基于单片机原理的电梯自动控制系统.doc

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1、基于单片机原理的电梯自动控制系统摘要：本文介绍了基于单片机的电梯控制系统，硬件部分主要由单片机最小系统模块、电梯内外电路按键矩阵模拟检测模块、电梯外请求发光管显示模块、楼层显示数码管模块、电梯上下行及开关门模拟显示模块等5部分组成。该系统采用单片机（AT89S51）作为控制核心，内外招使用按键按下与否而引起的电平的改变，作为用户请求信息发送到单片机，单片机控制电动机转动，单片机根据楼层检测结果控制电机停在目标楼层。软件部分使用汇编语言，利用查询方式来检测用户请求的按键信息，根据电梯运行到相应楼层时，模拟按键引起电平变化，送到单片机计数来确

2、定楼层数，并送到数码管进行显示。硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了六层电梯运行的模拟。关键词：AT89S51、电梯控制、单片机1引言随着现代高科技的发展，住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展。电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看,这种系统将逐渐被淘汰。而单片机价格相当便宜，由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善，更完美的实现设备的升级

3、。2电梯控制系统原理电梯应用中大多采用交流变频电机拖动原理，其厢体由一条曳引钢缆连接，由安装在顶层的曳引轮和曳引电机拖动，电机的功率随着曳引重量的不同大小不等。其主要的拖动及控制系统有：a)外呼内选系统，外部呼叫信号和指示以及厢体内选层和指示系统；b)平层换速系统，电梯快速到达指定楼层之前切换为慢速并到达平层位置停车；c)厢体状态指示系统，随时显示厢体所在位置；d)开关门控制系统，平层开门，关门行车；a)安全保护系统，含有上下限位、消防、满载、门电锁等功能；电梯运行基本过程是：由外部呼叫信号给出呼叫，控制系统判断厢体目前所处位置并与呼叫楼

4、层进行对照，同方向还是反方向。若反方向，则改变方向到呼叫层，如同方向，直接运行到呼叫层。在方向上，以同方向呼叫优先，且具有最远方向接车功能。厢体的运动方式是：启动→慢速→快速，到达指定楼层之前则是快速→慢速→平层停车。在所有呼叫中，消防优先级最高。一旦消防呼叫，电梯就近平层，然后直接返回基站，不再响应任何外呼叫信号，只响应内选操作，以保证消防工作的使用。3总体设计方案3.1设计思路3.1.1方案比较如果每个选层按钮都采用独立的按键设置，可以很大程度上简化扫描按键程序，采集信号也容易得多，但是由于单片机接口有限，模拟电梯自动控制系统所需按键

5、较多，如此会有接口不足的问题，所以本设计采用了4×4矩阵按键实现电梯内部六个选层按钮和电梯外十个上下行按钮，正好十六个按钮。出于同样问题，显示楼层电路采用74LS164驱动数码管从串口输出而没有采用驱动实现简单但需接口较多的74LS245芯片。为了更接近实际的电梯控制系统，设计中还应该添加电梯外上下行请求显示，可用十个发光二极管表示请求按键是否按下，有则亮，无则暗。考虑单片机的驱动能力有限，必须得使用驱动单元来驱动发光二极管，可以采用三极管驱动电路，但是由于要驱动的发光管较多，采用74LS245芯片作为驱动比较显示且硬件电路又美观整洁。软

6、件方面至于采用中断方式还是采用查询的方式来检测用户的请求信息，本人习惯使用查询方式，所以就采用了查询的方式。要想准确地采集按键请求状态，就必须时时刻刻调用键盘矩阵扫描程序，也就增加了软件编程的难度。3.1.2方案确立本设计采用AT89S51单片机作为核心，配以适当接口作为输入输出通道。采用4×4按键矩阵开关电路作为外呼内选呼叫控制。实际电梯控制系统每层装有一个传感器，从而判断车厢所在位置，本模型由六个独立按键作为楼层到达信号传输给单片机，而后通过74LS164从串口驱动数码管显示楼层数。当电梯到达所选层，电梯开门延时等待进人并选层，然后延

7、时关门执行请求，若无请求则停在本层等待请求。软件部分使用汇编语言，利用查询方式来检测用户请求的按键信息，采用74LS245芯片驱动发光二极管。3.2设计方框图89S51复位电路内部选层电路电机控制电路楼层感应电路外部呼叫电路厢门开关电路外部呼叫显示时钟电路楼层显示电路74LS24574LS164延时电路本设计方框图如图1所示，电路由复位电路复位后，电梯初始位置在一楼，通过软件设置显示电路显示1，AT89S51将楼层感应电路得来的数据通过74LS164驱动显示电路显示出来；如有用户在厢外呼叫，经外呼叫电路把信号输入单片机，由楼层感应电路判断

8、电梯为上升还是下降图1设计电路总框图状态，若方向一致则打开电梯门，用户进入后关门执行操作。用户通过选层电路把目的层告知AT89S51，控制电机把用户送至目的层，而后系统等待下次呼叫。系统的正常