基于单片机模拟电梯控制系统的设计与实现(附件)【字数：14406】
摘 要作为生产、生活中不可缺少的运载工具，电梯现在已经融进生活的方方面面。办公楼、商场、民用住宅中电梯的使用已经非常普及，电梯的自动化程度和安全程度随着计算机技术、芯片技术的进步也在不断发展。本文以单片机为核心部件，提出了一个八层模拟电梯控制系统的设计方案。该设计方案主要涉及到AT89C51单片机、LED点阵、八段数码管等相关电路。经电路设计、软件编程、软硬件联调等过程，最终完成了电路图的proteus仿真，所做实物亦能进行模拟电梯上下楼等常规运行，运行过程中有楼层、上下行等相关显示。整个系统稳定可靠，运行良好。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 电梯发展趋势 1
1.3 课题研究意义 2
1.4 课题研究内容 2
第二章 模拟电梯控制总系统设计 3
2.1 系统设计阐述 3
2.2 系统设计要求 3
2.3 系统方案论证 4
2.3.1 主控芯片 4
2.3.2 运行显示 5
第三章 模拟电梯控制电路设计 7
3.1 硬件模块整体设计 7
3.2 单片机控制模块 7
3.3 电源模块 8
3.4 电梯按键模块 9
3.4.1 电梯按键控制模块 9
3.4.2 其他按键处理模块 10
3.5 楼层显示模块 10
3.5.1 电梯位置显示模块 10
3.5.2 电梯运行显示模块 11
3.6 语音模块 12
第四章 模拟电梯控制程序设计 13
4.1 程序设计思路 13
4.2 主程序流程图 13
4.3 程序流程图 14
4.3.1 电梯计层程序 14
4.3.2 按键扫描和处理程序 15
4.3.3 显示模块程序 16
4.3.4 其他功能模块程序 17
第五章 系统软硬件调试 18
5.1 硬件电路的制作与调试 18
5.1.1 硬件电路的制作 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
5.1.2 硬件电路的调试 18
5.2 软件程序调试 20
5.3 设计结果 22
总结与展望 24
致 谢 25
参考文献 26
附录A 电路原理图 27
附录B 仿真运行图 28
附录C 硬件电路焊接图 29
附录D 源程序 30
第一章 绪论
1.1 课题背景
自贸易自由区建立以来，随着我国经济稳中求进的发展，电梯总量随着各类建筑群落的产生而急剧膨胀，特别是在高层甚至超高层建筑中，作为基础设施之一的电梯使用程度越来越高。因电梯在高层建筑物中所占空间相对较小，且作为较安全的垂直运载工具，它可通过电机或其他控制方式合理高效地将乘客或货物运至目标楼层。但这个过程中也会存在某些安全隐患，因此人们在电梯技术现有的发展基础上，对电梯的运行速度、停靠精准度等相关物理性能提出了新的要求。为了符合消费者的更高需求，世界各地的电梯生产商一直未间断对电梯性能的研发。而如何对升降机实现有效的控制，以及人机界面的友好呈现已经成为很多企业、商家亟待解决的问题。
综合以上因素，在楼层建筑飞速发展的今天，电梯控制核心部件必将向多元化、可持续化发展，目前最受欢迎的基于单片机控制的电梯运行也会在大趋势影响下，向最优化程序设计、低廉的系统成本靠拢。在日常电梯的使用中，其控制系统只是一个逻辑辅助控制系统，宏观上几百个状态信号必须被系统同步接收处理，而及时响应上下楼的按键需求以及根据楼层所处情况做出上升或下降动作只是其基本功能。除了基本功能之外，实际电梯还有紧急制动、监控电梯内部情况等外加功能，这些信号的同时存在需要电梯技术研究者在软件程序设计过程中全面考虑如何设计最优路线。
1.2 电梯发展趋势
1.电梯蓝牙技术
