基于STM32的电梯楼层显示系统设计
基于STM32的电梯楼层显示系统设计[20200406110418]
摘 要
社会进程不断加快，作为电梯重要组成部分的电梯楼层显示器发生着翻天覆地的变化。
论文首先论述电梯的历史背景，以及对发展状况进行阐述；介绍单元电路设计的思想；着重论述基于STM32系列ARM Cortex-M3内核的电梯楼层显示系统，包含STM32最小系统模块，LED显示模块，按键模块，电源模块，通信模块；对系统进行简单论述；然后根据设计思路设计电梯楼层显示系统；要先进行原理图细数说明，介绍单元电路组成结构；论述软件模块；进行软件仿真后对其作出合理修改；最后完成调试。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:电梯STM32CAN总线Abstract
目录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
2 系统设计方案 2
2.1 选择单片机的原因 2
2.2 通信方式的选择 2
2.3Altium Designer介绍 2
3硬件设计 3
3.1 STM32最小系统 3
3.2 CAN总线简介 4
3.2.1 CAN总线的技术特点 6
3.3 CAN总线收发器 7
3.3.1 SN65HVD1050 收发器 7
3.4 LED点阵显示模块设计 8
3.5按键模块设计 11
3.6电源模块设计 12
3.7 PCB电路板设计 13
4软件设计 14
4.1按键软件模块 15
4.2楼层显示 16
4.3上下行箭头 19
5系统调试 21
5.1硬件调试 21
5.2软件调试 23
6 结论与展望 24
参考文献 25
致谢 26
1 绪论
1.1课题研究的背景
电梯使用动力驱使，按照刚性导轨运行，产生升降或平行运输人、货物的机电器械,作为复杂且完备的机电器械，涉及曳引理论，导向理论，轿厢理论，门系统理论，重量平衡理论，电力拖动理论，电气控制理论，安全保护理论等多个系统，本着对速度跟效率的不断要求，经济的迅猛发展和城镇趋势发展演变的不断加深，越来越多地区有了电梯使用存在。
1854年的纽约世界博览会 上面，科学家伊莱沙?格雷夫斯?奥的斯 发明的升降梯展示，在此后的数十年岁月中电梯快速发展，材料以及装饰，更多的是电梯的机械组成、控制端组成件、轿厢跟附件，多数采用轻质，特殊化装饰；控制端也在不断革新。
观光电梯的使用使站立此中的乘客视线更加开阔，人们体会到电梯器械不再是冰冷的，成为越发人性化、个性化的工业器械。以美国奥的斯公司带领的世界多家电梯公司百花齐放，对于电梯产品以及系统的研究和推广，加强保护和维修服务。使得电梯向着多控系统更加智能化、高速电梯速度更高、 Bluetooth技术多数使用、 无污染电梯普遍、可视编辑程序或人跟机器之间对话的趋势发展。
数据统计，中国已采用电梯多达35万多台，同时每年按约5万～6万台的趋势增加，不论是电梯的生产制造或者是在使用领域，中国电梯能力水平已跟世界水平接轨。随着改革开放的加深，电梯的生产进程正占据世界首位。中国成为整个世界最大电梯生产基地跟电梯使用市场。
由此可以看出电梯技术在人类社会中有着越加重要的作用。
图1.1 电梯系统主要结构
2 系统设计方案
本论文设计中，32位单片机STM32作为电梯楼层显示CPU，电梯楼层以及超载满载显示模块采用LED点阵显示。用7*11点阵实现楼层数的显示以及电梯的运行状况，5*7点阵实现电梯向上或向下运行状态的显示。
2.1 选择单片机的原因
可编程逻辑控制器（PLC）或计算机操作的逻辑是在迅速发展的形势。可编程控制器，微型计算机技术以及继电器控制技术的完美组合，电梯控制系统主要由PLC控制，由于PLC控制的针对性强，每个PLC根据设备设计这样的价格是昂贵的。但是单芯片的价格已经相当便宜，并且能够完成电梯运行的基本功能，可以完全代替PLC控制系统。
2.2 通信方式的选择
CAN总线的高性能跟可靠性均被认可，在工业自动化领域，医疗设备领域，工业设备领域，船舶领域等等都有着广泛大量的使用，CAN总线的出现将分散式控制端系统向着结点彼此之间稳定的数据通讯提供技术依靠。
