PLC電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、liaoning normal university（ 屆）本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目： plc電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院： 遼寧師范大學(xué)專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月目錄摘要1abstract2前言31單片機(jī)簡(jiǎn)述41.1單片機(jī)簡(jiǎn)介41.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域41.3單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)51.3.1低功耗cmos化51.3.2微型單片化52硬件系統(tǒng)52.1功能組成圖52.2at89s51芯片62.3 顯示模塊82.4 復(fù)位開(kāi)關(guān)模塊92.5 振蕩器電路模塊92.5.1主要技術(shù)參數(shù)92.5.2msc-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)92.6 程序下載模塊92.7 設(shè)計(jì)電路及連線103軟件設(shè)

2、計(jì)103.1軟件功能描述103.2流程圖設(shè)計(jì)113.3程序設(shè)計(jì)113.3.1程序初始化123.3.2主程序調(diào)用123.3.3中斷程序調(diào)用134系統(tǒng)調(diào)試144.1 硬件調(diào)試144.2 軟件調(diào)試15結(jié)論16謝辭17參考文獻(xiàn)18摘要單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)（single-chip microcomputer ），是集cpu ,ram ,rom ,定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。其中51單片機(jī)是各種單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種,廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域.電梯是集機(jī)械原理應(yīng)用、電氣控制技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)分支于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑中的永久垂直交通工具本論文選擇at89s5

3、1為核心控制元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)八層電梯系統(tǒng)，使用單片機(jī)匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)送乘客到任意樓層，并且顯示電梯的樓層和上下行。利用單片機(jī)控制電梯有成本低，通用性強(qiáng)，靈活性大及易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；電梯；控制 abstractmicrocontroller that microcomputer (single-chip microcomputer) gathering cpu, ram, rom, the timing, number and variety of interface integrated microcontrollers. 51 various scm scm i

4、s the most typical and most representative of a widely used in various fields. elevator is the application of the principle set machinery, electrical control technology, microprocessor technology, systems engineering and other technical disciplines and branches of the integration of mechanical and e

5、lectrical equipment, which is building a permanent vertical transport. this paper choice at89s51 control of the core components, designed a new 8 storey lift systems, using single-chip assembly language programming, transporting passengers arrived a floor, it also shows the elevator floor and downli

6、nk. scm control elevators low cost, versatility, flexibility and ease of large complex control advantages.key words： single-chip；microcomputer elevator；control前言隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，住房和辦公用樓都已經(jīng)逐漸向高層發(fā)展。電梯是高層賓館、商店、住宅、多層倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運(yùn)輸工具。隨著建筑物規(guī)模越來(lái)越大，樓層也越來(lái)越高，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性都提出了更高的要求。由于傳統(tǒng)的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)采用的是

7、繼電器邏輯控制線路。采用這種控制線路,存在易出故障、維護(hù)不便、運(yùn)行壽命較短、占用空間大等缺點(diǎn)。目前，由可編程控制器（plc）或微型計(jì)算機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。在科技的不斷發(fā)展下，單片機(jī)控制系統(tǒng)很快可以解決抗擾性，成為方便有效的電梯控制系統(tǒng)。plc電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1單片機(jī)簡(jiǎn)述1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)全稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)（single chip microcomputer），又稱(chēng)為微控制器microcontroller unit）或嵌入式控制器（embedded controller）。它是將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)，通常片內(nèi)都含有cpu、

8、rom、ram、并行i/o、串行i/o、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等。（如圖1-1所示）。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)片內(nèi)集成的功能越來(lái)越強(qiáng)大，并朝著soc（system on chip）方向發(fā)展 圖1-1 單片機(jī)結(jié)構(gòu)單片機(jī)有著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化裝置、智能儀器儀表、過(guò)程控制、通信、家用電器等許多領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。1.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇：在智能儀器儀表上的應(yīng)用:單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化

