基于PIC四层楼电梯自动控制系统的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 毕业设计说明书目录 第一章 引言 2 第二章 设计要求 2 第三章 设计方案 3 第四章 硬件设计 5 片机 5 楼层电梯间电路 9 梯间电路 12 制台电路 13 片机电路 16 路 17 第五章 软件设计 19 易控制方案 19 一步控制 方 案 22 制逻辑流程图 22 明 25 考程序 26 第六章 软硬件系统的调试 31 件调试 31 件调试 32 第七章 结束语 33 毕业设计总结 34 参考文献 36 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 电梯控制系统模型 摘 要 :本论文主要介绍的是电梯自动控制模型， 硬件部分 我们使用的是单片机及外围电路组成高度为四层楼的电梯控制系统。单片机采用 体振荡器选 60 容 阻 成上电复位和手动复位电路。 软件部分采用了两种控制方案 ,简易控制方案只是简单的电梯上升下降 ,在各楼层短暂停留。而进一步控制方案则考虑各楼层的信号请求 ，以完成各楼层的升降控制。该系统具有 工作稳定，操作简单等优点。 关键词 :电梯 , 共阴极数码管 ， 光二极管 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 of we CU of 0uF a 53, 51, on of is up a in on of to on to 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章 引言 据国外有关资料介绍 ,公元前 2800 年在古 代埃及 ,为了建筑当时的金字塔 ,曾使用过由人力驱动的升降机械。公元 1765 年瓦特发明了蒸汽机之后 ,1858 年美国研制出以蒸汽为动力 ,并通过皮带转动和蜗轮减速装置驱动的电梯。 1878年英国的阿姆斯特郎发明了水压梯。并随着水压梯的发展 ,淘汰了蒸汽梯。后来又出现了采用液压泵和控制阀以及直接柱塞式和侧柱塞式结构的液压梯 ,这种掖压梯至今仍为人们所采用。但是， 电梯得以兴盛发展的原因在于采用了电力作为动力来源 .。 在 20 世纪初 ,美国奥梯斯电梯公司首先使用直流电动机作为动力 ,生产出以槽轮式驱动的直流电梯 ,从而为今天的高速度 ,高 行程电梯的发展奠定了基础。 20世纪30 年代美国纽约市的 102 层摩天大楼建成 ,美国奥梯斯电梯公司为这座大楼制造和安装了 74台速度为 的电梯。 从此以后 ,电梯这个产品 ,一直在日新月异的发展着 不但规格品种多 ,自动化强 ,而且安全可靠 ,乘坐舒服 随着电子工业的发展 ,微处理机和电子计算机已成功的应用到电梯的电气控制系统中去 ,采用无触点元件的电梯电气控制系统已开始批量生产。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章 设计要求 采用 电梯内电路由 个发光二极管作为指示灯，电梯模型上电后，电梯的起始位置为一楼，等待控制台 码管显示“ 1”。当 键按下后，电梯开始向上运动，控制台的上升指示灯 2s 后到达二楼，数码管显示“ 2”并在二楼停留 5s，然后继续上升。每层楼停留 5s，直到四楼。在四楼停留 5s 后开始下降，控制台的指示灯 。每层楼停 5s，直到一楼。然后重复上述过程。如果在一个上下循环中按下过 电梯下降到一楼后停止工作。直到再次按下 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第三章 设计方案 电梯控 制系统由各层楼的电梯间电路、电梯内电路和控制台电路三部分组成。电梯在各楼层的定位本应采用行程开关，考虑到模型的操作性，采用延时控制。相邻楼层间升降设定为 2S。 1）各楼层的电梯间电路 二、三层的电路间均有“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。 2）电梯内部电路 目标楼层 1 4选择按键配又相应的指示灯。 3）控制台电路 （ 1）两个按键用于手动控制。控制电路的“开始运行”和“停止运行” （ 2）两个指示灯，分别指示电梯的升降情况。 （ 3）一 只数码管，用于显示电梯当前所在的楼层。 4）控制方案 （ 1）简单控制方案 （见图 1） 工作原理：控制台按下 后，通过 片机的控制使得电梯运行，该系统中电梯运行时不受各楼层的控制和影响 往复运动，只有在控制台按下 后，电梯降到一楼停止，等待控制台再次启动。该系统使用数码管显示当前楼层。 图 1 简易方案系统工作原理框图电梯降到一楼停止控制台启动电梯单片机译码器数码管显示电梯动作控制台停止电梯买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 （ 2）进一步控制方案 （见图 2） 工作原理：工作台启动电梯，单片机检测各楼层信号请求控制电梯运动，电梯动作完成后数码管显示所在楼层 ，同时单片机再次检测各楼层请求信号，使的电梯再次动作，直到控制台停止电梯，电梯降到一楼后停止，等待控制台再次启动电梯。 图 2 进一步控制系统工作原理框图电梯动作电梯降到一楼停止控制台停止电梯数码管显示译码器单片机各楼层请求信号控制台启动电梯买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第四章 硬件设计 片机 采用 位单片机，片内带有一个 4它采用了 术，而且其输出引脚和指令系统和 内的 时已具有三级程序存储器保密的性能。 