畢業(yè)設(shè)計高層住宅樓單臺電梯信號控制系統(tǒng)設(shè)計

1、重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）高層住宅樓單臺電梯信號控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 生：XX學(xué) 號：XX指導(dǎo)教師：XX專 業(yè)：機械電子工程重慶大學(xué)機械工程學(xué)院二O一五年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityHigh-rise residential building single elevator signal control system designUndergraduate: XXSupervisor:XXMajor: Mechanical and Electronic EngineeringCollege of Mechanical E

2、ngineeringChongqing UniversityJune 2015重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 中文摘要摘 要本次畢業(yè)設(shè)計主要研究單片機在電梯控制領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著高層建筑的快速發(fā)展，電梯越來越成為不可或缺的交通運輸設(shè)備，控制系統(tǒng)在電梯中發(fā)揮著越發(fā)重要的作用。當(dāng)今社會對于電梯的各種要求越來越高，這些性能體現(xiàn)在穩(wěn)定性、安全性、可維護性等方面。設(shè)計中以AT89S52單片機為電梯自動控制系統(tǒng)的核心控制器件，由緒論、總體方案設(shè)計，系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件設(shè)計等幾個部分組成。本設(shè)計的主要任務(wù)是電梯位置控制方案設(shè)計與呼叫請求響應(yīng)方案設(shè)計。在位置控制方案中，由于單片機可靠性高、應(yīng)用靈活等諸多優(yōu)點，本

3、設(shè)計的電梯系統(tǒng)控制運用了單片機來實現(xiàn)。在呼叫請求響應(yīng)設(shè)計中，輸入過程是通過對電梯外部控制請求信號的采集、分類存儲和判斷，再對有效的控制信號進行輸出；輸出則是電梯的樓層顯示、控制電梯拖動電機、電梯的運行方向顯示和電梯的門控電機等外部設(shè)備。此外，本設(shè)計還加入了電梯荷載稱重和報警方案設(shè)計，這樣使電梯具有超重報警功能和緊急預(yù)案功能，提高了安全性。關(guān)鍵詞：電梯控制系統(tǒng)，AT89S52，信號采集，安全性重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） ABSTRACTABSTRACTThis graduation design mainly research for the application of single-

4、chip microcomputer in the elevator control domain. With the rapid development of high-rise buildings, the elevator is becoming an indispensable transportation equipment, and the control system plays an increasingly important role in the elevator. In the present society, the demands of the elevator a

5、re higher and higher, and these performances are reflected in the aspects of stability, security ,maintainability and so on.This paper introduces the AT89S52 microcontroller as the core control device of the elevator control system, including the overall scheme design, system hardware design and sof

6、tware design, etc. The main task of this design is the position of the elevator control design scheme and the call request response plan design. In the position control of the elevator control scheme, because of the high reliability and the application of the single chip. In the call request respons

7、e design, the input process is the outside of elevator control request signal collection, classification, storage and judgment, then the effective control signal is output; the output is elevator floor display, control elevator motor, elevator running direction of the display and the elevator gated

8、motor and other external devices. In addition, load weighing and alarm design are added in the design, so that the elevator has the function of overweight alarm and emergency plan, which can improve the security.Keywords: elevator control system, AT89S52, signal acquisition, security重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）

9、 目錄目 錄摘 要IABSTRACT目 錄1 緒論11.1 課題的背景及意義11.2 電梯基本知識介紹11.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀31.4 課題研究的內(nèi)容52 總體方案設(shè)計62.1 電梯控制器方案選擇62.2 單片機控制方案選擇72.3 按鍵模塊72.4 位置檢測模塊82.5 位置顯示模塊82.6 重量檢測模塊92.7 聲音提示模塊92.8 報警模塊102.9 本章小結(jié)103 系統(tǒng)硬件設(shè)計113.1 單片機AT89S52介紹113.1.1 單片機AT89S52引腳功能說明123.1.2 單片機AT89S52存儲器介紹143.2 按鍵電路163.3 樓層檢測電路173.4 顯示電路183.5 稱重電

10、路203.6 端口擴展電路213.7 電源電路223.8 本章小結(jié)234 系統(tǒng)軟件設(shè)計244.1 程序設(shè)計整體思路244.2 主程序設(shè)計244.3 電梯各模塊控制程序264.3.1 上電初始化264.3.2 運行狀態(tài)邏輯控制264.3.3 中斷服務(wù)流程圖344.3.4 鍵盤掃描344.3.5 樓層檢測與顯示374.4 本章小結(jié)385 小結(jié)與展望39參 考 文 獻40致 謝41附錄42重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論1 緒論1.1 課題的背景及意義電梯是集電氣控制技術(shù)、機械原理應(yīng)用、系統(tǒng)工程學(xué)、微處理技術(shù)等多科學(xué)和多技術(shù)分支于一體的機電設(shè)備，它是高層建筑中不可或缺的交通運輸設(shè)備。隨著現(xiàn)