在现阶段电梯技术的研究过程中，蓝牙技术逐步占领网络控制电梯的半壁江山。其能够得到电梯制造商青睐所具备的特性主要有：①能同时传送语音和数据；②价廉、功耗低和辐射范围小；③囊括于全球通用的频率段中；④具有网络特性等。为解决电梯安装时放线和对线的问题，是以将蓝牙技术应用于电梯控制中，与此同时又将控制屏与召唤系统连接起来实现无线传唤，进一步提高了电梯整体运行的可靠性。
2.电梯物联网技术
通过传感器与互联网的支持来让固定事物对应形成相连的网络环境，从而达到支架互动互联联通目的的，就是现在受到热捧的物联网技术。将物联网技术应用于电梯运行系统中可以使电梯时刻处于相对智能化的管理控制状态。而具体如何更好地将这一技术运用进电梯控制中则是电梯技术研究中的重中之重。这一技术的好处在于可以及时发现电梯某一时刻突然出现的故障，同时可利用大量的电梯运行数据辅助分析故障出现原因，以此来提高维修效率；另一方面可以对电梯运行过程中的关键数据进行及时监控，如果某些参数出现异常可以提前处置和维护，这样做的话可以避免电梯故障的发生，在有效提高电梯可靠性的同时，又保障了乘客的人身安全。
1.3 课题研究意义
电梯控制多半经历了这么几个阶段，由最初的机械控制、开关控制，到后面的常规电气控制再到后面的计算机控制。那么计算机控制里又囊括几个方面；比如说单片机的控制，而单片机又分成8位、16位、嵌入式，另有PLC控制、DSP控制等。一般传统电梯系统采用的是可编程控制器控制运行，可编程控制器虽具有良好的抗干扰性能，可编程控制器成本较高，不仅如此，若应用于电梯系统中，也存在体积庞大、易出故障且不便拆卸维护的缺点。是以若电梯控制系统中采用的是单片机作为主控部件，可以获得与其他控制方式相对的设备优势，用单片机控制的电梯可以随着设备的更新而不断升级改善，同时单片机相较于其他控制器来讲，价格便宜，体积小，能够将本身拥有的最优化的程序设计应用于控制系统设计中，是以对电梯行业的发展有着重要的推进作用。所以其势必成为电梯今后深入和普及的重要方向之一。经由课题的具体实现使学生在运用工程概念解决实际问题方面的能力得到锻炼和提高。加深了对于电路分析、单片机、C语言以及仿真软件的理解与掌握，也培养了学生对于日常生活和学习工作中的节能优化意识。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 电梯发展趋势 1
1.3 课题研究意义 2
1.4 课题研究内容 2
第二章 模拟电梯控制总系统设计 3
2.1 系统设计阐述 3
2.2 系统设计要求 3
2.3 系统方案论证 4
2.3.1 主控芯片 4
2.3.2 运行显示 5
第三章 模拟电梯控制电路设计 7
3.1 硬件模块整体设计 7
3.2 单片机控制模块 7
3.3 电源模块 8
3.4 电梯按键模块 9
3.4.1 电梯按键控制模块 9
3.4.2 其他按键处理模块 10
3.5 楼层显示模块 10
3.5.1 电梯位置显示模块 10
3.5.2 电梯运行显示模块 11
3.6 语音模块 12
第四章 模拟电梯控制程序设计 13
4.1 程序设计思路 13
4.2 主程序流程图 13
4.3 程序流程图 14
4.3.1 电梯计层程序 14
4.3.2 按键扫描和处理程序 15
4.3.3 显示模块程序 16
4.3.4 其他功能模块程序 17
第五章 系统软硬件调试 18
5.1 硬件电路的制作与调试 18
5.1.1 硬件电路的制作 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
5.1.2 硬件电路的调试 18
5.2 软件程序调试 20
5.3 设计结果 22
总结与展望 24
致 谢 25
参考文献 26
附录A 电路原理图 27
附录B 仿真运行图 28
附录C 硬件电路焊接图 29