2.3Altium Designer介绍
Altium Designer可以很好的在Windows XP操作系统运行，软件能够极好的完成原理图设计，依据原理图完成电路仿真，PCB板的绘制编辑，软件自动布线以及对信号数据的完善分析等技术。提供了一种高效、简单的新用户的软件设计方法，用户可以很容易地完成设计方案，在使用的软件技术实现电路的设计大大提高质量和效率的目的。
彻底集成的设计和FPGA的SOPC设计要达成的功用，从而使工程设计能够在FPGA和PCB设计和嵌入式体系的集成设计中更加完善。达到更高更好的利用，受到广泛软件使用者的喜爱。
3硬件设计
论文设计根本思想是通过CAN总线及时向主板传输相应楼层信息。同时，电梯楼层显示器上显示当前电梯所处状态。通过CAN总线接发器传输的电梯运行状况信息，通过7*11 LED点阵显示电梯当前所在楼层数目，5*7 LED点阵显示电梯当前运行方向（箭头向上、箭头向下、箭头停止），同时发出超载、满载等信息响应。
论文使用STM32作为微控制器。论文使用I/O输入跟输出，完备了对信息的输入，以及LED点阵显示器数据的输出。CAN控制器，使用既定的CAN通讯和议，从而实现与主板之间互相的通讯。
3.1 STM32最小系统
STM32的ARMCortex-M3带有单周期硬件乘法器和硬件除法器；记忆；时钟，复位和电源管理；低功耗；12位模拟数字转换器，1微秒的转换时间；双通道的十二位数模转换器；十二通道直接内存存取控制器；调试模式；112个快速输入输出端口；11个定时器；13个通信接口；循环校验，芯片代码以及ECOPACK封装。
图3.1 STM32最小系统
STM32采用外部晶体振荡器，使用8Mhz直插式的晶振，于外部晶体振荡器两只引脚和零地之间接两个负载电容器件，论文设计使用串口数据编程来烧录，具有简单，迅速，安全，稳靠等多数优点。STM32 NRST是复位的引脚，当输入端输入是零的时候，芯片将会重置，因STM32系统不需要芯片出现重置的现象，所以把NRST跟3.3V的电源相互联接，当断开电源的时刻，芯片发生自动重置。
每个STM32芯片存在 BOOT 0和BOOT 1引脚，STM32芯片具有三种工作模式。BOOT 1设置为X （0或者1），BOOT 0设置为0，此时程序开始启用；这是正常工作模式。BOOT1启动设置为0，BOOT0启动设置为1，使系统内存；BOOT 1设置为1，BOOT 0设置为1，从SRAM启用，此时模式允许进行调试。一般来说，SRAM启用不使用，大多数的SRAM仅用于调试的过程，一般开机启动0和1都是零，该芯片是在正常工作模式。
摘 要
社会进程不断加快，作为电梯重要组成部分的电梯楼层显示器发生着翻天覆地的变化。
论文首先论述电梯的历史背景，以及对发展状况进行阐述；介绍单元电路设计的思想；着重论述基于STM32系列ARM Cortex-M3内核的电梯楼层显示系统，包含STM32最小系统模块，LED显示模块，按键模块，电源模块，通信模块；对系统进行简单论述；然后根据设计思路设计电梯楼层显示系统；要先进行原理图细数说明，介绍单元电路组成结构；论述软件模块；进行软件仿真后对其作出合理修改；最后完成调试。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:电梯STM32CAN总线Abstract
目录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
2 系统设计方案 2
2.1 选择单片机的原因 2
2.2 通信方式的选择 2
2.3Altium Designer介绍 2
3硬件设计 3
3.1 STM32最小系统 3
3.2 CAN总线简介 4
3.2.1 CAN总线的技术特点 6
3.3 CAN总线收发器 7
3.3.1 SN65HVD1050 收发器 7
3.4 LED点阵显示模块设计 8
3.5按键模块设计 11
3.6电源模块设计 12
3.7 PCB电路板设计 13
4软件设计 14
4.1按键软件模块 15
4.2楼层显示 16
4.3上下行箭头 19
5系统调试 21