在众多的 51 系列单片机中，要算 司的 实用，因为它不仅和 脚完全兼容，而且其片内的 4种下艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。所以说这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机的 程序还可以加密，这又很好地保护了所有者的劳动成果。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 管脚说明 电电压。 地。 位漏级开路双向 I/脚可吸收 8 时，被定义为高阻输入。 可以被定义为数据/地址的第八位。在 作为原码输入口，当 时 位双向 I/后，被内部上拉为高，可用作输入， 输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 位双向 I/出 4个 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 6位地址外部数据存储器进行存取时 ， 给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， 个带内部上拉电阻的双向 I/接收输出 4个 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平， 是由于上拉的缘故。 下表所示： 口管脚 备选 功能 行输入口） 行输出口） 部中断 0） 部中断 1） 0（记时器 0外部输入） 1（记时器 1外部输入） 部数据存储器写选通） 部数据存储器读选通） 位输入。当振荡器复位器件时，要保持 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址 的地位字节。在 引脚用于输入编程脉冲。在平时， 频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 想禁止 。此时， 外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 位无效。 /部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器 周期两次 /在访问外部数据存储器时，这两次有效的 / / /在此期间外部程序存储器（ 0000不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1时， / /间内部程序存储器。在 引脚也用于施加 12 向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 自反向振荡器的输出。 单片机的基本组成如图 3所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 3 下面简要说明各部分组成 1、 中央处理器 单片机的中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制操作，中央处理器主要包括运算器和控制器两部分。 2、 存储器 单片机内部的存储器分为程序存储器和数据存储器。 3、外围接口电路 4 个可编程并行 I/O 口， 1 个可编程串行口， 2 个 16 位的可编程定时器以及中断系统等。 4、时钟振荡电路 时钟振荡电路是 需要的各种定时控制信号的必备单元。 有在时序信号和控制信号的协调下工作，才能执行各种指令。 振荡器和时钟电路 程序储存器（ 4 数据储存器（ 128 字节） 两个 16 位 定时器计数器 中断 控制 内部中断 总线扩展控制器 并行可编程 I/O 口 可编程串行口 外部中断 扩展控制 2 时钟源 外部事件计数 片机的基本组成 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 楼层电梯间电路 如图 4 所示， 上拉电阻，其作用是保证按键未按下时，端口 高电平。当按键按下时，端口 过按键接地， 为低电平。电容 作用是消除抖动和抗干扰。各楼层电梯间的升降选择按键均于单片机 连接，上升按键的 接。下降按键与 接 ，即由 可以读出电梯间升、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 的 接。每个发光二极管通过一只阻值为 470的限流电阻接电源（ 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 。 一层 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 二层 三层 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 四层 图 4 电梯间电路 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 电梯内电路如图 5 所示，四个目标楼层选择按键 键与 的 接，指示灯与 连。上拉电阻 11 作用同上。 图 5 电梯内电路 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 制台电路 控制台电路如图 6所示。发光二极管 以显示供电是否正常。 寸）共阴极数码管，用来显示当前楼层。采用 值为 470）对数码管限流。 七段译码 /驱动器： 有灯测试功能；以反相器作输出级，用以驱动 数码管；具有消隐输入；显示数 6时， a=0,显示 9时， d=0。 