9、和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類(lèi)型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。在工業(yè)控制中的應(yīng)用:用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。在家用電器中的應(yīng)用: 可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電

10、子秤量設(shè)備，五花八門(mén)，無(wú)所不在。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用:現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話(huà)機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車(chē)無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話(huà)，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用:單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。1.3單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)在可以

11、說(shuō)單片機(jī)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流c51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。縱觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：1.3.1低功耗cmos化mcs-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mw，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mw左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來(lái)越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了cmos(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。像80c51就采用了hmos(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和chmos(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)

12、。cmos雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而chmos則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗像電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。1.3.2微型單片化現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(cpu)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(ram)、只讀程序存儲(chǔ)器(rom)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如a/d轉(zhuǎn)換器、pmw(脈寬調(diào)制電路)、wdt(看門(mén)狗)、有些單片機(jī)將lcd(液晶)驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根

13、據(jù)用戶(hù)的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中smd(表面封裝)越來(lái)越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。2硬件系統(tǒng)2.1功能組成圖在本設(shè)計(jì)中需用到at89s51芯片,1個(gè)數(shù)碼管，一個(gè)蜂鳴器，復(fù)位電路，8個(gè)按鍵，24個(gè)發(fā)光二極管。復(fù)位鍵 輸入時(shí)鐘電路 at89s51單片機(jī) 輸出顯示 圖2-1 功能模塊2.2at89s51芯片本設(shè)計(jì)主要采用at89s51芯片。at89s51是一個(gè)低功耗，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes is

14、p(in-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)及80c51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和isp flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的at89s51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。at89s51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k bytes flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信

15、口，看門(mén)狗（wdt）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，at89s51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，cpu暫停工作，而ram定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存ram的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有pdip、tqfp和plcc等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能性能如表1-1所示：兼容mcs-51指令系統(tǒng) 4k可反復(fù)擦寫(xiě)(1000次)isp flash rom 32個(gè)雙向i/o口 4.5-5.5v工作電壓 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率0-33mhz 全雙工uart串行中斷口線 12

16、8x8bit內(nèi)部ram 2個(gè)外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級(jí)加密位 看門(mén)狗（wdt）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的isp字節(jié)和分頁(yè)編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 表2-1 at89s51芯片的主要功能引腳功能說(shuō)明vcc：電源電壓。gnd：地。p0口：p0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向i/o口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線同時(shí)轉(zhuǎn)換成地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，p0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字

17、節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。p1口：p1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。flash編程和程序校驗(yàn)期間，p1接收低8位地址。端口引腳第二功能p1.5mosi（用于isp編程）p1.6miso（用于isp編程）p1.7sck (用于isp編程)表2-2 p1端口引腳的第二功能p2口：p2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2的輸出緩沖可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門(mén)電

18、路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movx dptr指令）時(shí)，p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行movx ri指令）時(shí)，p2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中p2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。flash編程或校驗(yàn)時(shí)，p2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。p3口：p3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/口。p3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門(mén)電路。對(duì)p3

19、口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的p3口將用作上拉電阻輸出電流。p3口除了作為一般的i/o口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2-3所示：端口引腳第二功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2/int0（外中斷0）p3.3/int1（外中斷1）p3.4t0 (定時(shí)計(jì)數(shù)器0)p3.5t1 (定時(shí)計(jì)數(shù)器1)p3.6/wr (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）表2-3 p3端口引腳的第二功能rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。wdt溢出將使該引腳輸

20、出高電平，設(shè)置sfr auxr的disrto位（地址8eh）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。disrto位缺省為reset輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。ale/ （/prog）：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ale仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ale脈沖。對(duì)flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/prog）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條mov

21、x和movc指令ale才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ale無(wú)效。/psen：程序存儲(chǔ)允許（/psen）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)at89s51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次psen有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的/psen信號(hào)。ea/vpp：外部訪問(wèn)允許。欲使cpu僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000hffffh），ea端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳

