论文总字数：18058字

摘 要

单片机是一种体积小、结构简单、且能够与软件相结合的微型控制器。其中STC89C52型号的单片机是如今各单片机中性能较好，且类比其他型号具备代表性的一款,被大范围应用于各个领域。而本设计的主题——电梯，则是集电气、机械和工程学等多种学科和技术于一身的存在于建筑体中的永久垂直交通工具。本论文选择STC89S51RC为核心控制元件，设计了一个四层电梯系统，软件部分采用C语言编程，设计目的是实现与实际电梯相同的基础运行功能。相对于惯用的PLC，本设计采用单片机作为电梯的控制器,有耦合性强、灵活性大、成本等优点。

关键词:电梯；系统；单片机；控制

The elevator system based on single chip microcomputer controller software design

Abstract

Single chip microcomputer is a kind of small size, simple structure, and can be combined with the software of the micro controller. Which STC89C52 model of the single chip microcomputer is now a better neutral, and analog models have a representative of a large range of applications in various fields. And the design of the theme of the elevator, is a set of electrical, mechanical and engineering and other disciplines and technology in the presence of a body in the construction of the permanent vertical transport. This paper chooses STC89S51RC as the core control element, designs a four layer elevator system, the software part uses the C language programming, the design goal is realizes with the actual elevator same basic operation function. Compared with the conventional PLC, this design uses single chip microcomputer as the elevator controller, strong coupling, flexibility, low cost and so on.

Keywords: elevator；single-chip；microcomputer；control system

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 选题的背景与意义 1

1.2 电梯概述 1

1.3课题主要研究内容 2

第二章 电梯基础知识及方案论证 3

2.1电梯的组成 3

2.2 方案设计与论证 4

2.2.1 单片机的选择与论证 4

2.2.2 电机驱动电路模块的选择与论证 5

2.2.3 报警模块的选择与论证 6

2.2.4 楼层检测模块的设计 6

2.2.5 电梯内部电路、电梯间电路及控制台电路模块的设计 7

2.2.6 无线通信模块 7

2.2.7 温度传输模块 8

2.3 本章小结 8

第三章 硬件电路设计 9

3.1 电路总体设计 9

3.2 主要芯片及主要电路的介绍 9

3.2.1 STC89C52RC 9

3.2.2 电梯各楼层间电路 10

3.2.3 轿厢内电路 12

3.2.4 电机驱动电路 13

第四章 软件设计 14

4.1 电梯控制器软件部分 15

4.1.1 初始方案 16

4.1.2 改进方案 16

4.1.3 最终方案 16

4.2 电梯开关门软件部分 17

4.3电梯基础功能整体软件设计思路总括 18

4.4 电梯无线通信软件部分 18

4.4.1温度采集软件系统的软件设计 18

4.4.2 lcd1602显示程序设计 19

4.4.3nrf24l01的程序设计 20

第五章 硬件与软件的调试 22

5.1硬件的静态调试 22

5.1.1排除逻辑的故障 22

5.1.2排除元器件失效 22

5.1.3排除电源故障 22

5.1.4楼层间电路的接口检测 22

5.2软件调试 22

5.2.1初始化I/O口 22

5.2.2软件与硬件相结合调试 23

致谢词 24

参考文献 25

附录 26

第一章 引言

1.1 选题的背景与意义

在这个时代电梯之所以被广泛使用，是因为人类人口大量增长导致生存空间严重缩水，而高层建筑应运而生，当高度到达一定程度时只靠楼梯会严重损耗人的体力，这时从升降机发展而来的电梯就走进了建筑师的视野，最终被应用于高层建筑中。从2012年至2015年底，我国电梯在用量从120万到200万，每年以30%稳步增长，数量占据全球每年新增电梯总量的50%以上。

现如今电梯改善了外观、增加了载客量、提高了安全保障，不得不说在硬件方面做到了尽善尽美，但仍旧有一些软性问题。而将单片机几个软件设计运用于电梯可以解决一些软性问题。如三台电梯并排工作相互关联，当有三台或以上的电梯并排运作时，应采取智能化手段：当有人通过按键呼叫电梯时，距离最近的电梯响应此呼叫，若距离最近的电梯正往相反方向运行，则次一级较近的电梯响应呼叫，以此类推，保证每个呼叫有且只有一台电梯响应，提高效率。同时住宅区和医院电梯速度也应该不同，住宅区的电梯速度应保持正常，当升降的落差层数在12层以下时平均速度应不超过1.5m/s，超过12层但小于22层时平均速度应为1.75m/s.，22到32层应为2.0m/s，而医院的电梯则要控制速度相对缓慢，保持匀速1.0m/s较为合适。而这些问题的解决方法均可由单片机软件控制来完成。

1.2 电梯概述

电梯走进人类生活已然150年。一个半世纪以来风云变幻，天翻地覆的是世界之格局，永恒不变的是电梯给人类生活带来的便利。在人类公元纪年的第十九个年头，奥的斯向世人公布并展示了他的惊人发明--人类文明史上首部带有安全保障的升降机。

时代在进步，科学在发展，电梯也随之在进步。150年来，电梯的样式由直式到斜式，外观由黑白到彩色，面向对象的控制方式也是日新月异：从手柄杆浓缩成一个小小的按钮，再到信号和集选，如今更是出现了人机对话，甚至在一些大厦中多台并排的电梯还能够智能群控。斜式变速型自动扶梯的问世大大节约了人类在交通上花费的时间；双层轿厢样式的电梯能够提升垂直方向上的交通运输效率，并且减少了电梯井道所占用的空间；在外形方面从扇形到半圆形，乃至整圆形，而后还有半菱形和三角形等各式各样的电梯相继出现，这些外形新奇的观光电梯使得电梯本身的视野与之前相比大大开阔，让身在其中的乘客们在心理上得到放松。现如今，全球各大负有盛名的电梯公司都在大展身手，继续在电梯改进和功能创新两方面进行不懈的研发。在这些公司的坚持下，一系列汇集了人类在电子、机械、光学等领域的智慧结晶的新型电梯相继问世，给这个时代添上了一点璀璨。这些充满新意的科研成果都做到了以解决实际问题为目的，从时代关注的焦点和之前的电梯由于技术原因所遗留的问题这两个方面出发，让新时代的电梯不仅仅只是升降机。如主机节能这一发明能够逐渐带动全球范围内的电梯节约能源，而所节省下来的能源将是一笔很大的资源；智能远程监控自然是出于安全考虑，当电梯失火、死机或出现一些犯罪行为时，监控人员能够第一时间知道事故的发生，避免人员伤亡；复合钢带的使用则是响应了现在的环保话题。随着包含这些成果的电梯逐渐取代一些老旧的电梯，现代建筑也因此散发出人性的光辉，展现出新时代电梯的人情味。

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