(zhí)行結(jié)束，返回主程序。當(dāng)有多個(gè)請(qǐng)求同時(shí)發(fā)生的時(shí)候，根據(jù)電梯的運(yùn)行狀況，判斷哪些請(qǐng)求先執(zhí)行，哪些之后再執(zhí)行。執(zhí)行哪個(gè)請(qǐng)求應(yīng)該與真實(shí)的電梯的邏輯順序一致。程序框圖如圖9所示。圖9電梯運(yùn)行流程圖4.5梯到達(dá)目的地操作流程圖如果電梯到達(dá)了目的地，這個(gè)時(shí)候主程序就會(huì)調(diào)用到達(dá)目的操作子程序。當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)樓層時(shí)，相應(yīng)的請(qǐng)求指示燈會(huì)熄滅，然后電梯門打開，持續(xù)大概8s。如果在這8s之內(nèi)人員還沒(méi)上齊，那么可以按下開門的按鍵，此時(shí)電梯會(huì)從按鍵按下的那一時(shí)刻開始重新計(jì)時(shí)，重復(fù)按下看門按鈕可以多次延遲關(guān)門的時(shí)間。如果在8s之內(nèi)人已經(jīng)上齊了，那么為了減少等待時(shí)間可以按下關(guān)門的按鍵，電梯門就會(huì)提前關(guān)閉。當(dāng)電梯門關(guān)閉時(shí)，子程序處理結(jié)束，返回主程序。程序框圖如圖10所示。圖10電梯到達(dá)目的地操作流程圖4.6中斷處理程序框圖當(dāng)外部有按鍵按下的時(shí)候，此時(shí)，單片機(jī)的外部中斷0被觸發(fā)，程序進(jìn)入中斷如理子程序中執(zhí)行。在中斷處理子程序中，依次判斷每一個(gè)按鍵是否按下，如果檢測(cè)到某個(gè)按鍵按下，則置位相應(yīng)的標(biāo)志量，然后返回主函數(shù)處理。每次中斷只處理一個(gè)請(qǐng)求，由于按鍵幾乎不可能同時(shí)被按下，所以即使幾個(gè)按鍵請(qǐng)求相差很少的時(shí)間，單片機(jī)也會(huì)通過(guò)調(diào)用多次中斷子程序分別處理每次請(qǐng)求，所以不會(huì)漏掉每個(gè)按鍵請(qǐng)求。程序框圖如圖11所示。圖11中斷處理流程圖5結(jié)論心得本文主要介紹了基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)，在本次設(shè)計(jì)中模擬了三層樓層的電梯的運(yùn)行以及其中相應(yīng)的邏輯關(guān)系。在沒(méi)有使用到真正的電梯箱和電機(jī)的情況下，使用LED指示燈以及電梯內(nèi)部和電梯外部各個(gè)樓層的按鍵來(lái)模擬電梯接收到按鍵信號(hào)后的運(yùn)行情況。電梯控制系統(tǒng)的硬件部分主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、LED顯示模塊、按鍵中斷請(qǐng)求模塊等3部分組成。該系統(tǒng)采用單片機(jī)（89C52）作為控制核心，根據(jù)各樓層按鍵檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制電梯并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。軟件部分使用C語(yǔ)言編程，程序部分由主程序、判斷電梯運(yùn)行方向子程序、電梯運(yùn)行子程序和到達(dá)目的地操作子程序等4部分組成。硬件電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，結(jié)合軟件，基本實(shí)現(xiàn)了三層樓層的電梯運(yùn)行的模擬。此次設(shè)計(jì)不僅僅是一個(gè)硬件電路設(shè)計(jì)和程序編寫的過(guò)程，更重要的是實(shí)際問(wèn)題的分析和設(shè)計(jì)階段的努力。在軟硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中遇到了許多意想不到的問(wèn)題。硬件方面最大的問(wèn)題就是在設(shè)計(jì)按鍵中斷的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，此次設(shè)計(jì)共有十二個(gè)按鍵需要通過(guò)門電路傳給中斷，然而找不到相應(yīng)的芯片，所以最后使用了幾個(gè)門電路的邏輯疊加最后解決了問(wèn)題。軟件方面最大的問(wèn)題就是邏輯的問(wèn)題，有時(shí)候想法不夠細(xì)膩和仔細(xì)使得在進(jìn)行模擬的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)邏輯上的錯(cuò)誤，然而通過(guò)不斷的嘗試和實(shí)驗(yàn)最后發(fā)現(xiàn)了漏洞并且解決了問(wèn)題。