附录D 源程序 30
第一章 绪论
1.1 课题背景
自贸易自由区建立以来，随着我国经济稳中求进的发展，电梯总量随着各类建筑群落的产生而急剧膨胀，特别是在高层甚至超高层建筑中，作为基础设施之一的电梯使用程度越来越高。因电梯在高层建筑物中所占空间相对较小，且作为较安全的垂直运载工具，它可通过电机或其他控制方式合理高效地将乘客或货物运至目标楼层。但这个过程中也会存在某些安全隐患，因此人们在电梯技术现有的发展基础上，对电梯的运行速度、停靠精准度等相关物理性能提出了新的要求。为了符合消费者的更高需求，世界各地的电梯生产商一直未间断对电梯性能的研发。而如何对升降机实现有效的控制，以及人机界面的友好呈现已经成为很多企业、商家亟待解决的问题。
综合以上因素，在楼层建筑飞速发展的今天，电梯控制核心部件必将向多元化、可持续化发展，目前最受欢迎的基于单片机控制的电梯运行也会在大趋势影响下，向最优化程序设计、低廉的系统成本靠拢。在日常电梯的使用中，其控制系统只是一个逻辑辅助控制系统，宏观上几百个状态信号必须被系统同步接收处理，而及时响应上下楼的按键需求以及根据楼层所处情况做出上升或下降动作只是其基本功能。除了基本功能之外，实际电梯还有紧急制动、监控电梯内部情况等外加功能，这些信号的同时存在需要电梯技术研究者在软件程序设计过程中全面考虑如何设计最优路线。
1.2 电梯发展趋势
1.电梯蓝牙技术
在现阶段电梯技术的研究过程中，蓝牙技术逐步占领网络控制电梯的半壁江山。其能够得到电梯制造商青睐所具备的特性主要有：①能同时传送语音和数据；②价廉、功耗低和辐射范围小；③囊括于全球通用的频率段中；④具有网络特性等。为解决电梯安装时放线和对线的问题，是以将蓝牙技术应用于电梯控制中，与此同时又将控制屏与召唤系统连接起来实现无线传唤，进一步提高了电梯整体运行的可靠性。
2.电梯物联网技术
通过传感器与互联网的支持来让固定事物对应形成相连的网络环境，从而达到支架互动互联联通目的的，就是现在受到热捧的物联网技术。将物联网技术应用于电梯运行系统中可以使电梯时刻处于相对智能化的管理控制状态。而具体如何更好地将这一技术运用进电梯控制中则是电梯技术研究中的重中之重。这一技术的好处在于可以及时发现电梯某一时刻突然出现的故障，同时可利用大量的电梯运行数据辅助分析故障出现原因，以此来提高维修效率；另一方面可以对电梯运行过程中的关键数据进行及时监控，如果某些参数出现异常可以提前处置和维护，这样做的话可以避免电梯故障的发生，在有效提高电梯可靠性的同时，又保障了乘客的人身安全。
1.3 课题研究意义
电梯控制多半经历了这么几个阶段，由最初的机械控制、开关控制，到后面的常规电气控制再到后面的计算机控制。那么计算机控制里又囊括几个方面；比如说单片机的控制，而单片机又分成8位、16位、嵌入式，另有PLC控制、DSP控制等。一般传统电梯系统采用的是可编程控制器控制运行，可编程控制器虽具有良好的抗干扰性能，可编程控制器成本较高，不仅如此，若应用于电梯系统中，也存在体积庞大、易出故障且不便拆卸维护的缺点。是以若电梯控制系统中采用的是单片机作为主控部件，可以获得与其他控制方式相对的设备优势，用单片机控制的电梯可以随着设备的更新而不断升级改善，同时单片机相较于其他控制器来讲，价格便宜，体积小，能够将本身拥有的最优化的程序设计应用于控制系统设计中，是以对电梯行业的发展有着重要的推进作用。所以其势必成为电梯今后深入和普及的重要方向之一。经由课题的具体实现使学生在运用工程概念解决实际问题方面的能力得到锻炼和提高。加深了对于电路分析、单片机、C语言以及仿真软件的理解与掌握，也培养了学生对于日常生活和学习工作中的节能优化意识。
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