1灯测试输入端） ,4据输入端） ,5存使能，锁存输入使能） ,6源负极）（ A ， B， C， D 为门电路的输入 端）901234516源正极）（ a,b,c,d,e,f,g 为译码输出；显示字符端输出，连接数码管的相应脚） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 能表 十进制 或功能 输 入 输 出 字 型 T D C B A a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 消 隐 锁 定 灯 测 试 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 锁定在上一个 时 1 1 1 1 1 1 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 6 控制台电路 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 片机电路 单片机电路如图 7 所示，单片机采用 体振荡器选 6 30容 阻 成上电复位和手动复位电路。 外部接线图见附图 1。 图 7 单片机电路 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 路板 图 8所示电路板 图 8 电梯模型 （顶面） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 图 8 电梯模型 (底面 ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 第五章 软件设计 案 （ 1）电梯模型上电后，电梯的起始位置为一楼，等待控制台 键按下，数码管显示“ 1”。 （ 2）当 梯开始向上运动，控制台的上升指示灯 。 2码管显示“ 2”并在二楼停留 5s，然后继续上升。每层楼停留 5s，直到四楼。在四楼停留 5制台的指示灯 层楼停 5s，直到一楼。然后重复上述过程。 (3)如果在一个上下循环中按下过 ,电梯下降到一楼后停止工作。直到再次按下后重新恢复工作。 （ 4） 5s 定时由定时器 起完成 。 时 100 100断一次。在中断服务程序中将 。当 到 50时，中断了 50 次， 50 100s，即完成 5 （ 5）定时器 时 10 10s 中断一次，在中断服务程序中检查一次 是否按下，如果按下停止 ），并将 （程序中间 0电梯下降到一楼是检查 果不是 0就停止工作。 （ 6）参考程序 0000H 000 001 11H 8 3 ；定时 #0 0 ；定时 #78H #6文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 ；下降指示灯灭 ；上升指示灯灭 1 ；数码管显示 ；等待开始工作指令 2： ；上升指示灯亮 ；上升 ；到达二层，上升指示灯灭 2 ；数码管显示 ；定时开始 50， ；等待延时 ；到，继续上升 ；上升 ；到达三层，上升指示灯灭 #3 ；数 码管显示 #0 ；定时开始 #50， $ ；等待延时 ；到，继续上升 ；上升 ；到达四层，上升指示灯灭 #4 ；数码管显示 4 #0 ；定时开始 #50， $ ；等待延时 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 ；到，开始下降，下降指示灯亮 ；下降 ；达到三层，下降指示灯灭 #3 ；数码管显示 ；定时开始 50， ；等待 5延时 ； 5到，继续下降，下降指示灯亮 ；下降 2 ；达到二层，下降指示灯灭 #2 ；数码管显示 ；定时开始 50， ；等待延时 ；到，开始下降，下降指示灯亮 ；下降 ；达到 一 层，下降指示灯灭 #1 ；数码管显示 1 ；定时开始 50， ；等待延时 0, ； 转到 ； 0转 ；定时器中断服务程序：定时，为计数器 #3 #0文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 定时器中断服务程序；记录 #0 #200 #250 $ 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 和图 10所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 三、四 楼有请求？ 图 9 主程序流程 N Y Y N Y N Y N Y N Y N 初始化 在一楼 P 1 . 7 = 0 二、三、四 楼有请求？ 上升到达二楼 本 楼 层 是 请 求 目 标 ？ 停留 5s 上升到达三楼 本楼层请求目标？ 停留 5s 四楼有请求？ 开始到达四楼 ？ 停留 5S 下降到达一楼 一楼有请求？ 停留 5S 本楼层是 请求目标？ 下降到达二楼 一、二楼有请求？ 停留 5S 本楼层是否请求目标？ 下降到达三楼 一、二、三楼有请求 停留 5S 开始 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 图 10 定时器 开始 下？ 取得电梯间上升请求，并刷新指示灯 取 得电梯间下降请求，并刷新指示灯 取得电梯内目标楼层请求，并刷新指示灯 返回 读取所有按键 标志 非 0 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只有电梯内目标为一楼 并关闭 再读取按键 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 存储单元分配 20H 电梯间上升请求； 1楼； 2楼； 3楼； 4楼。 