22、加上+12v的編程電壓vpp。xtal1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.3 顯示模塊顯示電路采用了1個(gè)led數(shù)碼管,單片機(jī)i/o的應(yīng)用最典型的是通過(guò)i/o口與7段led數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路。7段led數(shù)碼管，則在一定形狀的絕緣材料上，利用單只led組合排列成“8”字型的數(shù)碼管，分別引出它們的電極，點(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)劃來(lái)顯示出0-9的數(shù)字。led數(shù)碼管根據(jù)led的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類(lèi)，了解led的這些特性，對(duì)編程是很重要的。因?yàn)椴煌?lèi)型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。將多只led的陰極連在一起即為共陰式，而將多只led

23、的陽(yáng)極連在一起即為共陽(yáng)式。以本設(shè)計(jì)共陰式為例，如把陰極接地，在相應(yīng)段的陽(yáng)極接上正電源，該段即會(huì)發(fā)光。當(dāng)然，led的電流通常較小，一般均需在回路中接上限流電阻。假如我們將b和c段接上正電源，其它端接地或懸空，那么b和c段發(fā)光，此時(shí)，數(shù)碼管顯示將顯示數(shù)字“1”。而將a、b、d、e和g段都接上正電源，其它引腳懸空，此時(shí)數(shù)碼管將顯示“2”。 圖2-1 led數(shù)碼管 圖2-2 復(fù)位開(kāi)關(guān)2.4 復(fù)位開(kāi)關(guān)模塊mcs-51單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的。mcs-51單片機(jī)工作之后，只要在它的rst引線上加載10ms以上的高電平，單片機(jī)就能有效地復(fù)位。mcs-51單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。最

24、簡(jiǎn)單的復(fù)位電路如圖2.3。通上電瞬間，rc電路充電，rst引線出現(xiàn)正脈沖，只要rst保持10ms以上的高電平，就能使單片機(jī)有效的復(fù)位。在應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位。如果這些芯片復(fù)位端的復(fù)位電平與單片機(jī)的復(fù)位電平的要求一致，則可以將復(fù)位信號(hào)與之相連。2.5 振蕩器電路模塊2.5.1主要技術(shù)參數(shù)msc-51單片機(jī)板板上配有atmel公司的at89s51芯片。at89s51資源：32個(gè)i/o口；封裝dip40。at89s51開(kāi)發(fā)軟件：keil c51。2.5.2msc-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)單片機(jī)板中央放置一塊可插拔的dip封裝的at89s51芯片。單片機(jī)板左上側(cè)有一個(gè)十針插口，用于下載程序。單片機(jī)

25、板的四周是所有io引腳的插孔，旁邊標(biāo)有i0引腳的腳引。單片機(jī)板與母板配合使用時(shí)，可形成個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。mcs-51單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個(gè)增益反相放大器，引線 xtal1和xtal2分別為反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入和來(lái)自反向振蕩器的輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。單片機(jī)內(nèi)部雖然有振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，外部還需要附加電路。石英晶體振蕩和陶瓷振蕩均可采用。輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。51單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種，分別為：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。利用其內(nèi)部的振蕩電路xtal1和

26、xtal2引線上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩，用示波器可以觀察到xtal2輸出的時(shí)鐘信號(hào)。在mcs-51單片機(jī)一般常用內(nèi)部時(shí)鐘方式，也就是在xtal1和xtal2之間連接晶體振蕩器與電容構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，晶體和電容決定了單片機(jī)的工作時(shí)間精度為1微秒。晶體可在1.2-12mhz之間選擇。mcs-51單片機(jī)在通常應(yīng)用情況下，使用振蕩頻率為6mhz的石英晶體，而12mhz頻率的晶體主要是在高速串行通信情況下才使用，在這里我用的是12mhz石英晶體。對(duì)電容無(wú)嚴(yán)格要求，但它的取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小及振蕩電路起振蕩速度有一點(diǎn)影響。c1和c2可在20-100pf之間取值，一般情況取

