電梯模擬上下行51單片機(jī)

1、 基于51單片機(jī)的電梯控制的設(shè)計(jì) 學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化姓 名指導(dǎo)教師： 王麗娟時(shí) 間：2015年1月 目錄 引言- 1 -1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介- 2 -第二章 硬件設(shè)計(jì)- 3 -2.1 系統(tǒng)整體方案論證- 3 -2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)- 4 -2.3顯示模塊- 6 -第三章 軟件設(shè)計(jì) - 6 -3.1軟件概述- 6 -3.2軟件應(yīng)用程序- 7 -第四章 系統(tǒng)調(diào)試- 10 -4.1軟件調(diào)試- 10 -4.2硬件調(diào)試- 10 -第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)- 11 -謝辭- 12 -參考文獻(xiàn)- 13 - 引言隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，樓房越來(lái)越高，而電梯則成了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開(kāi)

2、關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。 單片機(jī)在電梯升降控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開(kāi)關(guān)控制功能。由于單片機(jī)具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能，在電梯升降過(guò)程中，各種邏輯開(kāi)關(guān)控制與單片機(jī)很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)升降的控制。本文主要討論研究利用Atmel 公司的51系列單片機(jī)AT89C51和形成電梯控制系統(tǒng)。 1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用。本系統(tǒng)采用Atmel 公司的51系列單片機(jī)AT8

3、9C51作為主控芯片。其特征如下：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89C51 8位微控制器 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash主要性能l 與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容l 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器l 1000次擦寫(xiě)周期l 全靜態(tài)操作：0Hz33Hzl 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器l 32個(gè)可編程I/O口線l 三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器l 八個(gè)中斷源l 全雙工UART串行通道l 低功耗空閑和掉電模式l 掉電后中斷可喚醒l 看門(mén)狗定時(shí)器l 雙數(shù)據(jù)指針l 掉電標(biāo)識(shí)符功能特性描述AT89C51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，

4、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(chǔ)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 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89C51 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模

5、式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。第二章 硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)整體方案論證采用單片機(jī)為核心，擴(kuò)展相關(guān)的接口電路，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的控制，由于單片機(jī)技術(shù)目前較為成熟，自身資源豐富，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，并且我們?cè)谠O(shè)計(jì)中盡量用軟件代替硬件，可以節(jié)約成本，提高可靠性。另外單片機(jī)小系統(tǒng)價(jià)格便宜，符合經(jīng)濟(jì)性要求。同時(shí)電梯采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)可經(jīng)直接接收數(shù)字信號(hào)，用單片機(jī)控制非常方便，定位準(zhǔn)確，調(diào)速簡(jiǎn)單。比較適合此控制系統(tǒng)的要求。2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖

6、2-1所示，單片機(jī)采用ATMEL公司的AT89C51，C1、C2為30p瓷片電容，與晶體振蕩器構(gòu)成時(shí)鐘電路。電容C3按鍵RESET構(gòu)成上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位電路。復(fù)位電路是開(kāi)關(guān)與10uf電容并聯(lián)組成的上電自動(dòng)復(fù)位電路，在RST端為高電平時(shí)單片機(jī)清零，也即開(kāi)關(guān)按下會(huì)產(chǎn)生清零信號(hào)。RP1為排阻，作為P0端的上拉電阻，接此原因是P0端口是由OC門(mén)組成。U1為數(shù)據(jù)輸入端口，通過(guò)電腦編程能將程序通過(guò)此接口燒錄入單片機(jī)中。編程能將程序通過(guò)此接口燒錄入單片機(jī)中。 8位CPU，含布爾處理器，程序存儲(chǔ)器(ROM) (51為4K)，21個(gè)單一+5V電源供電。 21個(gè)特殊功能寄存器（SFR），4個(gè)并行I/O端口，均為8

7、位，1個(gè)全雙工異步串行口；2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器；中斷系統(tǒng)包括5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)。CPU：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；I/O口：四個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出；T/C：兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式；一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率為12M。 圖2-1單片

8、機(jī)的最小系統(tǒng)2.3顯示模塊圖3.2.4顯示模塊8X8點(diǎn)陣，它共由64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行置1電平，某一列置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮；p2進(jìn)行列掃描，p0輸入數(shù)據(jù).第三章 軟件設(shè)計(jì)3.1軟件概述由于本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，所以軟件設(shè)計(jì)部份的程序編寫(xiě)用匯編語(yǔ)言來(lái)完成。其中主程序部分主要完成系統(tǒng)的初始化，軟件編程是實(shí)現(xiàn)多功能、智能化、操作方便的關(guān)鍵。在本設(shè)計(jì)中，可以把程序的各部分相互結(jié)合起來(lái)，達(dá)到完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)的功能。軟件設(shè)計(jì)思想：采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，將軟件系統(tǒng)功能由多個(gè)實(shí)現(xiàn)單一功能的子程序?qū)崿F(xiàn)。通過(guò)調(diào)用不同的子程序，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜功能控制。