11、代社會的高速發(fā)展,建筑物的規(guī)模越來越大,樓層也越來越多,人們對現(xiàn)代電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。它靠電力來拖動一個可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運動，其控制信號類型多，關(guān)系復(fù)雜，要求的控制性能特別高。而電梯作為一種生產(chǎn)生活的典型運載工具，其使用已十分普及。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，高層建筑越來越多，對電梯的運行速度和控制性能也提出了更高的要求。眾所周知，安全是電梯制造、安裝和使用的首要條件。而在我國于八十年代初至九十年代初投入使用的電梯,其中絕大部分采用繼電器繼電器陣列結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體積大、噪音大、觸點易磨損、接線復(fù)雜、維護工作量大、故障率高，已無法跟上現(xiàn)代

12、社會對電梯的要求。自上世紀80年代以來，微機控制系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，現(xiàn)已深人到我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面，隨著電力微電子技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,人們廣泛應(yīng)用以微機為核心的控制。尤其是單片機的開發(fā)與應(yīng)用，其深度越深，廣度越來越大。把應(yīng)用微機的電梯控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的采用繼電接觸邏輯控制系統(tǒng)進行比較，前者具有極大的優(yōu)越性，一方面，整個系統(tǒng)的體積減小了，可靠性提高了，使用壽命延長也就延長了；另一方面，它還大大減少了安裝調(diào)試和維護維修的工作量，降低了整個電梯的運行成本。更大的優(yōu)點是微機具有靈活的邏輯和算術(shù)運算功能，具有很強的通信和可擴展功能，能實現(xiàn)更完善的自動控制。在未來幾十年里，微機控制系統(tǒng)將一直是電梯

13、控制系統(tǒng)的核心，它可以在其他很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。1.2 電梯基本知識介紹電梯的工作原理是曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。電梯是機與電緊密結(jié)合的復(fù)雜產(chǎn)品，其基本組成包括機械部分與電氣部分，但從空間上考慮一般劃為四大空間和八大系統(tǒng)。四大空間：（1）機房部分 包括電源開關(guān)、曳引機、控制柜（屏）、選層器導(dǎo)向輪、減速器、限速器、限位開關(guān)、制動抱閘裝置、機座等。（2）井道部分 包括導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支架、對重裝置、緩沖器、限速器張緊裝置、補償鏈、隨行電纜、底坑及井道照明等。（

14、3）層站部分 包括層門（廳門）、呼梯裝置（召喚盒）、門鎖裝置、層站開關(guān)門裝置、層樓顯示裝置等。（4）轎廂部分 包括轎廂、轎廂門、安全鉗裝置、平層裝置、安全窗、導(dǎo)靴、開門機、轎內(nèi)操縱箱、指層燈、通信及報警裝置等。八大系統(tǒng)：（1）曳引系統(tǒng)：曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。（2）導(dǎo)向系統(tǒng)：導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運動。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。（3）轎廂：轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。（4）門系統(tǒng)：門系統(tǒng)的主要功能是封住

15、層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。（5）重量平衡系統(tǒng)：系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。（6）電力拖動系統(tǒng)：電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機調(diào)速裝置等組成。（7）電氣控制系統(tǒng)：電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏（柜），平層裝置，選層器等組成。（8）安全保護系統(tǒng)：保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由電梯限速

16、器、安全鉗、夾繩器、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開關(guān)裝置組成。電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。圖1.1 電梯基本結(jié)構(gòu)剖視圖1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀電梯是機電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)問題。而對現(xiàn)代電梯尤為重要的是，應(yīng)具有高度的安全性。事實上，在電梯上已采取了多項安全保護措施。在設(shè)計電梯時，對機械零件部件和電氣元器件都取用了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。然而，只有電梯的制造、安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝、定期維修和檢查試驗，從而為

17、電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認真地調(diào)查和科學(xué)計算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。據(jù)資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。目前，電梯控制領(lǐng)域重點朝著兩個方向發(fā)展，一是交流調(diào)壓調(diào)速技術(shù)，二是電氣控制技術(shù)。（1）交流調(diào)壓調(diào)速技術(shù)隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管變流裝置越來越多的用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動系統(tǒng)簡化，性能提高。同時交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制與開發(fā)，使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。進入20世紀80年代，通過控制電動機定子供電電壓與頻率調(diào)整電梯運行速度的調(diào)壓調(diào)頻技

18、術(shù)研制成功，出現(xiàn)了交流變壓變頻（VVVF）調(diào)速電梯，開拓了電梯拖動的新領(lǐng)域。1993年，日本生產(chǎn)了12.5m/s的世界最高速交流變壓變頻調(diào)速電梯，結(jié)束了直流電梯獨占高速電梯領(lǐng)域的歷史。（2）電氣控制技術(shù)微機控制電梯是電梯技術(shù)的方向，一些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結(jié)合，相繼推出了微機控制的電梯新機型，使控制功能得到增強，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。除了合資企業(yè)外，也有其他廠家開發(fā)了變頻調(diào)速電梯新產(chǎn)品。另外，用可編程控制器（PC）取代繼電器控制系統(tǒng)的機型也已投產(chǎn)，使電梯性能得到改善，故障率明顯降低。在技術(shù)上，應(yīng)該說這是一大進步，用PC對單梯進行控制還是有前途的。有些生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、

