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JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

单片机应用系统设计

电梯控制器

学 院： 电气信息工程学院

专 业： 测控技术与仪器

班 级： 11测控2

姓 名： 唐德康

学 号：

指导教师： 刘素芬

时 间: 2014年11月

基于单片机的电梯控制系统设计

摘要：本文介绍了一种采用单片AT89C52芯片进行电梯控制系统的设计方法，主要阐述如何使用单片机进行编程来实现电子设计的方法，利用单片机编程实现功能，简洁而又多变的设计方法，缩短了研发周期，同时使电梯控制系统体积更小功能更强大。硬件部分主要由单片机的最小模块、电梯内外按钮控制模块、数码管显示楼层模块、发光二极管显示目的楼层模块、报警显示模块组成。软件部分使用kiel软件进行C语言程序编写，用proteus软件进行仿真调试。本设计具有电梯控制系统所需的一些基本功能，能通过方向按键选择方向，能通过数字按键选择楼层，数码管显示实时楼层数，电动机控制部分采用直流电机及H桥驱动电路,使电梯箱能上下运动。硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了五层电梯运行的模拟仿真。

关键词：AT89C52；单片机；电梯控制系统； C语言

1内容和要求

以AT89C52单片机和步进电动机为核心设计单片机电梯控制器，假设电梯安装在一个楼层为4层的小楼上。其人机接口包括显示器、键盘、喇叭、指示灯。每层电梯口都有上楼、下楼两个按键，一个7段数码管显示器作为电梯当前层指示灯，两个发光二极管作为电梯运行方向指示灯。进入电梯里边，按数字键选择想要去的目的楼层，一个7段数码管显示器作为电梯当前层指示灯，两个发光二极管作为电梯上行和下行指示灯。步进电动机正转表示电梯上行，步进电动机反转表示电梯下行。启动按键按下去表示电梯控制系统可以运行。紧急停止按键按下，电动机停止运动。报警按键按下，启动蜂鸣器和闪烁红色报警灯。

1.1设计思路

本次设计的基本思想是采用AT89C52单片机作为核心，利用其丰富的I/O接口与外围电路配合进行控制。采用延时函数来控制电梯的位置校验，采用数码管静态显示来实时显示电梯所在楼层。采用行列式矩阵键盘矩阵作为外呼内选电路，由于是5层楼，故选用4×4矩阵键盘。当电梯到达目的楼层时电机停止，此时即可进、出乘客，乘客进入电梯之后可选择去哪一层，然后电梯根据乘客的选择判断去哪一层，继续运行。通过单片机控制电梯在上升过程中只响应上升呼叫，下降过程中只响应下降呼叫。电梯的正常运行通过单片机的控制来实现。

1.1.1方案确立

(1)主控芯片选择

方案一：多片单片机控制方案。这种方案是使用多片单片机，其中一片是作为主控制器，另外设置了轿厢控制系统，每层的控制系统分别由一个单片机控制，然后通过主控制器和副控制器之间的通讯，实现电梯系统的控制。这种方案的控制系统的结构简单明了，各个系统之间相互独立便于维护和修检。所以根据功能要求需要选用5片AT89C51单片机就可以实现该电梯的功能。不过单片机之间的通讯较多，在目前通讯是个难点，可能导致电梯运行过程不够稳定。

方案二 ：采用CPLD 器件作为控制中心，对整个系统的运作进行统一管理，但这种方案要求平时有很多的知识积累和较强的专业水平，实现起来比较困难且器件较贵，不符合经济要求，而且升降电机的控制，运行时间的测量、显示等还需要单片机的配合。

方案三：一片单片机为主控制器的方案。MCU采用一个单片机控制所有的按键、数码管显示、电动机的转动、传感器的输出信号等，并对以上所有信号进行处理。这种方案的控制系统相对复杂，只适用于较简单的电梯控制系统，因为这次的设计的内容是5层电梯控制系统，所以选用这种方案。单片机技术目前较为成熟，自身资源丰富，硬件设计简单，成本低，可靠性高，结合软件完全可以实现电梯运行状况的简单模拟。

权衡以上方案的分析，采用方案三。

(2)楼层显示模块

方案一：采用点阵式液晶显示器(LCD)显示各种相关数据以及信息。点阵式液晶显示器属于低功耗器件，但其价格较贵。

方案二：采用传统的7段数码管(LED)显示电梯实时所到的楼层。虽功耗