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基于单片机电梯控制模型设计 　　摘要：本文介绍了基于单片机的电梯控制模型设计，硬件部分主要由单片机最小系统、电梯内电路模块、电梯外电路模块、步进电机驱动模块等部分组成。软件部分利用中断方式来检测用户请求的按键信息，控制电梯运行到达相应楼层，并通过数码管显示。系统硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了对四层电梯运行的模拟。 关键词：89C51单片机 电梯控制模型 仿真 中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）05-0018-01 随着社会的不断发展，各种高层建筑越来越多，而电梯也成为了这些高层建筑的配套设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为楼层间的运输做出了巨大的贡献。 通过该电梯控制模型的设计，可以在单片机教学过程中将学生所学的相关知识，如模拟与数字电子技术、传感技术、检测技术、单片机技术等进行综合应用，让学生对这些知识有一个清晰、系统的认识，进而加深对知识点的理解、掌握。 1 电梯控制模型设计方案 该系统通过单片机来实现电梯控制模型的设计，要求其具备电梯基本升、降功能，以按键为输入信号，对多层的呼叫进行响应并安排电梯停靠，同时通过数码管显示楼层信息。 系统所设计的电梯模型主要包含机械部分、控制电路部分两大模块，其中机械部分通过步进电机的正、反转来对电梯运行情况进行模拟。系统主要由89C51单片机、电梯内电路模块、电梯外电路模块、步进电机驱动模块、控制台电路等部分组成。 该系统以89C51单片机为核心，控制台电路主要是完成电梯的启动、停止以及楼层数的显示，电梯内电路是用来让电梯内用户选择目标楼层（作为内招信号），电梯外电路是让电梯外用户选择目标楼层（作为外招信号），内外招通过按键按下引起的电平改变作为用户请求信息送到单片机，单片机控制步进电机转动，到达目标楼层。 2 硬件电路设计 2.1 单片机最小系统 单片机最小系统是由组成单片机系统所必需的一些元件构成的，除了单片机之外，还应该包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。该系统中单片机采用ATMEL公司的AT89C51，两个30p的瓷片电容与12MHZ的晶体振荡器一起构成时钟电路，通过电容和RESET按键构成上电复位和手动复位电路。 2.2 步进电机驱动模块 步进电机是整个电梯控制系统的驱动装置，用以对电梯轿厢进行控制，通过其正转、反转模拟电梯的上升、下降、电梯停止等操作。 2.3 楼层显示模块 该模块主要用来显示轿厢楼层位置与电梯运行方向，使电梯内外部人员了解电梯的运行情况。轿厢所在楼层位置显示使用数码管实现，数码管采用CD4511来进行驱动。 2.4 电梯内、外电路及控制台模块设计 电梯控制系统由各楼层的电梯间电路、电梯内电路和控制台电路三部分组成。电梯的运行通过楼层按钮来控制，用来发出召唤信号控制电梯的上下行与开关电梯门。 电梯外电路由处于各个楼层电梯外的用户发出上下楼请求，各楼层电梯间的升降选择按键均与单片机P1口连接，即由P1口可以读到电梯间升、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P0口的P0.0～P0.5连接。 电梯内电路提供给电梯内的乘客用户使用，四个目标楼层选择按键F1、F2、F3、F4和4个与之配合的发光二极管作为指示灯。按键与P3口的P3.0～P3.3连接，指示灯与P2口的P2.0～P2.3相连。 控制台电路中采用发光二极管作为电源指示灯，用以显示供电是否正常。UP、DOWN两只发光管用来显示电梯运行的方向。START与STOP分别与单片机的P1.6、P1.7连接，用来控制电梯的启停。 3 软件设计 软件部份的程序编写用汇编语言来完成，其中主程序部分主要完成系统的初始化，如中断方式的设置，开中断等。在中断子程序中完成按键查询等，其它部分如数码管的显示，按键响应，步进电机控制，延时等均由相应的子程序来完成。软件设计思想：采用模块化的分层次设计方法，将软件系统功能由多个实现单一功能的子程序实现，通过调用不同的子程序，便于调试、修改。 3.1 按键查询部分 在本设计当中，键盘采用独立式按键，因为需要模拟4层电梯，所以按键由P3.0-P3.3控制，采用定时器T1中断查询按键状态，当有键按下时，即转入相应功能程序。 3.2 楼层选择按键功能 电梯模型上电后，系统一直处于等待状态，电梯的起始位置为一楼，等待控制台Start按键按下，数码管显示“1”。当Start按键按下后，电梯开始向上运动，电动机开始转动，控制台的上升指示灯UP亮。到达二楼，电梯运行经过楼层检测传感器时，R4计数加1，送到数码管显示“2”