19、防火廳門、地震控制、自檢測以及語言合成等電梯新功能；對機械系統(tǒng)采用了新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)和新工藝?？傊c國外先進技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進水平。電梯發(fā)展到今天，在使用需求和新技術(shù)應(yīng)用方面都進入到了全面發(fā)展時期。據(jù)電梯行業(yè)信息介紹，目前國際上電梯的新技術(shù)應(yīng)用包括以下幾個方面：（1）全數(shù)字識別乘客技術(shù)（所有乘客進入電梯前進行識別，其中包括眼球識別、指紋識別）。（2）數(shù)字智能型安全控制技術(shù)（通過乘客識別系統(tǒng)或者IC卡以及數(shù)碼監(jiān)控設(shè)備，拒絕外來人員進入）。（3）第四代無機房電梯技術(shù)（速度可以達到2.0m/s以上，最高可以使用在30層以上）。（4）

20、雙向安全保護技術(shù)（雙向安全鉗、雙向限速器在歐洲必須使用，中國正在被普遍使用）。（5）節(jié)能技術(shù)（采用節(jié)能技術(shù)，使電梯更節(jié)約能源）。（6）數(shù)字監(jiān)控技術(shù)（完全采用計算機進行電梯監(jiān)控與控制）。（7）快速安裝技術(shù)（改變過去的電梯安裝方法，能夠快速組裝）。（8）無線遠程控制及報警裝置（當(dāng)電梯產(chǎn)生故障時，電梯可以通過無線裝置給手機發(fā)送故障信息，并通過手機發(fā)送信號對電梯進行簡單控制）?？梢姡S著智能化、信息化建筑的興起與完善，對電梯的要求不只停留在完成垂直運輸?shù)幕竟δ?，還應(yīng)以人為本，提高舒適度，特別是從電梯運行的控制智能化角度考慮，電梯的優(yōu)質(zhì)服務(wù)不再是的單一的“時間最短”問題，而是要采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、

21、專家系統(tǒng)等方法，以期實現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式。合理的配置與使用。遠程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。1.4 課題研究的內(nèi)容電梯是垂直方向的運輸設(shè)備，是高層建筑中不可缺少的交通運輸設(shè)備。它靠電力，拖動一個可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運動，在人們生活中起著舉足輕重的作用。安全是電梯制造、安裝和使用的首要條件。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，微型計算機在工業(yè)實時控制系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。采用微型計算機實現(xiàn)電梯控制，取代傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制，使控制系統(tǒng)體積減小，成本降低，耗電省，可靠性提高。且有通用性強，靈活性大，易于實現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點。因此，微型計算機控制電梯越來越成為

22、一種趨勢。本設(shè)計的主要研究對象是基于單片機的電梯信號控制系統(tǒng)，要求設(shè)計總體方案，電梯位置控制方案和電梯呼叫請求響應(yīng)方案。所要實現(xiàn)的基本功能有：召喚信號登記、選層定向、轎廂位置判斷、順向截梯、反向截梯、消號及反向保號等。本設(shè)計是以8層住宅樓的電梯為研究對象，選用52單片機作為其控制器，其主要有5個組成模塊：電源控制模塊、管理模塊、顯示模塊、位置檢查控制和重量檢測模塊。根據(jù)任務(wù)書的要求、開題報告的綜述，本課題的研究內(nèi)容包括以下五個方面：（1）總體方案設(shè)計（2）電梯位置控制方案設(shè)計與呼叫請求響應(yīng)方案設(shè)計；（3）電梯荷載稱重和報警方案設(shè)計；（4）系統(tǒng)硬件設(shè)計；（5）系統(tǒng)軟件。5重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計

23、（論文） 2 總體方案設(shè)計442 總體方案設(shè)計2.1 電梯控制器方案選擇電梯是勢能負載，在使用過程中起動、制動頻繁,負載變化較大，行駛方向也不停地變化。為了確保電梯運行安全、可靠、提高乘客舒適感，要求電梯控制系統(tǒng)不管在哪種負載下都有良好的調(diào)速性能。電梯控制系統(tǒng)為電梯提供了動力，且控制著電梯的起動加速、穩(wěn)速運行和制動減速。目前的電梯信號控制系統(tǒng)主要有三種方式：繼電器控制、PLC控制、單片機控制。電梯控制系統(tǒng)最開始采用的是繼電器控制，它有幾個特點：（1）從控制方式上看繼電器的控制是采用硬件接線實現(xiàn)的，是利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)極延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。

