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基于51单片机的模拟电梯控制系统教材.docx
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基于 51 单片机的模拟电梯控制系统
摘要
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、电梯内外电路
按键模拟检测模块、电梯外请求发光管显示模块、楼层显示数码管模块、电梯上下行模块及模拟传
感器模块等 5 部分组成。该系统采用单片机(AT89C51)作为控制核心,内外均使用按键按下与否引
起的单片机相应端口电平变化的原理,作为用户请求信息发送到单片机,单片机根据判断的结果最
终驱动步进电机做相应的运动,在运动的过程中,单片机依照请求信息通过模拟的传感器使步进电
机停止运动,并利用彩灯作为上升和下降的状况显示,七段数码管实时显示当前楼层,完成整个请
求和响应的过程。
软件部分使用汇编语言实现,利用查询方式来检测用户请求的按键信息。根据电梯运行到相应
楼层时,模拟按键引起的电平变化,进行判断和执行实现电梯的控制,并且将程序模块化,方便了
修改和调用。硬件设计简单可靠,结合软件,基本实现了四层电梯的模拟运行。
关键词
:单片机,AT89C51,电梯控制,步进电机
I
目录
摘要
..............................................................................
I
目录
.............................................................................
II
第 1 章 绪论
....................................................................
1
1.1 电梯的研究背景及意义 ......................................................... 1
1.2 电梯的国内外发展状况 ........................................................ 1
第 2 章 电梯设计任务与要求
.................................................
2
2.1 设计任务 ..................................................................... 2
2.2 设计要求 ..................................................................... 2
第 3 章 总体设计方案
.........................................................
3
3.1 设计思路 ..................................................................... 3
3.2 总体设计框图 ................................................................. 3
第 4 章 电梯控制系统
.........................................................
4
4.1 电梯控制系统 ................................................................. 4
4.2 主要硬件设计器件介绍 ......................................................... 5
4.3 软件设计 .................................................................... 9
第 5 章 个人心得体会
........................................................
12
参考文献
.......................................................................
13
致谢
.............................................................................
14
附录 I:
........................................................................
15
附录 II:
.......................................................................
17
II
基于 51 单片机的电梯控制系统 1
第 1 章 绪论
1.1 电梯的研究背景及意义
电梯是高层宾馆、商城、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。
随着社会的发展,建筑物规模越来越大,楼层越来越多,对电梯的可靠性、舒适感和美学等方面的
要求也有了更高的要求。
电梯是集机电一体的复杂系统,涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域,而对现代电梯而
言,应具有高度的安全性。事实上, 电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候,对
机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而,只有电梯的制造,安装调试、
售后服务和维修保养都达到高质量,才能全面保证电梯的最终高质量。在国外,已“法规”实行电梯
制造、安装和维修一体化,实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队伍维修单位,承担安
装调试、定期维修和检查试验,从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此,可以说乘坐
电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算,其结论是:乘电梯比
走楼梯安全 5 倍。掘资料统计,在美国乘其他交通工具的人数每年约为 80 亿人次,而乘电梯的人数
每年却有 540 亿人次之多。
1.2 电梯的国内外发展状况
在经济不断发展,科学技术日新月异的今天,楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作
为建筑的中枢神经,电梯起着不可或缺的作用,电梯作为建筑物内的主要运输工具,像其他的交通
工具一样,已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量,主要受
其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。在全球经济持
续低迷的情况下,我国国民经济仍然以较高的速度持续增长,城市化水平不断提高。这从客观上导
致了我国电梯行业的空前繁荣景象,我国已经成为全球最大的电梯市场。上世纪 80 年代以来,随着
经济建设的持续高速发展,我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的,目自口进入了“第三次浪
潮”,2004 年总产量超过了 8 万台,而且目前还没有减速的迹象。从 1949 年建国以来全国共生产
安装了 6l 万多台电梯。尽管如此,我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均 1000 人有 l 台电
梯,我国如果要达到这个水准,还需要增加 70 万台。到那时候,全国在用电梯将达到 130 万台,每
年仅报废更新就需要 6 万台。到 2005 年,中国电梯的年产量达到 13.5 万台,与 1980 年相比,25
年增长了 59 倍,产量每年平均增长 17.8%。2005 年安装验收电梯 124465 台,截至 05 年底,我国
的在用电梯总数已达 651794 台。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!
许多新技术和新产品,如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等,
国际上也是刚刚出现,我国就有许多企业可以生产了。国产电梯以其高质量,低成本的优势赢得了
越来越多的国内外客户,为逐步进入国际市场创造了有利条件。
中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置,每年销售量己达 l 万台左右,约占亚洲市场的
1/50,一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献。当今世界,电梯的生产情况与使用数量已经成
为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家,电梯的使用相当普遍。
世界上有名的几家电梯公司,诸如:美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、
芬兰科恩等,其电梯的产量已占世界市场的 51%。其中,奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电
梯生产企业。目前,国外除了以交流电梯取代直流电梯以外,在低层楼房越来越多的使用液压电梯。
此外,家用小型电梯将成走电梯家族中新的组成部分,将为人们的生活带来更大的方便。
1
基于 51 单片机的电梯控制系统 2
第 2 章 电梯设计任务与要求
2.1 设计任务
设计并制作一个电梯控制模型,并可以通过程序控制步进电机,实现电梯的运行控制。
电梯模型示意图如下图所示
J
1
F
M
G
E H D
图 2-1 电梯控制模型示意图
2.2 设计要求
(1)用 AT89C51 单片机,实现用步进电机带动电梯的 4 层楼电梯运行控制系统。
(2)每层楼都具有显示和请求的功能。
(3)显示电梯的运行状态并实时显示电梯所在楼层位置。
2
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