基于单片机的升降机控制及报警系统的设计与实现

和变速 。红外报 警装置 主要是 为 了检 测障碍物 ，发 出警报并且 作用 于步进 电机使之停止运行。 单 片机 控 制 模 块 是 由 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２最 小 系 统 组 成 ， 包 括 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２单片机 、晶振 电路 和复位 电路组 成。 由于单 片机 电流 太 小不可 以直接 驱动 步进 电机 ，直接增 大步进 电机 的电流会损 坏 单片机 ，因此 需要在步 进 电机 和单片机 之 间加 装一个 放大 电 流 的器件来驱 动步进 电机 。因此选择 Ｕ Ｌ Ｎ ２ Ｏ Ｏ ３ Ａ来驱动步进 电机。 本 系统 使用 Ｌ Ｃ Ｄ Ｉ ６ ０ ２字 符型液 晶显 示模块 显示 步进 电机 的 运 行距离 。Ｌ Ｃ Ｄ的控制 端 口 Ｒ Ｓ 、Ｒ ／ Ｗ 、Ｅ 分 别与单 片机的 Ｐ ２ ． ４ 、
脉 冲，保存 当前的状 态。
３系统测试
首先是 Ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ Ｏ １ 通信，起初先测试该模块是否能进行通信。 对 发送端硬件来 说，从左到右的 ６ 个按键分别是正 向加速 、
正 向减速 、反 向加速、反 向减速 、开始和 切换 。红外报 警设备
的 电机 ，通 过步 进 电机 的转动 和变速 模拟升 降机 的上 升、 下降
组有规 律 的连续不 断的通入 电流 ，步进 电机 才会转 动。根据 电 流 的通 入顺序 和频率 ，步进 电机实现 正转反 转 以及 调速 。在 这 个过程 中，时 间间隔是通过定时器 中断一定次数产生 的。所 以， 定时器 中断程序 的任务 就是判 断 电机 的运行 方 向，发送 下一个
初 始化 后 ，Ｌ Ｃ Ｄ Ｉ ６ ０ ２进 入主 界面 ，系 统会 进入 循 环部 分 。
参考 文 献 ［ １ ］曾庆波 ，张玉 萍，崔妍等 ．单片机应用技术 ［ Ｍ ］ ．哈尔滨： 哈尔滨工业大学 出版社 ，２ ０ １ ０ ：２ － ６ １ 滨工业大学 出版社 ，１ ９ ９ ７ ：２ ９ — ４ １ ［ ３ ］高军礼 ，卢卓 权等 ．步进 电机 一体化控制系 统的设计 ［ Ｊ ］ ． 微计算机信息 ，２ ０ ０ ７ ，４ － １ ： ６ ８ — ７ ０ ［ ４ ］楼然苗．５ １ 系列单片机设计 实例 ［ Ｍ ］ ．北 京航 空航 天大学出
警报 。
通过 系统 设计实 现 了本 设计 的预期 目标，完成 了任务 。具 体功 能如 下：完成率 整个系 统的硬件 设计 和软件编 程，能通 过 按键控 制 ，无 线控制 另一块 万用板 上的 电机 的转速 控制 ，能够
ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ Ｏ Ｉ是工 作在 ２ ， ４ Ｇ Ｈ ｚ ２ ． ５ Ｇ Ｈ ｚ的 Ｉ Ｓ Ｍ频段 的单 片 无线 收发器芯片 。 本 系统采用 编程 较为简 单的独 立式按 键，每个 按键 占用一
便 的简单系统 。
本 系统采用 Ｅ １ ８ Ｄ ８ Ｏ Ｎ Ｋ ，一种 集发射 与接收 于一体 的光 电传 感器 。发射光经过调制后发 出，接收头对反射光进行解调输 出。
避 免了可见 光 的对 其 的干 扰 。当 红外光 电开关在相 应距 离 内检
测 到障碍物 ，红外光 电开 关有高 电平变为 低 电平 ，蜂鸣器 发 出
关键字：步进 电机
单片机
驱动机构Biblioteka 红外开关 转动 １硬件部分设计
