毕业设计（论文）-多层电梯系统设计.docVIP

摘要 本文介绍了中国INTEL公司MCS-51系列单片机在多层电梯系统设计中的应用。本文通过查询相关资料及对系统设计要求和电梯定向逻辑的分析，结合MCS-51的使用特点提出了一套系统实现的软、硬件方案，并通过MCS-51开发装置实现了该设计方案的基本功能，对电梯系统设计进行了一种经济、有效的尝试。 关键词： 电梯桥箱 运行控制规则 定向逻辑 服务队列 源层 目标层 上行请求（响应） 下行请求（响应） 目录 引言 3 系统设计 5 §2.1 设计要求 5 §2.2 设计方案 5 §2.2.1 硬件实现方案 5 §2.2.2 软件实现方案 8 §2.3 主要技术分析 9 §2.3.1 键盘、显示器方案 9 §2.3.2 电梯运行控制规则分析 13 系统实现 16 §3.1 MCS-51硬件资源 16 §3.1.1 中断系统与定时器/计数器 16 §3.1.2 并行I/O口及其基本应用 20 §3.1.3 串行口的结构及工作方式 23 §3.2 硬件实现 25 §3.3 软件实现 26 §3.3.1 功能模块介绍 26 §3.3.2 软件实现说明 34 总结 37 §4.1 心得体会 37 §4.2 系统改进 38 参考文献 40 附录 41 第一章 引言 电梯在国民经济和社会生活中有着广泛的应用。由于可编程控制器(PLC)构成的系统具有故障率低，可靠性高，维修方便等优点，所以实际的电梯控制多采用PLC实现。 本文旨在根据实验条件和我们所学知识，在分析电梯逻辑的前提下，进行更为经济而有益的尝试，即用MCS-51开发装置“TDN86/51二合一微机教学实验系统”（以下简称TDN86/51系统）实现电梯的运行规则。电梯根据外部呼叫以及自身控制规律等运行，实际上是一个人机交互的控制系统。而且电梯外部呼叫是随机的，单纯用顺序控制或逻辑控制难以满足控制要求，因此多采用随机逻辑方式控制。 MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在了一块芯片上，使得数据传送距离大大缩短，可靠性高，运行速度快。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，抗干扰能力加强，工作亦相对稳定。因此在工作控制系统中，使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。 另外，MCS-51的开发环境要求较低，软件资源丰富，介绍其功能特性的书籍和开发软件随处可取，只需配备一台PC机（对电脑的配置基本上无要求），一台仿真编程器即可实现产品开发，早期的开发软件多使用DOS版本，随着Windows视窗软件的普及，现在几乎都使用Windows版本，并且软件种类繁多，琳琅满目。在众多的单片机品种中，MCS-51的环境资源是最丰富的，这给MCS-51用户带来了极大的便利。 第二章 系统设计 2.1 设计要求 本系统要求使用MCS-51的软硬件实际实现一个多层电梯的运行逻辑。设计中要求电梯以每4秒升或降一层的速度运行，到达指定楼层，电梯开门5秒后自动关闭，并且与实际电梯系统一样，正确显示电梯当前运行状态、电梯当前所处楼层、电梯到达指示，记录用户的响应请求、自动判断电梯运行方向等。 2.2 设计方案 2.2.1 硬件实现方案 功能模块 根据系统设计要求以及51开发装置的硬件资源，我们考虑系统硬件可由键盘和显示两大模块组成，如图2.1所示。通过这两大模块，我们可以模拟电梯系统用户请求和响应请求的全过程。 键盘模块 显示模块 图2.1 其中，键盘模块主要实现各楼层用户信号的输入，该信号包括两类：一类是电梯外用户的上、下行请求信号，对应图2.1中用户请求Ⅰ模块，一类是电梯桥箱内用户的目标层请求信号，对应图2.1中用户请求Ⅱ模块。 显示方式也有两种，一种是数码管显示，一种是发光二极管显示。其中，数码管可用于显示用户所在楼层、是上行还是下行请求、电梯当前所处楼层、电梯运行目标楼层等，发光二极管可用于指示电梯的某种状态，如上升、下降、暂停、开门、关门等。 各类信号的设置与安排 根据对系统功能和开发装置使用的分析，我们对各类输入输出信号作如下的设置与安排：（一）、输入信号：设置电梯外用户的上、下行请求信号、电梯桥箱内用户的目标层请求信号；输出信号：电梯当前楼层指示信号、用户请求信号、电梯运行状态指示信号（上升、下降、暂停、开门、关门）。 （二）、根据开发装置的配置，我们拟实现一个五层电梯系统的设计。 TND86/51系统2×4键盘的配置如图2.2所示。 “4”/五楼下行 “5”/二楼下行 “6”/三楼下行 “7”/四楼下行 “0”/一楼上行 “1”/二楼上行 “2”/三楼上行 “3”/四楼上行 图2.2 图示说明如下： 键值“0”、“4”分别用于一楼和顶（五