5.1硬件调试 21
5.2软件调试 23
6 结论与展望 24
参考文献 25
致谢 26
1 绪论
1.1课题研究的背景
电梯使用动力驱使，按照刚性导轨运行，产生升降或平行运输人、货物的机电器械,作为复杂且完备的机电器械，涉及曳引理论，导向理论，轿厢理论，门系统理论，重量平衡理论，电力
1854年的纽约
观光电梯的使用使站立此中的乘客视线更加开阔，人们体会到电梯器械不再是冰冷的，成为越发人性化、个性化的工业器械。以美国奥的斯公司带领的世界多家电梯公司百花齐放，对于电梯产品以及系统的研究和推广，加强保护和维修服务。使得电梯向着多控系统更加智能化、高速电梯速度更高、 Bluetooth技术多数使用、 无污染电梯普遍、可视编辑程序或人跟机器之间对话的趋势发展。
数据统计，中国已采用电梯多达35万多台，同时每年按约5万～6万台的趋势增加，不论是电梯的生产制造或者是在使用领域，中国电梯能力水平已跟世界水平接轨。随着改革开放的加深，电梯的生产进程正占据世界首位。中国成为整个世界最大电梯生产基地跟电梯使用市场。
由此可以看出电梯技术在人类社会中有着越加重要的作用。
图1.1 电梯系统主要结构
2 系统设计方案
本论文设计中，32位单片机STM32作为电梯楼层显示CPU，电梯楼层以及超载满载显示模块采用LED点阵显示。用7*11点阵实现楼层数的显示以及电梯的运行状况，5*7点阵实现电梯向上或向下运行状态的显示。
2.1 选择单片机的原因
可编程逻辑控制器（PLC）或计算机操作的逻辑是在迅速发展的形势。可编程控制器，微型计算机技术以及继电器控制技术的完美组合，电梯控制系统主要由PLC控制，由于PLC控制的针对性强，每个PLC根据设备设计这样的价格是昂贵的。但是单芯片的价格已经相当便宜，并且能够完成电梯运行的基本功能，可以完全代替PLC控制系统。
2.2 通信方式的选择
CAN总线的高性能跟可靠性均被认可，在工业自动化领域，医疗设备领域，工业设备领域，船舶领域等等都有着广泛大量的使用，CAN总线的出现将分散式控制端系统向着结点彼此之间稳定的数据通讯提供技术依靠。
2.3Altium Designer介绍
Altium Designer可以很好的在Windows XP操作系统运行，软件能够极好的完成原理图设计，依据原理图完成电路仿真，PCB板的绘制编辑，软件自动布线以及对信号数据的完善分析等技术。提供了一种高效、简单的新用户的软件设计方法，用户可以很容易地完成设计方案，在使用的软件技术实现电路的设计大大提高质量和效率的目的。
彻底集成的设计和FPGA的SOPC设计要达成的功用，从而使工程设计能够在FPGA和PCB设计和嵌入式体系的集成设计中更加完善。达到更高更好的利用，受到广泛软件使用者的喜爱。
3硬件设计
论文设计根本思想是通过CAN总线及时向主板传输相应楼层信息。同时，电梯楼层显示器上显示当前电梯所处状态。通过CAN总线接发器传输的电梯运行状况信息，通过7*11 LED点阵显示电梯当前所在楼层数目，5*7 LED点阵显示电梯当前运行方向（箭头向上、箭头向下、箭头停止），同时发出超载、满载等信息响应。
论文使用STM32作为微控制器。论文使用I/O输入跟输出，完备了对信息的输入，以及LED点阵显示器数据的输出。CAN控制器，使用既定的CAN通讯和议，从而实现与主板之间互相的通讯。
3.1 STM32最小系统
STM32的ARMCortex-M3
图3.1 STM32最小系统
STM32采用外部晶体振荡器，使用8Mhz直插式的晶振
每个STM32芯片存在 BOOT 0和BOOT 1引脚，STM32芯片具有三种工作模式。BOOT 1设置为X （0或者1），BOOT 0设置为0，此时程序开始启用；这是正常工作模式。BOOT1启动设置为0，BOOT0启动设置为1，使系统内存；BOOT 1设置为1，BOOT 0设置为1，从SRAM启用，此时模式允许进行调试。一般来说，SRAM启用不使用，大多数的SRAM仅用于调试的过程，一般开机启动0和1都是零，该芯片是在正常工作模式。
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