此時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)，充分利用單片機(jī)開發(fā)上的靈活、快速的特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能控制的設(shè)計(jì)。通過(guò)本次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到作為科技人員，重要的是思維縝密，知識(shí)經(jīng)驗(yàn)積累深厚，堅(jiān)強(qiáng)的意志，同時(shí)還要?jiǎng)?chuàng)新的精神，當(dāng)你覺(jué)得一種做法可能可以實(shí)現(xiàn)的時(shí)候就應(yīng)該勇于嘗試，遇到問(wèn)題的時(shí)候應(yīng)該多問(wèn)多想，不輕易放棄。在以后的工作和學(xué)習(xí)中，要勤奮踏實(shí)，善于思考，才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)中提升自我的實(shí)用價(jià)值。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，我在這里面學(xué)習(xí)到很多東西，受益匪淺。參考文獻(xiàn)馮濤，秦永左.單片機(jī)原理及運(yùn)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009年：32～33。李廣弟，朱月秀，冷祖祁.單片機(jī)基礎(chǔ)（第3版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版，2007年：57～61。王宜懷.單片機(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程[M].北京：北京希望電子出版社，2002年：101～104。夏明娜，高玉芝.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2011年：77～79。周堅(jiān)主.單片機(jī)輕松入門[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2006年：51～55。附錄A總電路圖附錄B程序列表#include<reg51.h>#defineMAXFLOOR3sbitBUTTON1=P1^2;sbitBUTTON2=P0^0;sbitBUTTON3=P1^1;sbitOPEN=P0^7;sbitCLOSE=P0^1;sbitLED3DOWN=P2^0;//三樓向下請(qǐng)求指示燈sbitLED2UP=P2^5;//二樓向上請(qǐng)求指示燈sbitLED2DOWN=P2^4;//二樓向下請(qǐng)求指示燈sbitLED1UP=P2^1;//一樓向上請(qǐng)求指示燈sbitFLOOR3DOWN=P0^2;sbitFLOOR2UP=P0^3;sbitFLOOR2DOWN=P0^4;sbitFLOOR1UP=P0^5;sbitFLOOR1=P0^6;sbitFLOOR2=P2^7;sbitFLOOR3=P2^6;sbitLED1=P3^6;sbitLED2=P3^7;sbitLED3=P1^7;sbitL1=P1^3;sbitL2=P1^4;sbitL3=P1^5;sbitLEDUP=P2^3;//向上向下指示燈sbitLEDDOWN=P2^2;sbitDOOR=P3^3;bitDIRECTION=1，STOP=0，BUTTONS=0，OPE，CLO;//估計(jì)是標(biāo)志位，電梯即將走向unsignedcharCURFLOOR=1;//電梯所在位置unsignedcharDESTFLOOR=1;//電梯要去的位置unsignedcharRUN=0;unsignedcharCALLFLOORUP[4]={0，0，0，0};//向上請(qǐng)求的數(shù)組unsignedcharCALLFLOORDOWN[4]={0，0，0，0};//向下請(qǐng)求的數(shù)組unsignedcharCALLFLOOR[4]={0，0，0，0};//內(nèi)部請(qǐng)求的數(shù)組unsignedcharLEDCODES[4]={0xc7，0x08，0x10，0x20};unsignedcharBUTTON[4]={0，0，0，0};voidSELECTNEXT();voidstep(bitDIRECTION);//步驟（方向）voidDELAY(unsignedintZ);//延時(shí)函數(shù)voidJUDGESIT();voidRUNNING();voidmain(void){ P0=0; P1=P1&0X06; P2=0; P3=0;; P1=(P1&LEDCODES[0])|LEDCODES[1];//數(shù)碼管 TH0=0x3C; TL0=0xB0; TMOD=0x01;ET0=1; EA=1; EX0=1; IT0=1; while(1) { if(!RUN&&!STOP) { SELECTNEXT(); step(DIRECTION); RUNNING(); } elseif(STOP) { if(CURFLOOR==3)LED3=0; DOOR=1; DELAY(2000); STOP=0; DOOR=0; } }}voidSELECTNEXT(){charn; if(CURFLOOR==MAXFLOOR) { DIRECTION=0; } elseif(CURFLOOR==1) { DIRECTION=1; }if(DIRECTION==0) { if(CALLFLOORDOWN[CURFLOOR]) { CALLFLOORDOWN[CURFLOOR]=0;STOP=1;return; } for(n=CURFLOOR-1;n>=1;n--) if(CALLFLOORDOWN[n]) { DESTFLOOR=n;return; } for(n=0;n<CURFLOOR;n++) if(CALLFLOORUP[n]) { DESTFLOOR=n;return; } DIRECTION=1; for(n=CURFLOOR+1;n<=MAXFLOOR;n++) if(CALLFLOORUP[n]) { DESTFLOOR=n;return; } for(n=MAXFLOOR;n>CURFLOOR;n--) if(CALLFLOORDOWN[n]) { DESTFLOOR=n;return; } } else { if(CALLFLOORUP[CURFLOOR])//|CALLFLOORDOWN[CURFLOOR] { // CALLFLOORDOWN[CURFLOOR]=0; CALLFLOORUP[CURFLOOR]=0;STOP=1; if(CURFLOOR)LED1UP=0; return; } for(n=CURFLOOR+1;n<=MAXFLOOR;n++) if(CALLFLOORUP[n]) { DESTFLOOR=n;return; } for(n=MAXFLOOR;n>CURFLOOR;n--) if(CALLFLOORDOWN[n]) { DESTFLOOR=n;return; } DIRECTION=0; for(n=CURFLOOR-1;n>=1;n--) if(CALLFLOORDOWN[n]) { DESTFLOOR=n;return; } for(n=1;n<=CURFLOOR;n++) if(CALLFLOORDOWN[n]) { DESTFLOOR=n;return; } }}voidstep(bitDIRECTION){ if(DESTFLOOR==CURFLOOR) return; elseif(!RUN) { RUN=1; DELAY(50); if(DIRECTION==1) { if(CURFLOOR==1) {LED1UP=0;} if(CURFLOOR==2) {LED2UP=0;} LEDUP=1;LEDDOWN=0; } else { if(CURFLOOR==2) {LED2DOWN=0;} if(CURFLOOR==3) {LED3DOWN=0;} LEDUP=0;LEDDOWN=1; } // RUNNING(); //timer1=0; //TR0=1; }}voidDELAY(unsignedintZ){ unsignedintX，Y; for(X=Z;X>0;X--) { for(Y=125;Y>0;Y--) { if(OPE==1) { OPE=0; X=X+1000; L1=1; } if(CLO==1) { CLO=0; L2=1; X; } } } }voidint0()interrupt0{ DELAY(2); if(FLOOR3DOWN==1) { CALLFLOORDOWN[3]=1; LED3DOWN=1; } elseif(FLOOR2DOWN==1) { CALLFLOORDOWN[2]=1; LED2DOWN=1; } elseif(FLOOR1UP==1) { CALLFLOORUP[1]=1; LED1UP=1; } elseif(FLOOR2UP==1) { CALLFLOORUP[2]=1; LED2UP=1; } elseif(FLOOR3==1) { 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基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單