24、（2）從控制速度上看，繼電器控制邏輯是依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級，機械觸點有抖動現(xiàn)象。（3）從延時控制上看，繼電器控制系統(tǒng)是靠時間繼電器的滯后動作實現(xiàn)延時控制，而時間繼電器定時精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時間困難?；谶@些特點，繼電器控制系統(tǒng)的缺點就十分明顯：（1）繼電器在長期磨損和疲勞工作條件下工作，極易損壞。（2）繼電器的安裝和調(diào)試以及改動都是需要投入大量的時間和人力物力（3）繼電器的觸點容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，經(jīng)常造成停梯，大大降低了電梯的安全性和可靠性，給乘梯人員帶來困擾。更為嚴重的是，電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能造成人

25、員傷亡?；谶@些缺點和現(xiàn)代電梯技術(shù)的要求，繼電器控制系統(tǒng)已經(jīng)被人們所遺棄。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，微型計算機在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在電梯控制上采用微型計算機，取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式越來越受到人們的重視。使用微型計算機控制，使得電梯控制系統(tǒng)體積減小、節(jié)省能源、可靠性提高，可編程使靈活性增大，更在實現(xiàn)復(fù)雜功能的控制上顯出優(yōu)越性。常用的微機控制主要有兩種技術(shù)：基于PLC控制和基于單片機控制。可編程控制器(Programmable Logical Controller)簡稱為PC或PLC，是微機技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是基于順序控制器和微機控制器而發(fā)展起來的新型控制器，是一種

26、以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機。其優(yōu)點是有良好的抗干擾性能，適應(yīng)很多工業(yè)控制現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)主要還是由可編程控制器控制。其缺點是由于PLC的針對性較強，每一臺PLC都是根據(jù)一個設(shè)備而設(shè)計的，所以價格較昂貴。相比而言，基于單片機控制具有PLC沒有的優(yōu)勢：單片機價格相當(dāng)便宜，也不像PLC那么有針對性，可以隨著設(shè)備的更新而不斷修改完善，更完美的實現(xiàn)設(shè)備的升級。事實證明，基于單片機控制的電梯可以大大降低成本而且運行也較可靠，采用單片機來實現(xiàn)老式電梯控制系統(tǒng)的改造無疑是最佳方案。由于單片機具有體積小、線路簡單、無噪音、可靠性高、維護方便等優(yōu)點,是一種低投入、高回報的方案。

27、同時單片機能方便實現(xiàn)多臺電梯的群控,并通過通訊接口與樓宇自動化系統(tǒng)聯(lián)接，實施對電梯的監(jiān)控。綜上，本課題設(shè)計所用的電梯控制系統(tǒng)選用單片機控制系統(tǒng)。2.2 單片機控制方案選擇方案一：一片單片機為主控制器的方案。MCU采用一片單片機控制所有的按鍵、數(shù)碼管顯示、電動機的轉(zhuǎn)動、傳感器的輸出信號等，并對以上所有信號進行處理。這種方案的控制系統(tǒng)相對復(fù)雜，只適用于較簡單的電梯控制系統(tǒng)，因為這次設(shè)計的內(nèi)容是8層電梯控制系統(tǒng)，所以選用這種方案。單片機技術(shù)目前較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計簡單，成本低，可靠性高，結(jié)合軟件完全可以實現(xiàn)電梯運行狀況的簡單模擬。方案二：多片單片機控制方案。這種方案是使用多片單片機，其中

28、一片是作為主控制器，另外設(shè)置了轎廂控制系統(tǒng)，每層的控制系統(tǒng)分別由一個單片機控制，然后通過主控制器和副控制器之間的通訊，實現(xiàn)電梯系統(tǒng)的控制。這種方案的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單明了，各個系統(tǒng)之間相互獨立便于維護和修檢。所以根據(jù)功能要求需要選用5片AT89C2052單片機就可以實現(xiàn)該電梯的功能。不過單片機之間的通訊較多，在目前通訊是個難點，可能導(dǎo)致電梯運行過程不夠穩(wěn)定。 權(quán)衡上述兩種方案，本次設(shè)計采用方案一，由一片單片機控制所有的功能。2.3 按鍵模塊電梯按鍵是人與電梯交互的入口，通過電梯系統(tǒng)，乘客給電梯系統(tǒng)傳達自己的意愿。按鍵就相當(dāng)于電梯控制系統(tǒng)的耳朵，“聽到”乘客所要去的樓層數(shù)，“大腦”AT89S52

29、對其進行處理，再給出反應(yīng)將乘客送到目標樓層。按鍵可以直接和I/O口的引腳相接，當(dāng)按鍵按下時，輸入端口電位改變，從而完成按鍵信號傳輸。鍵盤有兩種排列方式：一種是一個按鍵對應(yīng)一個引腳；另一種是將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯。比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由于本設(shè)計按鍵所需要的比較多，單片機的I/O口將不夠用，為了減少I/O口的占用，采用矩陣法來做鍵盤。2.4 位置檢測