在硬件设计上 ， 选择两块万用板 ， 分别作为 发送端和接 收端 。 其 中，发送端 主要有 显示屏 ，键盘等 设备 ，显示器及 时显 示步 进 电机的工作状态，键 盘作为外部中断源 ，设置 了正转 、反转、 变速等 运行状 态 ，相 当于具有 显示功 能 的遥 控装置 。接收端 主 要有步 进 电机 和红外 报警装 置，本系 统用步进 电机代 替升 降机
版 社 ，２ ０ ０ ６ ：３ ０ － ５ ６
‘
［ ２ ］刘宝延等 ．步进 电机及其驱 动控制系统 ［ Ｍ ］ ．哈尔滨 ：哈尔
进 入循 环 部 分 后，单 片 机会 不 断 检查 是 否 有按 键 按 下，如 果 没有 按键按 下，就 继续检 查；如果检 测到 有按键 按下 ，则 通过 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ Ｏ １ 将信号传输给接 收模块 ，执行相应 的程序 。 将接 收机 的接收地 址 以及 将要发 送的数 据按 时序顺序 依次 送入 Ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ Ｏ Ｉ ：配置 Ｃ Ｏ Ｎ Ｆ Ｉ Ｇ寄存器 ，使 之进 入发送模式 ： Ｃ Ｅ置 高通过微控 制器 （ 至少 ｌ Ｏ ｕ ｓ ） ，激 发 Ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ Ｏ Ｉ 进行Ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ Ｂ ｕ ｒ ｓ ｔ Ｔ Ｍ发射 ；供 电于射 频前端 ；打包射 频数据 （ 包 括加 字 头和 Ｃ Ｒ Ｃ校 验码 ） ；发 射数 据包 ；完成 发射 ，Ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ Ｏ Ｉ状态 为空 闲。 步进 电机 的转动 主要是 按一定 的时 间顺 序给给 电机 的各绕
个 Ｉ ／ Ｏ端 口 。
实现 步进 电机 的正转、反 转、变速 ；能够 实现告 警功能 ，通 过 光 电开关实现对障碍物的报警 ，并使 电机停止转动 。
２ 软件 部分 设计 单 片机 工作 时首先 要对 系统进 行初始 化 ，且 Ｌ Ｃ Ｄ Ｉ ６ ０ ２也要
进行初始化 ，对各变量 、各端 口初始化 。
Ｐ ２ ． ５ 、Ｐ ２ ． ６相 连 。
则设置为 ２ ０ ｃ ｍ 报 警距 离，当距离 内有障碍物时报警并停止运转， 障碍物消失 ， 报警声停止， 电机继续转动 。 打开 电源 ， 显示 器点亮。 按 下开始 按键后 ，再按 下正 向加 速键 ，电机转动 ，且显示 器上 显示速度和移动 。当红外报警装置在可感应距离 内测到障碍物 ， 红外报警发 出警报 ，并且 电机停止运转 。 ４ 结论 采用单片机作为控制核心 ， 利用其强大 的功能 ， 将 显示 电路 、 控制 电路等有机 的结 合在一起 。同时利 用 ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ Ｏ １ 作为无 线收 发 设备实现 两块不 同万用板 的通 信。构成 一个统 一的、操作 方
技术交流
基 于单片机 的升 降机控制及报 警系统 的设计与实现
刘瑞 郑琳 杨 丰华 沈 阳工 学 院信 息与 控 制学 院
摘要：本文通过单片机对 步进 电机的控制 ，用 Ｃ 语言编 写出相应的程序 ，通过相应的按键控制 电机 ，并将工作状态通过液晶显
示 器显 示 出来 。从 而 实现 步进 电机 的 正转 、反 转 、调 速 、开 始停 止 ，通 过 红外 光 电开 关实现 报 警 功 能。这 样 系统的模 拟 升 降 机 的运 行控 制 。