电梯控制系统.docx

专业综合课程设计论文 多层电梯控制系统系统设计学院： 电子与信息工程 专业： 电子信息工程 班级： 07电信2班 姓名： 付田雨 学号： 20071305056 2010年11月1日多层电梯控制系统摘要：本电梯控制系统AT89S52单片机为核心处理器，通过矩阵键盘、点阵以及蜂鸣器实现人机交互。用户输入部分利用矩阵键盘作为楼层选择按键；输出部分则是用8*8点阵显示当前电梯的运行状态及楼层数，另外到达指定楼层后蜂鸣器会响以提示乘客到达目标楼层。 关键词： 点阵显示 矩阵键盘 AT89S52 74HC5731 系统功能（1）能通过矩阵键盘输入的楼层数，让点阵显示电梯当前运行状态即当前所在楼层，直至所要到达的目的楼层（2）电梯到达目的楼层时，通过蜂鸣器提示乘客。（3）电源能通过计算机的USB口供电，以节约制作成本。2系统框图 电梯控制电路设计总体框图如下图所示，控制器采用单片机AT89S52，楼层选择按键采用4*2矩阵键盘，用8*8点阵显示电梯运行状态。 时钟振荡矩阵键盘 单片机复位AT89S52点阵 蜂鸣器总体设计框图 3 系统原理图JP75VDGNDSCKDGNDMOSIMOSIRSTMISOSCK1 23 45 67 89 10 ISP Cable ISP接口 4 硬件设计 4.1主控制器 单片机AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。其引脚结构如下图所示： 4.2 74HC573 74HC573输入端口D0-D7与单片机的P0口相连，输出端口O0-O7与点阵的正极相接。它在电路中的具体连接方式如下图右所示74HC573 高性能硅门CMOS 器件,SL74HC573跟LS/AL573 的管脚一样。器件的输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 u36755X出能直接接到CMOS，NMOS和TTL接口上 u25805X作电压范围：2.0V6.0V u20302X输入电流：1.0uA 在本电路中74HC573主要用于驱动点阵显示。因此OE脚置低，LE脚置高。74HC573的外形及管脚排列如下图左， 74HC573在电路中的连接4.3显示电路显示电路采用8*8点阵，点阵正极通过74HC573和P0口相连，点阵负极直接与P2口相连。点阵在电路中的连接如下图所示 点阵显示电路 4.4楼层按键电路 楼层按键采用4*2矩阵键盘，矩阵键盘与P1口相连接，共8个按键分别模拟18层。用键盘输入要去的楼层，本模拟程序一次只接受一个按键信息。在电梯的运行中不再接收按键信息，等电梯到达指定楼层后才能通过键盘输入再次运行到下一指定楼层。 矩阵键盘电路如下图所示4*2矩阵键盘 4.5晶振电路及复位电路如下图所示晶振电路，X101是系统的时钟晶体，频率是12.0MHz。 晶振电路复位电路如下图所示，复位电路采用上电加按钮复位： 复位电路 4.6蜂鸣器电路三极管作为蜂鸣器的驱动，增加了蜂鸣器的驱动电流。蜂鸣器的控制接到单片机的P3.4口，如下图： 蜂鸣器电路 5 软件设计 5.1主程序流程图 开始 初始化 输入要去的楼层Nextfloor？NYfloornextfloor? 下降一层floor-上升一层floor+ 数码显示显示当前层数及升降状态显示当前层数及升降状态NN到达指定楼层？到达指定楼层？YY BEEP ON BEEP ON 停止运行flag=0 5.2键盘扫描流程图开始 初始化 键盘扫描 取键值 点阵显示延迟返回 5.3 程序清单#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit Beep=P34;uchar temp,n,num,flag,floor1,floor2,i,j,x;unsigned char code tab=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;unsigned char code digittab88=0x00,0x00,0x00,0x84,0xfe,0x80,0x00,0x00, /10x00,0x00,0xe4,0xa2,0xa2,0xa2,0x9c,0x00, /20x00,0x00,0x44,0x92,0x92,0x92,0x6c,0x00, /30x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0xfe,0x20,0x00, /40x00,0x00,0x4e,0x8a,0x8a,0x8a,0x72,0x00, /50x00,0x00,0x7c,0x92,0x92,0x92,0x64,0x00, /60x00,0x00,0x02,0x02,0x02,0xf2,0x0e,0x00, /70x00,0x00,0x6c,0x92,0x92,0x92,0x6c,0x00, /8;uchar code tab128=0x00,0x03,0x06,0x0f,0x0f,0x06,0x03,0x00, /向下小箭头0x00,0x30,0x60,0xff,0xff,0x60,0x30,0x00, /向下大箭头;uchar code tab228=0x00,0xc0,0x60,0xf0,0xf0,0x60,0xc0,0x00, /向上小箭头0x00,0x0c,0x06,0xff,0xff,0x06,0x0c,0x00, /向上大箭头;void delay(uint n)uchar y; for(n;n0;n-)for(y=150;y0;y-);uchar keyscan()P1=0xfe;temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)flag=1;temp=P1;switch(temp)case 0xee:num=1;break;case 0xde:num=2;break;case 0xbe:num=3;break;case 0x7e:num=4;break;while(temp!