30、模塊 在電梯信號控制中，電梯轎廂位置的檢測是其中的一個重要環(huán)節(jié)。電梯運行到的樓層數(shù)需要進行實時采集，這會影響截梯順序、樓層顯示等環(huán)節(jié)。平層感應(yīng)器是電梯的位置檢測模塊通常用的感應(yīng)器，轎廂的位置檢測分為接觸式和非接觸式?，F(xiàn)有兩種位置檢測模塊方案如下：方案一：采用紅外發(fā)射對管檢測電梯層數(shù)這是非接觸式檢測，在豎井各個樓層設(shè)置紅外發(fā)射對管。當(dāng)接通電源時，紅外線發(fā)射管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)轎廂運動到特定位置（即樓層位置），紅外線接收頭接收到紅外線輸出發(fā)生變化，單片機通過紅外線接收頭輸出的變化知道電梯轎廂的位置。此傳感器的響應(yīng)時間為2.5ms，且體積小、功耗低、容易安裝。而且反射式非接觸式傳感器由于具有發(fā)散角小

31、、精度高、反應(yīng)速度快、有效距離較遠、抗干擾能力強、可靠性較高等優(yōu)點，能夠更加準確定位樓層。方案二：采用金屬接近開關(guān)檢測電梯到達樓層數(shù)這是接觸式檢測，在轎廂安裝金屬片，并在豎井各個樓層設(shè)置金屬接近開關(guān)，當(dāng)轎廂運動到特定位置，豎井上的金屬接近開關(guān)觸碰到金屬片，其輸出發(fā)生變化。單片機通過金屬接近開關(guān)輸出的變化知道電梯轎廂的位置。該方案安裝的金屬片會加重轎廂重量，并且金屬接近開關(guān)體積較大、安裝不便、成本較高。對比以上兩種方案，本設(shè)計采用第一種方案，采用紅外發(fā)射對管檢測電梯層數(shù)。2.5 位置顯示模塊電梯的位置顯示是將電梯所在的樓層數(shù)通過視覺直觀的反饋給轎廂內(nèi)和門廳的乘客，使他們實時知道電梯位置，以便作好

32、乘梯和離梯準備。此顯示模塊不僅要顯示電梯的位置，還要顯示電梯運行的方向。基于這些要求，現(xiàn)有兩種方案供選擇：方案一：采用點陣式液晶顯示器（LCD即 Liquid Crystal Displa）顯示各種相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息。點陣式液晶顯示器屬于低功耗器件，但其價格較貴。方案二：采用傳統(tǒng)的7段數(shù)碼管（LED）顯示電梯實時所到的樓層。雖功耗大，但其軟件驅(qū)動簡單，硬件電路調(diào)試方便，價格便宜，亮度大，能滿足本設(shè)計的要求。綜合各方面考慮，以上方案中選擇方案二，即采用傳統(tǒng)的7段數(shù)碼管作為顯示模塊。2.6 重量檢測模塊重量檢測模塊是電梯控制中一個關(guān)鍵的模塊，這關(guān)乎到電梯的安全運行。住宅電梯一般載重為100

33、0kg，如果電梯的實際載重超過了安全值，電梯的牽引部分將會不穩(wěn)定甚至發(fā)生斷裂，這嚴重影響到電梯的安全性，所以重量檢測模塊選擇的標準是高精度、高靈敏度。重量檢測的核心是稱重傳感器。它的工作原理：傳感器輸出的信號經(jīng)運放差動放大器放大到一定值、A/D 轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號后送入單片機進行顯示和過載判斷。用傳感器應(yīng)先考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境，這點對正確選用稱重傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全、使用壽命乃至整個衡器的可靠性和安全性。稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類，以電阻應(yīng)變式使用最廣。本設(shè)計中采用由珠海阿爾法

34、機電科技有限公司生產(chǎn)的DS11-2電梯稱重傳感器。DS11-2 為非接觸式稱重傳感器，開關(guān)量輸出。DS11-2 稱重傳感器和永磁磁鐵（圓磁鋼）配合使用，當(dāng)傳感器探頭處的磁場強度大于一定值的時候，傳感器內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)，指示燈燃亮，輸出高電平信號，反之指示燈熄滅，輸出低電平信號。利用這種原理，可以做到為電梯提供輕載、滿載、超載等開關(guān)信號2.7 聲音提示模塊僅有顯示模塊給乘客的視覺反饋是不夠的，還要有聲音提示模塊給乘客的聽覺反饋。如果轎廂里或者門廳的乘客在低頭玩手機或者干其他事情，沒有注意到顯示模塊顯示的電梯信息，那么聲音提示模塊就能發(fā)揮作用了?，F(xiàn)有兩個方案如下：

35、方案一：采用美國ISD公司的2590語音芯片，該語音芯片錄放時間為90 秒。ISD2500 系列具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點。它的最大特點在于片內(nèi)E2PROM容量為480K，所以錄放時間長；有10個地址輸入端，尋址能力可達1024 位；最多能分600 段；設(shè)有OVF（溢出）端，便于多個器件級聯(lián)。但是價格較貴，表達內(nèi)容固定，只能表達錄音內(nèi)容。方案二：采用蜂鳴提示音提示。當(dāng)轎箱到達所需的樓層時，蜂鳴器響，提示乘客到達了所按下的樓層，另外可以作為緊急停止時的報警提示信號，其軟件驅(qū)動、硬件電路調(diào)試非常簡潔方便，而且價格便宜，能夠用不同的聲音頻率表達不同的意思。目前有很多聲音提示都是用的蜂鳴器，本

