电梯自动控制系统的设计

毕业设计说明书目录

第一章引言 (2)

第二章设计要求 (2)

第三章设计方案 (3)

第四章硬件设计 (5)

4.1 单片机 (5)

4.2 各楼层电梯间电路 (9)

4.3 电梯间电路 (12)

4.4 控制台电路 (13)

4.5 单片机电路 (16)

4.6 电路PCB图 (17)

第五章软件设计 (19)

5.1 简易控制方案 (19)

5.2 进一步控制方案 (22)

5.2.1 控制逻辑流程图 (22)

5.2.2 说明 (25)

5.2.3 参考程序 (26)

第六章软硬件系统的调试 (31)

6.1 软件调试 (31)

6.2 硬件调试 (32)

第七章结束语 (33)

毕业设计总结 (34)

参考文献 (36)

电梯控制系统模型

摘要:本论文主要介绍的是电梯自动控制模型，硬件部分我们使用的是单片机及外围电路组成高度为四层楼的电梯控制系统。单片机采用AT89C51，晶体振荡器选6MHz，C51、C52为30uF 瓷片电容与晶体振荡器形成时钟电路。电容C53、电阻R51、R52和按键RESET构成上电复位和手动复位电路。软件部分采用了两种控制方案,简易控制方案只是简单的电梯上升下降,在各楼层短暂停留。而进一步控制方案则考虑各楼层的信号请求，以完成各楼层的升降控制。该系统具有工作稳定，操作简单等优点。

关键词:电梯, AT89C51单片机，共阴极数码管，CD4511译码器，发光二极管

第一章引言

据国外有关资料介绍,公元前2800年在古代埃及,为了建筑当时的金字塔,曾使用过由人力驱动的升降机械。公元1765年瓦特发明了蒸汽机之后,1858年美国研制出以蒸汽为动力,并通过皮带转动和蜗轮减速装置驱动的电梯。1878年英国的阿姆斯特郎发明了水压梯。并随着水压梯的发展,淘汰了蒸汽梯。后来又出现了采用液压泵和控制阀以及直接柱塞式和侧柱塞式结构的液压梯,这种掖压梯至今仍为人们所采用。但是，电梯得以兴盛发展的原因在于采用了电力作为动力来源.。在20世纪初,美国奥梯斯电梯公司首先使用直流电动机作为动力,生产出以槽轮式驱动的直流电梯,从而为今天的高速度,高行程电梯的发展奠定了基础。20世纪30年代美国纽约市的102层摩天大楼建成,美国奥梯斯电梯公司为这座大楼制造和安装了74台速度为6.0M\S的电梯。从此以后,电梯这个产品,一直在日新月异的发展着.目前电梯产品,不但规格品种多,自动化强,而且安全可靠,乘坐舒服.近几年来,随着电子工业的发展,微处理机和电子计算机已成功的应用到电梯的电气控制系统中去,采用无触点元件的电梯电气控制系统已开始批量生产。

第二章设计要求

采用AT89C51单片机及外围电路组成高度为四层楼的电梯控制系统。

电梯内电路由FS1、FS2、FS3和FS4四个发光二极管作为指示灯，电梯模型上电后，电梯的起始位置为一楼，等待控制台Start按键按下，数码管显示“1”。当Start按键按下后，电梯开始向上运动，控制台的上升指示灯UP亮。2s后到达二楼，数码管显示“2”并在二楼停留5s，然后继续上升。每层楼停留5s，直到四楼。在四楼停留5s后开始下降，控制台的指示灯DOWN亮。每层楼停5s，直到一楼。然后重复上述过程。如果在一个上下循环中按下过Stop键,电梯下降到一楼后停止工作。直到再次按下Start键后重新恢复工作

第三章设计方案

电梯控制系统由各层楼的电梯间电路、电梯内电路和控制台电路三部分组成。电梯在各楼层的定位本应采用行程开关，考虑到模型的操作性，采用延时控制。相邻楼层间升降设定为2S。

1）各楼层的电梯间电路

二、三层的电路间均有“上升”和“下降”选择按键，一楼只有“上升”按键，四楼只有“下降”按键，每个按键配一只发光二极管，作为指示灯。

2）电梯内部电路

目标楼层1——4选择按键配又相应的指示灯。

3）控制台电路

（1）两个按键用于手动控制。控制电路的“开始运行”和“停止运行”

（2）两个指示灯，分别指示电梯的升降情况。

（3）一只数码管，用于显示电梯当前所在的楼层。

4）控制方案

（1）简单控制方案（见图1）

工作原理：控制台按下START键后，通过AT89C51单片机的控制使得电梯运行，该系统中电梯运行时不受各楼层的控制和影响往复运动，只有在控制台按下STOP键后，电梯降到一楼停止，等待控制台再次启动。该系统使用数码管显示当前楼层。

图1 简易方案系统工作原理框图

（2）进一步控制方案（见图2）

工作原理：工作台启动电梯，单片机检测各楼层信号请求控制电梯运动，电梯动作完成后数码管显示所在楼层，同时单片机再次检测各楼层请求信号，使的电梯再次动作，直到控制台停止电梯，电梯降到一楼后停止，等待控制台再次启动电梯。

图2 进一步控制系统工作原理框图

第四章硬件设计

4.1 单片机

采用AT89C51单片机及外围电路组成高度为四层楼的电梯控制系统。

AT89c51是一种低功耗高性能的8位单片机，片内带有一个4k字节的flash可编擦除只读存储器(perom），它采用了cmos工艺和atmel公司的高密度非易失性存储器(nuram)技术，而且其输出引脚和指令系统和mcu_51系列单片机兼容。片内的flash存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性的存储器编程器来编程。同时已具有三级程序存储器保密的性能。

在众多的51系列单片机中，要算atmei公司的at89c51更实用，因为它不仅和mcu_51系列单片机指令、管脚完全兼容，而且其片内的4k程序存储器是flash工艺的，这种下艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。所以说这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机的程序还可以加密，这又很好地保护了所有者的劳动成果。