基于51单片机的电梯控制器设计要点

单片机原理与应用技术课程设计报告（论文）

题目：基于单片机控制的电梯控制器

专业班级：河南科技学院

姓名：___X__X_ X

时间：20XX.05.21～06.5

指导教师：

20XX年 6 月 5日

目录

1引言 (1)

2总体设计方案 (1)

2.1设计思路 (1)

2.2总体设计框图 (2)

3电梯控制系统原理分析 (2)

3.1单片机最小系统电路的 (2)

3.2控制电路的设计 (3)

3.2.1电梯内部呼叫电路和电机状态显示电路 (3)

3.2.2电梯外部呼叫电路 (3)

3.2.3电机控制电路 (4)

3.3显示楼层电路 (4)

4 程序流程图 (5)

4.1 主程序流程图 (5)

4.2选择要去的楼层子程序流程图 (6)

5总结与体会 (7)

参考文献 (8)

附录 1 (9)

附录 2 (9)

附录 (10)

电梯控制器课程设计任务书

1．设计目的与要求

1.1 基本功能

（1）显示:本设计要求实现6层控制,实时显示电梯所在楼层位置。

（2）升降控制:采用一台电动机的正反转来实现电梯的升降。

（3）具备不可逆响应的功能：

电梯上升途中只响应上升呼叫,下降途中只响应下降呼叫,任何反方向呼叫均无效。

1.2 扩展功能

（1）可增加人性化的按键语音服务功能。

（2）可增加遥控或感应操作功能。

2．设计内容

（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；

（2）确定元器件及元件参数；

（3）进行电路模拟仿真；

（4）SCH文件生成与打印输出；

3．编写设计报告

写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

4．答辩

在规定时间内，完成叙述并回答问题。

基于单片机控制的电梯控制器

摘要：单片机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer ），是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。其中51单片机是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用于各个领域.电梯是集机械原理应用、电气控制技术、微处理器技术、系统工程学等多学科和技术分支于一体的机电设备，它是建筑中常用的交通工具。本设计选择AT89S51为核心控制元件，设计了一个六层电梯系统，使用C语言进行编程，实现运送乘客到任意楼层，并且实时显示电梯的楼层和电梯上下情况。利用单片机控制电梯有成本低，通用性强，灵活性大及易于实现复杂控制等优点。

关键词：电梯 AT89S51 LED显示电机正反转控制楼层显示

1 引言

随着人们生活水平的不断提高和国名经济的迅速发展。各大城市建筑物在不断向高层化发展。因此电梯在我们的生活中起着举足轻重的作用。电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备,更是一种人们频繁乘用的交通运输设备。因此电梯控制技术也在不断的进步和完善，常用的控制技术主要的有两种技术：基于PLC控制和基于单片机控制两大技术。用PLC控制的电梯性能可靠、稳定，但是造价太高。基于单片机控制的电梯可以大大的降低成本而且运行也较可靠，所以现在电梯控制中大多数采用单片机控制。

本文基于单片机89SC51来控制各部分电路，采用单片机构成控制系统，可大大降低成本，而且做成专用控制系统，程序被固化，加强了保密性，提高了可靠性。

2 总体设计方案

电梯控制系统由外部呼叫，内部呼叫，电机控制电路，楼层显示部分等组成。电梯在各楼层的定位本应采用行程开关或者传感器，由于条件限制，采用延时控制。相邻楼层间升降时间设为3秒。

2.1 设计思路

本次设计的总思想是，用开关按钮做单片机的控制端来做作为输入信号，说明人在那一层，用七段数码管来显示电梯位置。当电梯到达要求的楼层时，停止、开门，并继续查询有无呼叫信号，如此循环，同时可以利用单片机外部的复位按钮使电梯复位。用单片机来控制电机的正反转来运行电梯的上、下，用发光二极管来显示电梯是上升还是下降，并且整体电梯全部采用独立键盘来控制，各个楼层的上下按钮、电梯内部的选层按钮均用独立键盘来实现。由于设计中有不可逆控制，当上升或下降过程中，只相应同方向的呼叫相应。

2.1 总体设计框图

本电路主要由5大部分电路组成：键盘电路、单片机最小系统电路、楼层显示电路、电机状态显示电路、电机控制电路。其中单片机最小系统主要由复位电路和时钟电路组成。电路复位后楼层显示数字1 表示电梯此时在一楼，显示电路通过74ls164串入并出驱动8位数码管显示，电梯楼层位置是由延时电路控制的，每层之间通过3秒延时控制即每延时3秒表示电梯走了一层。电梯状态是通过两个发光管显示的，绿灯亮表示电梯在向上运行，黄灯亮表示电梯在向下运行。键盘电路采用独立键盘（共16个按键），其中10个按键是各层楼外呼按键，6个表示电梯内部的选择键。电梯的正常工作是通过对单片机写入程序控制的。总体设计方框图如图1所示：

图1.体设计方框图

3 电梯控制系统原理分析

3.1单片机最小系统电路的设计

此电路组要是复位电路和时钟电路两部分，其中复位电路采用按键手动复位和上电自动复位组合，电路如图4（右）所示：其中9 脚为单片机的复位端。时钟电路如图2（左）所示：晶振采用的是12MHZ 的，XATL2和XATL1分别为单片机的18和19脚。

图2.单片机最小系统电路图

3.2.1 电梯内部呼叫电路和电机状态显示电路

电梯内部呼叫电路和电机状态显示电路，如图3所示，六个目标楼层选择按键K1、K2、K3、K4、K5、K6与单片机P0口的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5连接（P0口作为输出端驱动外部电路时须外接上拉电阻）。电机状态是通过两个发光管显示的，绿灯、红灯与单片的P1.6、P1.7连接（须外接上拉电阻），绿灯亮表示电梯在向上运行，黄灯亮表示电梯在向下运行。人进入电梯内按下要去的楼层对应的按键，就会控制电机转动，达到相应楼层。

图3.电梯内部呼叫电路和电机状态显示电路

3.2.2 电梯外部呼叫电路

电梯外部呼叫电路如图4所示，按键UP1、UP2、DOWN2、UP3、DOWN3、UP4、DOWN4、UP5、DOWN5、DOWN6接单片机的P2口和P1.0、P1.1。若按下上升键，则电梯在上升过程中只响应上升呼叫，不响应下降键；反之亦然。

图4.电梯外部呼叫电路