36、設(shè)計為8層電梯，蜂鳴器完全可以滿足本設(shè)計的要求。根據(jù)實際的設(shè)計需要，本設(shè)計采用第二個方案。2.8 報警模塊報警模塊分為緊急情況報警模塊和超重報警模塊兩部分。緊急情況報警模塊位于轎廂內(nèi)部，是電梯發(fā)生緊急情況時的安全保障。其作用是當(dāng)電梯突然發(fā)生故障使轎箱內(nèi)的人被困或者乘客發(fā)生突發(fā)狀況時，通過按下緊急停止按鈕，可以清除所有呼叫信號，將電梯直接運行至一樓，并發(fā)出報警信號。這時小區(qū)保衛(wèi)人員知道電梯有緊急情況發(fā)生，就會積極采取措施施救，確保人員安全。超重報警結(jié)合了重量檢測模塊和聲音提示模塊，是在電梯超重時給乘客提示的模塊。其工作過程是先由重量檢測模塊將轎廂里的乘客總重量轉(zhuǎn)換為電信號傳送給單片機，再由單片機

37、程序判斷電梯是否超重，如果判斷為超重，則單片機發(fā)出指令使電梯不能起動，并且由聲音提示模塊發(fā)出報警信號，提示乘客轎廂里面人員過多，已經(jīng)超重。待到多余乘客退出轎廂，重量達到要求，電梯再次恢復(fù)起點。這是為了保證電梯的安全運行環(huán)境，延長電梯壽命，提高其安全性。2.9 本章小結(jié)本章對基于單片機的電梯控制系統(tǒng)方案進行了總體設(shè)計，并對各個模塊既有方案進行了初步的選擇。這些模塊有電梯控制系統(tǒng)方案選擇、位置檢測模塊、單片機控制方案選擇、聲音提示模塊、位置顯示模塊、重量檢測模塊和報警模塊，方案的選擇是第一步，本章起到了引導(dǎo)作用。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計3 系統(tǒng)硬件設(shè)計在設(shè)計的基于單片機的

38、電梯控制系統(tǒng)中，以一片AT89S52單片機為主控器的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的主要運行過程就是采集請求信號，然后通過單片機存儲、識別和判斷，再輸出相應(yīng)的控制信號并控制拖動電機動作、門控電機動作和顯示模塊變化。硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下：圖 3.1 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.1 單片機AT89S52介紹單片微型計算機(Single Chip Micro Computer)簡稱單片機，它是把組成微型計算機的各功能部件：中央處理單元 CPU、一定容量的隨機存儲器 RAM 和只讀存儲器 ROM、定時器/計數(shù)器、I/O 接口電路以及串行口等制作在一塊芯片中的計算機，具有微型計算機的基本功能。本設(shè)計系統(tǒng)選用的微控制器是美

39、國ATME公司生產(chǎn)的低電壓高性能 CMOS 8 位單片機AT89S52。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有 8K 系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和系統(tǒng)可編程 Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。AT89S52單片機的功能十分強大，其主要性能有：（1）與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容；（2）8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器；（3）1000次擦寫周

40、期；（4）全靜態(tài)操作：0Hz-33MHz；（5）三級加密程序存儲器；（6）32個可編程I/O口線；（7）三個16位定時器/計數(shù)器；（8）8個中斷源；（9）全雙工UART串行通道；（10）低功耗空閑和掉電模式；（11）掉電后中斷可喚醒；（12）看門狗定時器；（13）雙數(shù)據(jù)指針；（14）掉電標識符。3.1.1 單片機AT89S52引腳功能說明單片機AT89S52引腳定義見圖3.2圖3.2 AT89S52引腳圖(1)Vcc：電源電壓(2)GND：地(3)P0口P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)

41、據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。(4)P1口P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收和輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（I1），P1.0和P1.1還可以作為定時/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見表3.1。在flash編程

42、和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。表3.1 P1口引腳第二功能引腳第二功能P1.0T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）P1.5MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7SCK（在系統(tǒng)編程用） (5)P2口P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖可驅(qū)動(吸收和輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（I）。在訪問外部程序存儲器或16

43、位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXRI）時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗時，P2亦接受高位地址和一些控制信號。(6)P3口P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入1時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（Il）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3-2所示：此外，P3口還接受一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校

44、驗的控制信號。表3.2 P3口引腳第二功能引腳第二功能引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INTO(外中斷0)P3.3INT1(外中斷1)P3.4TO(定時/計數(shù)器0)P3.5T1(定時/計數(shù)器1)P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)(7)RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位(8)ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于

45、定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（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MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。(9)PSEN程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。(10)EA/VP

