接口课程的设计报告.docVIP

上 海 理 工 大 学 方 案 设 计 报 告 项目名称 课程名称 备注： ￥设计报告￥ 主要内容： 设计一个电梯自动控制系统，由电机驱动控制系统、1路A/D输入、12个按键、4个8段的LED显示器、8个LED指示灯以及1路报警系统组成。 4个8段的LED显示器，8个LED指示灯及12个键盘作为控制系统的控制台设计，提供人机交互，控制电机的停启。1路模拟输入主要对电梯中人员重量进行控制，若超重，电梯停止运行，并提示报警。 电梯运行按电梯运行规则实现。 设计方案： 将电机运行轨迹分成8等分，模拟8个层面，由控制台按键决定电机运行。键盘有12个按键。其中8个为数字键，表示1~8个层面；4个为控制键定义为开门键，关门键，报警键，清除键。 键盘控制： 数字键：按下数字键，相应的LED指示灯点亮，按照电梯运行规则（在关门的情况下，按前进方向，向最接近当前位置的楼层停靠）停靠，在某个楼层停靠则相应的指示灯熄灭。 控制键： 开门键：当电梯处于停靠状态时，按下此键，电梯处于开门状态。释放此键3秒后电梯门自动关闭。电梯运行过程中此键无效。 关门键：当电梯到达停靠楼层时自动开门，按关门键可以将电梯门关闭。在任何时候都可以使用关门键。开门状态达到3秒没有按下关门键，电梯门自动关闭。只有在电梯门关闭，并且有楼层停靠要求是电梯才能运行。 报警键：模拟电梯故障，按下此键表示电梯出现故障，提示警告。故障警告状态可以通过清除键清除。 清除键：清除告警信号和所有层面的停靠请求信号。 显示控制： 4个8段LED显示器显示：开门状态显示OPEN；按下报警键或检测出超重显示Err；当电梯在运行过程中，则自动显示到达楼层号，如在某个楼面停靠，电梯自动处于开门状态，显示的内容不变。显示楼层号的格式为no X,其中X为楼层号。 8个LED指示当前楼层有否请求，亮表示有请求。 控制规则： 在无故障情况下，如果有楼层停靠请求，则在关门后，能按电梯运行规则选择相应的楼面停靠，停靠后电梯自动处于开门状态。显示器实时显示电梯走过的楼面，如要接受下一次请求，则需关门后。楼层请求要有记忆功能，停靠的次序和按键的次序无关，和电梯运行规则有关，如2次以上按同一层停靠，只做一次处理。 电梯在运行过程中，不符合运行原则的楼层请求不予响应。如电梯在上行中，低于本层的停靠请求不予响应。 电梯在某楼层停靠时，再按下此楼层数字键，相当于按下开门键。 按下关门键或自动关门过程中，需要检测电梯是否在正常负荷下运行（A/D值检测大于4.5V为超重），如超重或按报警键表示电梯有故障，电梯停止运行，并报警，通过减小A/D或按清除键清除故障状态。 硬件设计： 使用2块8255芯片实现对电机、8段LED显示器、LED指示灯以及键盘的控制。用74LS138芯片译码。 8255（1）的pb0、pb1、pb2接入138芯片的A、B、C端，Y0-Y3选择4个8段LED显示器的， Pc0-pc6控制LED显示器显示，pa0-pa7控制键盘输入。 8255（2）的pb0-pb7控制LED指示灯状态，pa0-pa3控制电机的运转。 软件设计： 1、初始化程序： 初始化程序一般只走一次，在程序的最开始，初始化的工作主要是像电机归0，8255初始化，变量设置等。 2、键盘处理子程序： 键盘处理是对控制台命令进行监听，所以是程序的主要核心。该程序包含2部分：一个是键盘扫描子程序，主要完成扫描键盘上是否有键按下；另一个是键处理程序，用于完成对各个按键的处理，键盘分为数字键和功能键。键处理程序仅记忆一个状态，真正执行在相关的执行程序里完成。 3、显示子程序： 主要功能是把显示缓存的内容送显示器。由于使用动态扫描，所以显示程序需要不断刷新，如果软件处理上有时延，会影响显示，所以有延时的地方，都可以用显示子程序来替代。 按键处理中或者执行需要更新显示内容，只要更新显示缓存就可以，本系统用到4个7段显示器，所以只要开辟4个显缓（显示子程序中XH）,显示缓存的内容即为要显示内容的序号。 4、LED指示子程序： 控制台上有8个LED指示灯，用来指示当前那个楼层有请求的需要，在内存中开辟8个单元为NUM1~NUM8,每个单元表示对应的楼层的请求情况，当该单元的值为0，表示该楼层没有请求，当该单元的值为0FFH，表示该楼层有请求，LED指示子程序仅仅根据NUM1~NUM8完成指示，而NUM1~NUM8的修改则是由键盘，或其他执行程序完成。 5、电机控制子程序： 电机控制子程序主要的功能是启动一次电机运行。 启动电机运行的条件：电机未在走拍程序，电梯未出现故障电梯在关门状态，有楼层停靠的请求。 电机每次启动只走一个层面，启动后，由电机走拍子程序完成控制电机运行。 6、电机走拍子程序： 电机走拍程序控制电机运转，步进电机的