27、30pf。外部時(shí)鐘方式是把外部振蕩信號(hào)源直接接入xtal1或xtal2。由于xtal2邏輯電平不是ttl的，所以還要接一個(gè)上拉電阻。2.6 程序下載模塊 該模塊完成的功能是把源程序代碼下載到at89s51芯片中，它需要和微機(jī)上的isp下載器軟件配合使用來(lái)完成這樣的功能。isp為在線編程接口，j2為標(biāo)準(zhǔn)10p jtag下載接口。isp在線編程接口為89s51單片機(jī)提供了方便的在線編程方法。使用時(shí)將isp下載線一端與pc并口相連接，一端與isp接口相連，使用isp下載軟件即可實(shí)現(xiàn)mcu在線編程。下載線插接說(shuō)明：兩排十針下載口， 1號(hào)引腳的邊上有一個(gè)小方框；下載線的凸口為正方向，凸口的右側(cè)邊的第一個(gè)

28、插孔為1號(hào)引腳，這一點(diǎn)一定要切記，不然的話(huà)程序下載不進(jìn)去。2.7 設(shè)計(jì)電路及連線 圖2-3 電路連接3軟件設(shè)計(jì)3.1軟件功能描述此單片機(jī)模擬電梯用綠色發(fā)光二極管組成的箭頭來(lái)指示電梯當(dāng)前是處于上升狀態(tài)還是下降狀態(tài)，用數(shù)碼管顯示當(dāng)前是處于哪一層，用紅色發(fā)光二極管指示電梯走到哪一層會(huì)停。電源接通后，若沒(méi)有人按下停止按鍵，它就以每層2秒的速度一直上下運(yùn)行，若有人按下某一層的停止按鍵，它就會(huì)在相應(yīng)的那一層停止4秒鐘，并伴有開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)的聲音提示。3.2流程圖設(shè)計(jì) 初始化按鍵查詢(xún)1層按鍵按下2層按鍵按下5層按鍵按下6層按鍵按下3層按鍵按下7層按鍵按下4層按鍵按下8層按鍵按下對(duì)應(yīng)中斷程序圖 3-1 主程序流程

29、圖 該圖為電梯上升時(shí)的流程，任意按鍵按下時(shí)則進(jìn)入相應(yīng)的中斷程序，否則一直進(jìn)行1到8層按鍵的循環(huán)檢測(cè)。電梯下降時(shí)則進(jìn)行8到1層按鍵的循環(huán)檢測(cè)。3.3程序設(shè)計(jì)3.3.1程序初始化 tcountequ4chcengequ4dhorg0000hljmpstartorg000bhljmpint0xorg0030h;初始化;start:movtmod,#01hmovth0,#3chmovtl0,#0b0h ;50msmovie,#82hsetbtr0movtcount,#4clr f0mov20h,#0movr0,#30hmovr1,#30qing:movr0,#00hincr0djnzr1,qing ;

30、把30h到4dh這30個(gè)單元清0movp0,#06hmovp3,#0f8h3.3.2主程序調(diào)用xun:jbp1.0,onelcallys10msjbp1.0,one ;判斷一層的停止按鍵是否按下clrp2.0 ;若按下則把對(duì)應(yīng)的紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮one:jbp1.1,two lcallys10ms jbp1.1,two ;判斷二層的停止按鍵是否按下clrp2.1 ;若按下則把對(duì)應(yīng)的紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮two:jbp1.2,thrlcallys10msjbp1.2,thrclrp2.2thr:jbp1.3,foulcallys10msjbp1.3,fouclrp2.3fou:jbp1.4,fivl