46、P外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），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)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件使用12V編程電壓Vpp。(11)XTAL1振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。(12)XTAL2振蕩器反相放大器的輸出端。3.1.2 單片機AT89S52存儲器介紹AT89S52把程序存儲器分開，各自有尋址系統(tǒng)，控制信號和功能。程序存儲器用來存放程序和始終要保留的常數(shù)

47、。數(shù)據(jù)存儲器常用來存放程序運行中所需要的常數(shù)或變量。其存儲器結(jié)構(gòu)如圖3.3所示：圖3.3 AT89S52存儲器（1）數(shù)據(jù)存儲器AT89S52數(shù)據(jù)存儲器根據(jù)不同的尋址方式和不同的功能分成以下四個部分：DATA區(qū)：AT89S52的前128字節(jié)內(nèi)部RAM這部分主要是作為數(shù)據(jù)段稱為DATA區(qū),指令用一個或兩個周期來訪問。通常我們把使用比較頻繁的變量或局部變量存儲在DATA段中。在數(shù)據(jù)段中也可通過R0和R1采用間接尋址。數(shù)據(jù)段中有兩個小段，第一個子段包含四組寄存器組，每組寄存器組包含八個寄存器共32個寄存器。另外一個子段叫做位尋址段BDATA，包括16個字節(jié)共128位，每一位都可單獨尋址。這16個字節(jié)也

48、可進行字節(jié)尋址。特殊功能寄存器區(qū)(SFR)：中斷系統(tǒng)和外部功能控制寄存器位于從地址80H開始的內(nèi)部RAM中。這些寄存器被稱作特殊功能寄存器，簡稱SFR。其中很多寄存器都可位尋址，可通過名字進行引用。地址可被8整除的寄存器可以位尋址。XDATA區(qū)：AT89S52的XDATA存儲空間為64K，采用16位地址尋址。稱作外部數(shù)據(jù)區(qū)，簡稱XDATA區(qū)。處理XDATA中的數(shù)據(jù)至少要花3個指令周期。（2）程序存儲器AT89S52具有8K Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，可以外接達到64k字節(jié)的外部程序存儲器。如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。AT89S52單片機復(fù)位后程序計數(shù)器PC的內(nèi)容為

49、0000H，系統(tǒng)從0000H單元開始取指令，并執(zhí)行程序。程序存儲器是只讀的。如果EA接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為0000H1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000HFFFFH。3.2 按鍵電路電梯按鍵電路屬于電梯的輸入模塊，乘客通過按下要去樓層的按鍵，向單片機發(fā)送樓層數(shù)信號，單片機將信號判斷處理，指揮電梯正確到達指定樓層。按鍵電路可謂是電梯運行方式的主要數(shù)據(jù)依據(jù)來源，相當(dāng)于控制系統(tǒng)的耳朵。本設(shè)計是8層住宅樓的電梯，其按鍵有：轎廂內(nèi)樓層按鍵8個、開關(guān)門按鍵2個以及報警按鍵1個，除一樓只有上行按鍵，八樓只有下行按鍵外，每層樓的門廳有上、下按鍵各一個，總共有25個按鍵。由于

50、本電路所需的按鍵較多，為了節(jié)省單片機的I/O口，將按鍵排列成矩陣形式。由于共有25個按鍵，所以本電路采用5×5鍵盤矩陣，其電路如圖3.7所示，單片機采用行和列掃描法，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣通過讀輸入線的狀態(tài)就可以得知是哪個鍵被按下。圖3.4 鍵盤矩陣電路各按鈕開關(guān)說明：按鍵“1”：轎廂內(nèi)一樓呼叫開關(guān)；按鍵“2”：轎廂內(nèi)二樓呼叫開關(guān)；按鍵“3”：轎廂內(nèi)三樓呼叫開關(guān)；按鍵“4”：轎廂內(nèi)四樓呼叫開關(guān)；按鍵

51、“5”：轎廂內(nèi)五樓呼叫開關(guān)；按鍵“6”：轎廂內(nèi)六樓呼叫開關(guān)；按鍵“7”：轎廂內(nèi)七樓呼叫開關(guān)；按鍵“8”：轎廂內(nèi)八樓呼叫開關(guān)；按鍵“1上”：轎廂外一樓上呼叫開關(guān)；按鍵“2上”：轎廂外二樓上呼叫開關(guān)；按鍵“2下”：轎廂外二樓下呼叫開關(guān)；按鍵“3上”：轎廂外三樓上呼叫開關(guān)；按鍵“3下”：轎廂外三樓下呼叫開關(guān)；按鍵“4上”：轎廂外四樓上呼叫開關(guān)；按鍵“4下”：轎廂外四樓下呼叫開關(guān)；按鍵“5上”：轎廂外五樓上呼叫開關(guān)；按鍵“5下”：轎廂外五樓下呼叫開關(guān)；按鍵“6上”：轎廂外六樓上呼叫開關(guān)；按鍵“6下”：轎廂外六樓下呼叫開關(guān)；按鍵“7上”：轎廂外七樓上呼叫開關(guān)；按鍵“7下”：轎廂外七樓下呼叫開關(guān)；按鍵“8

