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1、精选优质文档-倾情为你奉上 基于51单片机的电梯控制的设计 学 院：机电工程学院 专 业：电气工程及其自动化姓 名指导教师： 王丽娟时 间：2015年1月 目录 引言随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯则成了高层楼房的必须设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。 单片机在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于单片机具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能，在电梯升降过程中，各种逻辑开关控制与单片机很好的结合，很好的实现了对升降的控制。本文主要讨论研究利用Atmel 公司的51系列单片机AT89C51和形成电梯
2、控制系统。 1.1单片机简介近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。本系统采用Atmel 公司的51系列单片机AT89C51作为主控芯片。其特征如下：单片机 AT89C51 8位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash主要性能l 与MCS-51单片机产品兼容l 8K字节在系统可编程Flash存储器l 1000次擦写周期l 全静态操作：0Hz33Hzl 三级加密程序存储器l 32个可编程I/O口线l 三个16位定时器/计数器l 八个中断源l 全双工UART串行通道l
3、低功耗空闲和掉电模式l 掉电后中断可唤醒l 看门狗定时器l 双数据指针l 掉电标识符功能特性描述AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51具有以下标准功能： 8k字节Fla
4、sh，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89C51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。第二章 硬件设计2.1 系统整体方案论证采用单片机为核心，扩展相关的接口电路，实现全系统的控制，由于单片机技术目前较为成熟，自身资源丰富，硬件设计简单，并且我们在设计中尽量用软件代替硬件，
5、可以节约成本，提高可靠性。另外单片机小系统价格便宜，符合经济性要求。同时电梯采用步进电机进行驱动，因为步进电机可经直接接收数字信号，用单片机控制非常方便，定位准确，调速简单。比较适合此控制系统的要求。2.2 单片机最小系统单片机最小系统电路如图2-1所示，单片机采用ATMEL公司的AT89C51，C1、C2为30p瓷片电容，与晶体振荡器构成时钟电路。电容C3按键RESET构成上电复位和手动复位电路。复位电路是开关与10uf电容并联组成的上电自动复位电路，在RST端为高电平时单片机清零，也即开关按下会产生清零信号。RP1为排阻，作为P0端的上拉电阻，接此原因是P0端口是由OC门组成。U1为数据输
6、入端口，通过电脑编程能将程序通过此接口烧录入单片机中。编程能将程序通过此接口烧录入单片机中。 8位CPU，含布尔处理器，(ROM) (51为4K)，21个单一+5V电源供电。 21个特殊功能寄存器（SFR），4个并行I/O端口，均为8位，1个全双工异步串行口；2个16位定时计数器；中断系统包括5个中断源，2个优先级。CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括和部分外部；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可
7、以工作在记数模式；一个全双工UART（通用异步接收发送器）的I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最高振荡频率为12M。 图2-1单片机的最小系统2.3显示模块图3.2.4显示模块8X8点阵，它共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置1电平，某一列置0电平，则相应的二极管就亮；p2进行列扫描，p0输入数据.第三章 软件设计3.1软件概述由于本设计采用单片机实现控制，所以软件设计部份的程序编写用汇编语言来完成。其中主程序部分主要完成系统的初始化，软件编程是实现多功能、智能化、操作方便
8、的关键。在本设计中，可以把程序的各部分相互结合起来，达到完成各项设计的功能。软件设计思想：采用模块化的设计方法，将软件系统功能由多个实现单一功能的子程序实现。通过调用不同的子程序，实现了复杂功能控制。这样便于调试、修改。主流程图如图3-1所示.图3-1系统主流程图3.2软件应用程序程序如下：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ul unsigned longuchar code table= 0x10,0x38,0x7c,0xFE,0x38,0x38,0x38,0x38, 0x00,0x3e,
9、0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00,/00x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00,/10x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00,/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,/60x00,0x40,0x40,0
10、x40,0x4f,0x70,0x00,0x00,/70x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00,/8;uchar i,temp,num,j;void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void init() TMOD=0x01;/方式1，16位模式，不会自动清零。 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TR0=1; EA=1; ET0=1; num=0; j=0; void main(void) init(); while(1)
11、 P0=0; temp=0xfe; for(i=0;i8;i+) P2=temp; P0=tablei+j; delay(3); temp=0x1|(temp1); 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 系统调试4.1软件调试在软件调试中，我采用伟福仿真软件进行程序调试。首先分别调试各个功能程序，再对整个程序进行调试，以便修改错误码。具体的调试方法如下：首先在伟福软件模拟器中选择V5/L仿真器，选
12、择AT89C51作为CPU，将晶振频率设置为12MHZ，然后新建一个.ASM文件，将各个功能程序录入，先检查程序有无明显错误，保存过后编译程序，当有错误时就根据提示加以修改，当各个功能程序编译完成后，再对整个程序全速执行，查看程序有哪些地方出现错误，对应错误提示逐步调整程序，纠正错误直到程序正确无误，调试结束后有图5-1的软件调试界面如下：4.2硬件调试硬件仿真使用的是ProteusPRO6.7SP3，Proteus 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它可以仿真 51 系列,首先利用Proteus中的器件库完成电路的连接，如下图所示：然后右键AT89C51再左键，出现“Edit Compo
13、net”, 在 Program File 中单击 出现文件浏览对话框，找到 89C51_C.hex 文件，单击确定.完成添加文件，在 Clock Frequency中把频率改为 12MHz，单击 OK 退出。单击仿真按钮，开始仿真，按下Start，系统开始工作，通过按F1F4及各楼层按键，电梯都能完成请求，基本实现了电梯运行的模拟。第五章 设计总结本文介绍了基于单片机的电梯控制系统，硬件部分主要由单片机最小系统模块、电梯内电路模块、楼层检测模块。该系统采用单片机（89C51）作为控制核心，内外招使用按键按下与否而引起的电平的改变，作为用户请求信息发送到单片机，单片机控制电动机转动，楼层检测使用
14、光电传感器，根据楼层检测结果，单片机控制电梯停在目标楼层，基本达到设计目的。根据电梯运行到相应楼层时光电传感器产生电平变化，送到单片机计数来确定楼层数，并送到数码管进行显示。硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了八层电梯运行模拟。 谢辞本课题的大量研究工作都是在张老师的精心指导下完成的,在我整个研究学业过程中,包括这篇论文的完成,都受到张老师大量的帮助.从论文的选题,研制计划的安排到论文的具体的内容,张老师都给矛了悉心的指导.值此论文完成之际,谨向张老师致以最崇高的谢意!再一次向他表示衷心的感谢,感谢他为学生营造的浓郁学术氛围,以及学习,生活上的无私帮助!参考文献1 陈小忠 主编单片机接口技术实用子程序 人民邮电出版社 1999年2 张毅刚 编著新编MCS-51单片机应用设计 哈尔滨工业大学出版社 2000年3 张大明主编 单片机微机控制应用技术 机械工业出版社4 何立民编著MCS51系列单片机应用系统设计 北京航空航天大学出版社 1999年5 赵晓安主编MCS-51单片机原理及应用 天津大学出版社 2001年6 杨素行 主编模拟电子技术基础简明教程 高等教育出版社 1999年7 房小翠 主编单片微型计算与机电接口技术国防工业出版社 2001年8 吴金戌 沈庆阳 郭庭吉8051单片机实践与应用清华大学出版社 2002年专心-专注-专业