31、callys10msjbp1.4,fivclrp2.4fiv:jbp1.5,sixlcallys10msjbp1.5,sixclrp2.5six:jbp1.6,sevlcallys10msjbp1.6,sevclrp2.6sev:jbp1.7,xunlcallys10msjbp1.7,xunclrp2.7ljmpxun3.3.3中斷程序調(diào)用int0x:movth0,#3chmovtl0,#0b0hinctcountmova,tcountcjnea,#5,zhuan2 ;50ms*5=250msmovtcount,#00hjbf0,zhuan ljmpzhuan1zhuan:ljmpxiajia

32、ngzhuan1:movp3,#0f8h ;上升的箭頭mova,cengcjnea,#00h,ss2movp0,#06h ;顯示jbp2.0,ss1_1inc30hmova,30hcjnea,#1,ssx1_1 clrp3.4 ;一層門(mén)開(kāi)的聲音開(kāi)ssx1_1:cjnea,#2,ssx1_2setbp3.4 ;一層門(mén)開(kāi)的聲音關(guān)ssx1_2:cjnea,#16,ssx1_3clrp3.4 ;一層門(mén)關(guān)的聲音開(kāi)ssx1_3:cjnea,#17,zhuan2 ;16*250ms=4s(總共次，但實(shí)際在這里停止的時(shí)間只有次ms）mov30h,#0setbp3.4 ;一層門(mén)關(guān)的聲音關(guān)setbp2.0 ;熄滅

33、對(duì)應(yīng)的紅色發(fā)光二極管ss1_1:inc31hmova,31hcjnea,#9,zhuan2 ;8*250ms=2s（總共次，但實(shí)際上升一層只用次ms）mov31h,#0inccengss2:mov a,cengcjnea,#01h,ss3movp0,#5bh ;顯示jbp2.1,ss2_1inc32hmova,32hcjnea,#1,ssx2_1clrp3.4 ;二層門(mén)開(kāi)的聲音開(kāi)ssx2_1:cjnea,#2,ssx2_2setbp3.4 ;二層門(mén)開(kāi)的聲音關(guān)ssx2_2:cjnea,#16,ssx2_3clrp3.4 ;二層門(mén)關(guān)的聲音開(kāi)ssx2_3:cjnea,#17,zhuan2 ;16*2

34、50ms=4s(總共次，但實(shí)際在這里停止的時(shí)間只有次ms)mov32h,#0setbp3.4 ;二層門(mén)關(guān)的聲音關(guān)setbp2.1 ;熄滅對(duì)應(yīng)的紅色發(fā)光二極管ss2_1:inc33hmova,33hcjnea,#9,zhuan2 ;8*250ms=2s（總共次，但實(shí)際上升一層只用次ms?mov33h,#0ljmpzhuan34系統(tǒng)調(diào)試4.1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試是利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、示波器等），檢查用戶(hù)系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。 靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在用戶(hù)系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。 第一步：目測(cè)。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 第二步

35、：萬(wàn)用表測(cè)試。先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步：加電檢測(cè)。給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 。第四步：聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶(hù)系統(tǒng)的調(diào)試。動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶(hù)系統(tǒng)工作的情況下，發(fā)現(xiàn)和排除用戶(hù)系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶(hù)系統(tǒng)硬件電路分為若干塊。當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無(wú)關(guān)的器件全部從用戶(hù)系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無(wú)故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，再對(duì)各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試，由分到合的調(diào)試就可完成。由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。4.2 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)用戶(hù)程序的匯編、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程。1) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 軟件調(diào)試在keil編譯器下進(jìn)行，運(yùn)行在windows xp操作系統(tǒng)下。源程序編譯及仿真調(diào)試應(yīng)分段或以子程序?yàn)閱挝灰粋€(gè)一個(gè)進(jìn)行，最后可結(jié)合硬件實(shí)時(shí)調(diào)試。2) 實(shí)驗(yàn)步驟 1) 按照系統(tǒng)硬件連線圖連好。 2) 把編寫(xiě)好的程序進(jìn)行匯編并輸入單片機(jī)at89s51仿真器和對(duì)其進(jìn)行初始化。3) 先按下開(kāi)啟