52、下”：轎廂外八樓下呼叫開關(guān)；按鍵“開門”：轎廂內(nèi)轎門開門開關(guān)；按鍵“關(guān)門”：轎廂內(nèi)轎門關(guān)門開關(guān)；按鍵“報警”：轎廂內(nèi)緊急報警開關(guān)。3.3 樓層檢測電路電梯運行到的樓層數(shù)，是用平層感應(yīng)器發(fā)送給單片機的。本設(shè)計采用的是紅外接收電路作為平層感應(yīng)器，在豎井各個樓層設(shè)置紅外發(fā)射接收管，在轎廂上下運動的過程當(dāng)中紅外線發(fā)射管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)轎廂運動到特定位置，豎井上的紅外線接收頭收到紅外線，其輸出發(fā)生變化。單片機通過紅外線接收頭輸出的變化知道電梯轎廂的位置。其電路圖如圖3.5和圖3.6所示。 圖3.5 紅外發(fā)射對管 圖3.6 紅外對管電路圖圖3.6所示為反射式紅外線發(fā)射-接收器的示例。調(diào)整發(fā)射管的限流電阻

53、（200 ），可以調(diào)整靈敏度，但是注意不能讓電流超過50mA，以免燒毀發(fā)射管。輸出側(cè)的10k電阻是提供“0”電平時的接地電阻，如果電路里已經(jīng)有信號輸入的接地電阻，則可以省略本處的10k電阻。此電阻阻值不能太小，否則高電平輸出會達不到3.5V以上。只要在紅外線發(fā)射接收管前插入一件對紅外光有無反射作用的物質(zhì)，圖示的輸出端口“OUT”的電平立即從高變成低。如果該反射或無反射物質(zhì)是循環(huán)連續(xù)動作的話，就是一種非常好的無觸點信號源位置檢測。3.4 顯示電路（1）樓層顯示電路將電梯按鍵比作控制系統(tǒng)的耳朵，那電梯顯示電路就是控制系統(tǒng)的嘴巴了?？刂葡到y(tǒng)通過顯示電路，將電梯運行情況直觀的反應(yīng)給乘客。本設(shè)計是8層樓

54、的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計，樓層數(shù)最大為8，所以選用一個8位數(shù)碼管來顯示電梯所達到的樓層數(shù)。數(shù)碼管的驅(qū)動方式有兩種，靜態(tài)驅(qū)動和動態(tài)驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動，這種方式占用I/O端口多。動態(tài)驅(qū)動將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就

55、不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，節(jié)約大量的I/O端口。由于本設(shè)計要用到大量的I/O端口，故用動態(tài)驅(qū)動方式，用4511來驅(qū)動8位數(shù)碼管顯示電梯所到達的樓層數(shù)。本設(shè)計中，轎廂和每層樓的門廳都要設(shè)計一個數(shù)碼顯示管，接線如圖3.7所示，圖中共有9個數(shù)碼管并聯(lián)，通過對四根數(shù)據(jù)線進行寫操作來顯示樓層數(shù)。圖3.7 電梯顯示電路接線由于采用的是動態(tài)驅(qū)動方式，且共有9個數(shù)碼管并聯(lián)在一起，只由4根數(shù)據(jù)線控制，該電路會出現(xiàn)功率不夠，數(shù)碼管亮度過低的問題。為了解決這個問題，該電路必須要接功率放大器。本設(shè)計采用三極管來作功率放大器，接線圖如3.8所示，PB2端電流較小，基電極

56、電流小，集電極正向?qū)?，外接電壓給A端供電，A端與數(shù)碼管的一根控制線相接，使其輸入電流變大。每根數(shù)據(jù)線都接一個圖3.9的功率放大器，這樣數(shù)碼管的亮度就得到很大的提高。圖3.8 功率放大電路圖（2）方向顯示電路電梯顯示部分除了要顯示樓層數(shù)外，還需要顯示電梯的運行方向。電梯的上行下行與電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)有關(guān)，電機正轉(zhuǎn)，電梯上行；電機反轉(zhuǎn)，電梯下行。上行和下行可用兩個發(fā)光管表示。其電路圖如圖3.9所示，由于本轎廂內(nèi)和每層樓的門廳都需要顯示電梯的運行方向，故共需要18個發(fā)光管并聯(lián)，有兩根數(shù)據(jù)線控制，左邊的燈亮表示電梯上行，右邊的燈亮則表示電梯下行。同樣為了解決功率不夠的問題，每根數(shù)據(jù)線都接一個圖3.8的放大器。圖3.9 電梯運行方向指示電路（3）登記顯示電路當(dāng)我們在操作電梯按鍵的時候，如何知道自己是否成功將自己想去的樓層數(shù)信號發(fā)給了控制系統(tǒng)呢？按鍵反饋是指當(dāng)你按下一個按鍵的時候，系統(tǒng)會給你一個反饋，表示你按鍵成功按下。本設(shè)計采用的是亮燈方式，就是當(dāng)你按下一個鍵的時候，與其相對應(yīng)的