=0xf0)temp=P1;temp=temp&0xf0;P1=0xfd;temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)flag=1;temp=P1;switch(temp)case 0xed:num=5;break;case 0xdd:num=6;break;case 0xbd:num=7;break;case 0x7d:num=8;break;while(temp!=0xf0)temp=P1;temp=temp&0xf0; return num;void main()Beep=0;num=1;floor1=1;while(flag!=1)floor2=keyscan();for(j=0;jfloor1)for(;floor1floor2;floor1+)for(i=0;i120;i+)for(j=0;j8;j+)P0=digittabfloor1-1j;P2=tabj;delay(5);for(x=0;x2;x+)for(i=0;i35;i+)for(j=0;j8;j+)P0=tab20j;P2=tabj;delay(5);for(i=0;i35;i+)for(j=0;j8;j+)P0=tab21j;P2=tabj;delay(5);flag=0; Beep=1; delay(3000);Beep=0;while(flag!=1)floor2=keyscan();for(j=0;j8;j+)P0=digittabfloor1-1j;P2=tabj;delay(5);if(floor2floor2;floor1-)for(i=0;i150;i+)for(j=0;j8;j+)P0=digittabfloor1-1j;P2=tabj;delay(5);for(x=0;x2;x+)for(i=0;i35;i+)for(j=0;j8;j+)P0=tab10j;P2=tabj;delay(5);for(i=0;i35;i+)for(j=0;j8;j+)P0=tab11j;P2=tabj;delay(5);flag=0; Beep=1; delay(3000);Beep=0;while(flag!=1)floor2=keyscan();for(j=0;j8;j+)P0=digittabfloor1-1j;P2=tabj;delay(5);6 功能调试焊接过程中每个部件的焊接都要按照一定的顺序，首先焊电源，然后是单片机极下载口，其次是点阵、按键等。这样焊接一部分，调试一部分就可以保证电路最后的顺利完成，如果一口气焊接完所有部件，一旦出现错误就很难去发现并改正，因此应该积极养成这种习惯。焊接完成后就可以下载程序进行调试，程序下好之后电梯控制系统就可以正常工作了，但是蜂鸣器却一直在响，经过仔细检查发现是程序中蜂鸣器所接的P3.4引脚初始化时没有置0，改正后电路便可以正常工作了。 7 小结首先通过这次电梯控制统的设计，大大提高了我的系统设计能力，从简单的硬件电路开始做起，并且应当遵循一定的步骤，比如焊接时应当先设计原理图，再列出器件清单 ，然后焊接和调试，最后调试应用程序。焊接调试时，为了保证电路的正确，最好按照原理图焊接一部分调试一部分，例如先焊电源部分，调试电源，再焊单片机及下载口部分，此时可以通过它下载一些小程序到单片机中调试，以保证单片机能够可靠下载，然后再焊显示器、按键等。其中在焊接矩阵键盘时，首先要弄清楚按键的结构，哪两个脚是连通的，这样在焊接矩阵键盘的时候就可以大大提高效率，而且可以使矩阵键盘看上去很美观。到处软件部分的程序设计时，更需要踏实与准确，比如在设计点阵上面数字与箭头的显示时，要熟练并且准确地编写代码，很能锻炼自己基本功底。其次在这次实践中，我深刻体会到细心与耐心的重要性，譬如在焊接时，万能板后面的导线连接非常多，这是我们就应该一步一步仔细的连接导线，以确保无误，最后调试时如果没能得到预期的结果，也不能气馁，而应当耐心的对照原理图检查每根导线的连线情况，调试应用程序时亦然，如果不能得到预期的结果，千万不能急躁，要从硬件和软件两个方面来考虑，如果自己是按照焊接一部分、调试一部分的方法做的，那么硬件基本不会出什么问题，因为每次都已经调试正确了，这时应该转向在软件方面，耐心仔细的检查每个语句，与硬件电路进行一一对比，发现问题就及时修改调试，如此反复修改最终一定能得到正确的程序。 此外，这次电梯控制系统的制作是对所学专业知识的一次强化和升华，是对课本知识更进一步的学习， 平时上课时所不曾注意到的问题在实践中都能够碰到，只有将理论知识应用于实践当中才能更好地掌握专业知识。因为许多东西在实际制作时就不和想象的一样简单，比如点阵的引脚分布，74HC573的功能等等，这些在平时看书时可能会一扫而过，不会在意，但在焊接时却要熟练掌握。这样一来我们平时所学的知识就会得到巩固和拓宽。最后我想说的是自学能力，在电路的仿真中我