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单片机实训电梯控制系统实验.pdf
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目录
一.课程设计题目 ................................. 2
二.课程设计目的 ................................. 2
三. 设计要求..................................... 2
四.控制系统的总体设计方案 ....................... 2
五.控制系统的硬件系统设计 ....................... 3
5.1 AT89C51 单片机介绍..........................................................................................3
5.2 硬件系统原理框图 ..............................................................................................4
5.3 硬件电路及其描述 ..............................................................................................4
5.4 硬件接线图 ..........................................................................................................5
六.控制系统的软件设计 ........................... 6
6.1 主程序流程图 ......................................................................................................6
6.2 子程序流程图及中断服务程序 ..........................................................................7
6.2.1 显示子程序流程图 ............................................................................................................... 7
6.2.2 键盘扫描子程序流程图 ....................................................................................................... 8
6.2.3 中断服务子程序流程图 ....................................................................................................... 9
6.3 程序清单 ............................................................................................................10
七.软硬件调试 .................................. 13
6.1 硬件调试 ............................................................................................................13
6.2 软件调试 ............................................................................................................13
八.实验小结.................................... 15
九.心得体会.................................... 16
十.参考文献.................................... 17
一.课程设计题目
基于单片机的三层电梯控制系统
本小组成员:xxx xxx xxx xxx xxx
二. 课程设计目的
1 学习 P 口的使用方法
2 掌握如何利用单片机控制 LED 动态显示
3 掌握动态扫描显示的基本原理,动态显示的控制电路及控制程序
4 掌握微机控制系统的键盘组成及工作原理
5 认识微机控制系统的键盘设计,了解单片机键盘的特点和应用
三.设计要求
设计一个自动电梯模拟升降控制系统,通过乘客的自行按键达到电梯的升降
功能。结合硬件与软件对应。彩灯的 P1.0-P1.2 口显示电梯的所处楼层指示灯。
P1.3、P1.4 为电梯的运行/停止状态。P1.5、P1.7 为电梯的开关门状态。电梯外部
的电路由第 2、5、6、10 号按键来控制相应的楼层,电梯的内部电路由第 3、7、
11 号按键来控制与之对应的楼层,通过数码管显示,实现模拟电梯的控制。
四.控制系统的总体设计方案
微型计算机的出现使计算机在逻辑处理和工业控制等方面的非凡能力得到
了更好的体现。尤其是其非凡的嵌入能力对于满足嵌入式应用需求具有独特的优
势。
随着城市建设的不断发展,楼群建筑不断增多,电梯在当今社会的生活中有
着广泛的应用。电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密
不可分。 实际上电梯是根据外部呼叫信号 (呼梯信号)以及自身控制规律等运行
的,而呼叫是随机的,电梯实际上是一个人机交互式的控制系统,单纯用顺序控
制或逻辑控制 是不能满足控制要求的,因此,大部分电梯控制系统都采用随机
逻辑方式控制。
在目前广泛使用的电梯控制系统中,绝大多数为继电器控制型,所有的逻辑
及控制关系完全由诸多继电器互相配合来完成,该控制系统的缺点是:(1)随着
楼层的 增高,使用继电器的数量越来越多,造价和体积也越来越大;(2)继电
器这种触点式的电控元器件不宜长时间频繁工作,因而采用在电梯系统当中常发
生触电表面 烧结、控制失灵的故障。
因此我们设计一个 3 层自动电梯模拟升降控制系统,通过乘客的自行按键达
到升降功能。采用单片机作为控制核心进行仿真。
本次设计是应用 AT89C51 芯片进行设计制作的模拟电梯控制系统,通过乘
客的按键达到对电梯升降的控制,并且模拟电梯的运行状态。
在设计方案中,通过对各个 P 口的合理安排和统一协调,通过按键、彩灯和
LED 数码管来实现对设计设计方案的仿真演示。另外在实验程序中通过对不同
按键键码在功能上的分配,在按键按下之后使 CPU 做相应的工作,即 LED 数码
管显示与之相应的楼层和使彩灯显示相应的电梯状态。最后,结合 PCB 板的实
际接线情况进行编程。使实验顺利仿真。
五.控制系统的硬件系统设计
5.1.AT89C51 单片机介绍
微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:中央处理器 CPU 、数据存储器
RAM、程序存储器 ROM、定时/计数器、I/O 接口。
MCS-51 单片机内部的总体硬件结构:
1、中央处理单元 CPU(8 位)
用于数据处理、位操作(位测试、置位、复位)。
2、只读存储器 ROM(4KB 或 8KB)
用于永久性存储应用程序,掩膜 ROM、EPROM、EEPROM。
3、随机存取存取器 RAM(128B 或 256B)
用于程序运行中存储工作变量和数据。
4、并行输入/输出口 I / O(32 线)
4 个 8 位并行 I/O 口 P0、P1、P2、P3 口, 用作系统总线、扩展外存、I / O 接口
芯片。
5、串行输入/输出口 UART (二线)
1 个全双工的异步串行口;用于串行通信。
6、定时/计数器 T(16 位增量可编程)
2 个或三个 16 位定时器/计数器;它与 CPU 之间各自独立工作,当它计数满时
向 CPU 中断。
7、时钟电路 fosc
振荡频率 fosc 在 1.2~12Mhz; 分为内部振荡器、外接振荡电路。
8、中断系统
5 源中断、 2 个中断优先级; ,可编程进行控制。
5.2.硬件系统原理框图
P0 口
A
P1 口
T
8
9
C
5
1
P2 口
键盘
数码管动态显示
彩
灯
控
制
图 1. 硬件原理框图
5.3. 硬件电路及其描述
在本次单片机课程设计中,我们通过单片机及与其相连的彩灯、键盘和 LED
数码管动态显示部分模拟对一个三层电梯系统的控制。通过按键达到从人在外部
和内部分别对电梯的控制。并且通过与 P1 口相连接的彩灯,模拟电梯目前状态
对电梯外部的显示;其中 P1.0—P1.2 的三个灯分别代表了电梯目前所处的楼层;
P1.3 和 P1.4 则分别代表了电梯目前的运动状态和停止状态;P1.5 和 P1.7 代表了
电梯门的开关状态。在按键中,第 3,7,11 号按键分别模拟电梯内部的三二一楼层,
与之相应的第 2,5,6,10 号按键模拟电梯外部对电梯呼叫的按键。
在 LED 数码管显示模块中,第三位显示目标楼层,即通过内部按键选择或
外部按键呼叫后电梯所要到达的楼层,第四位则显示电梯目前所处的楼层。并且
通过动态显示的方法使电梯的目标楼层与目前所处的楼层同时显示。
5.4 硬件接线图
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苦茶子12138
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