21H 电梯下降请求： 1楼； 2楼； 3楼； 4楼。 22H 电梯内目标楼层请求： 1楼； 2楼； 3楼； 4楼。 20H 22H： 0=无请求； 1=有请求。 堆线栈底： 70 元包袱累加器 30H、 311、 32 上电之后，系统一直等待，当 如果按下 制电梯直接下降到一楼，然后电梯停止工作。直到再次按下 中断服务程序每 10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 002加 1，当 0时，5s 计时完成。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 0000H 0000 #11H #8 3 ；定时 100 #0 #0 ；定时 10 #78H #61： #0 #1F ；数码管显示“ 1” ；等待开始工作指令 ；启动 10 A， 20H ；目前在一楼 A， 21H ；取得 1 楼请求情况 A， 22H A， #0Z ；无请求，则等待 ；上升指示灯亮 ；上升 2s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 #2 ；到达 2楼，数码管显示“ 2” ；是 2楼电梯间的上升请求，转 B U ；是电梯内目标 2楼请求，转 ；清 2楼电梯间上升请求标志位 ；清电梯内目标 2楼请求标志位 ；上升指示灯灭 #0 ； 5 #50， ；等待 5s 延时 A， 20H A， 21H A， 22H A， #0 ；取得 2 楼请求情况 ； 2楼无请求，转 2楼下降 ；上升指示灯亮 ；上升 2s #3 ；到达 3 楼，数码管显示“ 3” ；是 3楼电梯间的上升请求，转 B ；是电梯内目标楼请求，转 #50， ；清 3楼电梯间上升请求标志位 ；清电梯内目标 3楼请求标志位 ；上升指示灯灭 #0 ； 5 #50， ；等待 5s 延时 A， 20H 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 32 A， 21H A， 22H A， # ；取得 3 楼请求情况 ； 3楼无请求，转 3楼下降 ；上升指示灯亮 ；上升 2s ；清 4楼电梯间下降请求标志位 ；清电梯内目 标 4楼请求标志位 ；上升指示灯灭 #0 ； 5 #50， ；等待 5s 延时 A， 20H A， 21H A， 22H A， #07H ；取得 4的请求情况 ；下降指示灯亮 ；下降 2s #3 ；到达 3楼，数码管显示“ 3” ；是 3楼电梯间的下降请求，转 B ；是电梯内目标 3楼请求，转 ；清 3楼电梯间下降请求标志位 ；清电梯内目标 3楼请求标志位 ；下降指示灯灭 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 33 #0 ； 5 #50， ；等待 5s 延时 A， 20H A， 21H A， 22H A， #03H ；取得楼请求情况 ； 3楼请求，转 3楼上升 ；下降指示灯亮 #2 ；到达 2楼，数码管显示“ 2” ；是 2楼电梯间的下降请求，转 B ；是电梯内目标 3楼请求，转 ；清 2楼电梯间下降请求标志位 ；清电梯内目标 2楼请求标志位 ；下降指示灯灭 #0 ； 5 #50， ；等待 5s 延时 A， 20H A， 21H A， 22H A， #01H ；取得 2 楼请求情况 ；无楼请求，转 2楼上升 ；下降指示灯 亮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 #1 ；到达 1楼，数码管显示“ 1” ；清电梯内目标 1楼请求标志位 ；下降指示灯灭 #0 ； 5 #50， ；等待 5s 延时 #0， ； ；若 按下过，转 定时器 5 #3 #0 ； 定时器 键状态检查 #0 ；每 10查一次按键 #78H 6A 30H， ；读入所有按 键状态 31H， B ；若 按下，则正常运行 #0 ； 志 数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 20H， #0 ；清除全部电梯间上升请求 21H， #0 ；清除全部电梯间下降请求 22H， #0 ；清除全部电梯内目标楼层请求 30H， #0 ；修改读入的按键状态，使之为 31H， #0 ；电梯内目标为一楼 ；开关闭 再读取按键 A， 30H A A， #07H ；取得电梯间上升请求 20H， A A， 20H ；取得上升指示灯状态 A A， #07H 32H， A A， 30H A A， #38H ；取得电椅间下降请求 A A 21H， A A， 21H A A， #0L A A 32H， A A， A， #0 A， 32H ；刷新上升、下降请求指示灯 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 A， 31H A， #0 ；取得电梯内目标楼层请求 22H， A A， 22H A A ；刷新电 梯内目标楼层指示灯 A， 6 2 #20 #100 #250 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 37 第六章 软硬件系统的调试 件调试 软件调试的任务是利用开发工具进行在线仿真调试，发现和纠正程序错误，同时也能发现硬件故障。 程序的调试应一个模块