模拟电梯—设计方案

生产实习

设计方案

专业：电子科学与技术

姓名：张涛

学号：1306040125

课题名称：基于51单片的模拟电梯

一、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。1889年美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力的升降机，同年在纽约市马累特大厦安装成功。随着建筑物规模越来越大，楼层也越来越高，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性都提出了更高的要求。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,存在维护不便、运行寿命较短、容易出故障、占用空间大等缺点。

目前，由可编程控制器（PLC）或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。可编程控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机，它有良好的抗干扰性能，适应很多工业控制现场的恶劣环境，所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制。但是由于PLC的针对性较强，每一台PLC都是根据一个设备而设计的，所以价格较昂贵。而单片机价格相当便宜，如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替PLC实现对工控设备的控制。当然单片机并不像PLC那么有针对性，所以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。

电梯控制系统是较复杂的一个大型系统，在计算机诞生的几十年里，继电器控制系统为电梯控制的发展做了巨大的贡献，但在性能上和PLC还是有本质上的差距。在科技的不断发展下，单片机控制系统很快可以解决抗扰性，成为方便有效的电梯控制系统。

改革开放30多年以来，随着我国城市化进程的日益加快，电梯已经融入了我们的生活，电梯被应用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所、仓库以及居民住宅大楼等。因为电梯的高效、方便、快捷，所以电梯受到了大家的热烈欢迎。

未来的社会是城镇与城市渐渐融合，相互影响。电梯的应用将会不断拓展，款式将各种各样，目的就是为了满足人们的多种多样的需求。电梯将是现代人不可或缺的代步工具，随着科技的不断进步，经济的深入发展，科技将引领电梯进行质的飞跃，电梯将越来越智能，越来越安全稳定。

二、项目概述

目前电梯控制系统大多采用继电器或者可编程控制器（PLC）的控制方式，存在着成本高，需要三相供电等缺点，本设计给出了一种基于单片机的电梯模型

控制系统设计。以单片机为核心，再辅以适当的硬件电路和控制程序来检测和控制整个电梯的信号，具有成本低、通用性强、灵活性大、扩展容易及易于实现复杂控制等优点。

本设计注重基本理论知识与实际情况的紧密结合，同时对学生独立创新和分析问题的能力进行培养，加深对知识的理解，为以后的工作和学习打下坚实的基础。

本电路主要由4大部分组成：键盘模块、单片机最小系统控制电路、显示模块电路、电源模块电路。其中单片机最小系统主要复位电路，电路复位后楼层显示数字1 表示电梯此时在一楼，而电梯楼层位置是由延时电路控制的，延时电路是2秒延时，每层之间通过2秒延时控制即每延时2秒表示电梯走了一层，同时显示相应的上下箭头指示。本设计的延时部分主要是软件控制的。电梯的状态是通过点阵组成的上下箭头和数字显示的。键盘电路采用独立式按键。电梯的正常工作是通过对单片机写入程序控制的。

点阵是由小LED组成，LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。

用STC89C51芯片作为系统核心，采用闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory）的低电压，内部具有4KB ROM存储空间，是51系列单片机内存的两倍，而且还比51单片机多定时计数器和中断，并且比AT89C51芯片经济，实惠。所以本设计采用STC89C51芯片。

本设计采用的是STC89C51单片机，STC89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机,高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C51单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

三、实施方案

总体方框图如图所示。

图总体框图

设计要求:

(1)初始时电梯在一楼，当有按键按下时电梯到相应楼层；

(2)电梯状态要有指示灯显示，即电梯目前运行到达楼层的实时显示，电梯升降的状态显示等。

本电路主要由4大部分组成：键盘模块、单片机最小系统控制电路、显示模块电路、电源模块电路。其中单片机最小系统主要复位电路，电路复位后楼层显示数字1 表示电梯此时在一楼，而电梯楼层位置是由延时电路控制的，延时电路是2秒延时，每层之间通过2秒延时控制即每延时2秒表示电梯走了一层，同时显示相应的上下箭头指示。本设计的延时部分主要是软件控制的。电梯的状态是通过点阵组成的上下箭头和数字显示的。键盘电路采用独立式按键。

四.使用材料清单

1、7*9万用板

2、stc89c51

3、40脚IC座

4、102排阻

5、DC电源座

6、自锁开关

7、小按键*7

8、10uf电容

9、30pf电容*2

模壳施工方案

10、10k电阻

11、12m晶振

12、导线若干

13、焊锡若干

14、Usb电源线

五．原理图

P

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5

1

6

DZ 1

2

DC电源插口

Sz

VC C