9、這樣便于調(diào)試、修改。主流程圖如圖3-1所示.圖3-1系統(tǒng)主流程圖3.2軟件應(yīng)用程序程序如下：#include<reg51.h> #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ul unsigned longuchar code table= 0x10,0x38,0x7c,0xFE,0x38,0x38,0x38,0x38, 0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00,/00x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00,/10x00,0x27,0

10、x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00,/20x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00,/30x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00,/40x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00,0x00,/50x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00,0x00,/60x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00,/70x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00,/8;uchar i,temp,num

11、,j;void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x>0;x-) for(y=110;y>0;y-);void init() TMOD=0x01;/方式1，16位模式，不會(huì)自動(dòng)清零。 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TR0=1; EA=1; ET0=1; num=0; j=0; void main(void) init(); while(1) P0=0; temp=0xfe; for(i=0;i<8;i+) P2=temp; P0=tablei+j; delay(3); temp=0x1

12、|(temp<<1); void timer0() interrupt 1 num+; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; if(num=10) num=0; j+; if(j=155) j=0; 第四章 系統(tǒng)調(diào)試4.1軟件調(diào)試在軟件調(diào)試中，我采用偉福仿真軟件進(jìn)行程序調(diào)試。首先分別調(diào)試各個(gè)功能程序，再對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行調(diào)試，以便修改錯(cuò)誤碼。具體的調(diào)試方法如下：首先在偉福軟件模擬器中選擇V5/L仿真器，選擇AT89C51作為CPU，將晶振頻率設(shè)置為12MHZ，然后新建一個(gè).ASM文件，將各個(gè)功能程序錄入，先檢查程序有無(wú)明顯錯(cuò)誤，保存

13、過(guò)后編譯程序，當(dāng)有錯(cuò)誤時(shí)就根據(jù)提示加以修改，當(dāng)各個(gè)功能程序編譯完成后，再對(duì)整個(gè)程序全速執(zhí)行，查看程序有哪些地方出現(xiàn)錯(cuò)誤，對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤提示逐步調(diào)整程序，糾正錯(cuò)誤直到程序正確無(wú)誤，調(diào)試結(jié)束后有圖5-1的軟件調(diào)試界面如下：4.2硬件調(diào)試硬件仿真使用的是ProteusPRO6.7SP3，Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，它可以仿真 51 系列,首先利用Proteus中的器件庫(kù)完成電路的連接，如下圖所示：然后右鍵AT89C51再左鍵，出現(xiàn)“Edit Componet”, 在 Program File 中單擊 出現(xiàn)文件瀏覽對(duì)話框，找到 89C51_C.hex 文件，單擊確定.完成添加文件，

14、在 Clock Frequency中把頻率改為 12MHz，單擊 OK 退出。單擊仿真按鈕，開(kāi)始仿真，按下Start，系統(tǒng)開(kāi)始工作，通過(guò)按F1F4及各樓層按鍵，電梯都能完成請(qǐng)求，基本實(shí)現(xiàn)了電梯運(yùn)行的模擬。第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)本文介紹了基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng)，硬件部分主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、電梯內(nèi)電路模塊、樓層檢測(cè)模塊。該系統(tǒng)采用單片機(jī)（89C51）作為控制核心，內(nèi)外招使用按鍵按下與否而引起的電平的改變，作為用戶請(qǐng)求信息發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，樓層檢測(cè)使用光電傳感器，根據(jù)樓層檢測(cè)結(jié)果，單片機(jī)控制電梯停在目標(biāo)樓層，基本達(dá)到設(shè)計(jì)目的。根據(jù)電梯運(yùn)行到相應(yīng)樓層時(shí)光電傳感器產(chǎn)生電平變化，送到單片機(jī)計(jì)數(shù)來(lái)確定樓層數(shù)，并送到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，結(jié)合軟件，基本實(shí)現(xiàn)了八層電梯運(yùn)行模擬。 謝辭本課題的大量研究工作都是在張老師的精心指導(dǎo)下完成的,在我整個(gè)研究學(xué)業(yè)過(guò)程中,包括這篇論文的完成,都受到張老師大量的幫助.從論文的選題,研制計(jì)劃的安排到論文的具體的內(nèi)容,張老師都給矛了悉心的指導(dǎo).值此論文完成之際,謹(jǐn)向張老師致以最崇高的謝意!再一次向他表示衷心的感謝,感謝他為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍,以及學(xué)習(xí),生活上的無(wú)私幫助!參考文獻(xiàn)1 陳小忠 主編單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序 人民郵電出版社 1999年2 張毅剛 編著新編MCS-