基于单片机的电梯控制系统设计

摘要：本设计首先介绍了AT89C51单片机，LCD1602基本原理与功能；其次,设计电梯运行的控制方案；再次，在这些器件功能与特点的基础上，拟出设计思路，构建系统的总体框架，并利用液晶显示屏1602对电梯运行状态进行显示；同时利用LED灯显示用户的按键操作，简单，直观。最后利用Proteus软件绘出电路图，同时写出设计系统的运行流程和相关程序。 关键字：AT89C51单片机；LCD1602；电梯 课题的研究背景和意义 ??? 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，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 电梯作为现在生活中必不可少的一项设施，我们应该对其设计有较深的了解。这项设计将会是我们在今后的生活和工作中更好的应用单片机技术的一个开始。 单片机控制电梯技术，与老式电梯传动控制系统相比，基于单片机的电梯传动控制系统充分利用单片机的功能，速度给定由软件产生，系统结构简单，体积小，操作更方便，更灵活。而采用单片机构成控制系统，还可大大降低成本，而且做成专用控制系统，程序被固化，加强了保密性、提高了可靠性。但是使用单片机系统要注意加强软、硬抗干扰措施。 1.2 课题所需要解决的问题 在现代化城市的高速发展中,一幢幢高楼拔地而起。电梯是楼房里上下运送乘客或货物的垂直运输设备。我国电梯行业的发展历程，从改革开放到今天，电梯行业在不知不觉中走过了一个从无到有，从有到多，从多到精的发展历程。随着住宅市场的巨大变化，中国已经成为全球容量最大、增长最快的电梯市场。目前，我国电梯保有量已超过100万台，且保持每年20%的递增速度，市场前景乐观。这些电梯服务于写字间、公寓、商场等各种场所。 正因为电梯发展趋势良好，而对其的要求也越来越高，所以使得控制对象（被控制设备）的设计越来越复杂。单片机作为一种性价比良好的计算机，在当今各个领域得到广泛的应用。电梯已成为现代化生活的必要设备，研究电梯模拟系统，能够使自己在综合应用所学知识的同时，可以将该模型应用于相关设计。 就我国的电梯行业来说这几年已经有了翻天覆地的变化，不在跟着其他国家后面抄袭技术，我们的有些电梯企业已经掌握了国际尖端技术的产品。我国的电梯发展大概会走以下趋势： 首先，国家政策开始重视，从2004年重新开始已经停止了两年的电梯生产许可证验收颁发，结束了各种投资无法投资电梯行业的状况，而且对电梯生产企业的管理更上一个新的台阶；其次，电梯行业投资踊跃，在2004年新增电梯生产企业的几十家，其他相关企业有几百家；电梯市场继续扩大、电梯技术发展迅速，目前电梯企业均向第四代无机房电梯技术靠近，而且最受关注的电梯新技术还有永磁同步技术、乘客识别系统、指纹识别系统等。 就今年国际国际电梯八大应用技术有： 1、全数字识别乘客技术（所有乘客进入电梯前进行识别，其中包括眼球识别和指纹识别）； 2、数字智能安型安全控制技术（通过乘客识别系统或者IC卡以及数码监控设备，拒绝外来人员进入）； 3、第四代无机房控制技术（主机必须与导轨和轿厢分离，完全没有共振共鸣，速度可以达到2.0M/S以上，最高可以使用在30层以上）； 4、双向安全保护技术（双向安全钳、双向限速器，在欧洲必须使用，在中国普遍使用）； 5、快速安装技术（改变过去的电梯安装方法，能够快速组装）； 6、节能技术（采用节能技术，使电梯更节约能源）； 7、数字监控技术（完全采用计算机进行电梯监控和控制）； ??? 8、无线远程控制及报警装置(当电梯产生故障时，电梯可以通过无线装置给手机发送故障信息，并通过手机发送信号对电梯进行点单控制）。 1.3 课题的主要研究内容和目的 ??? 本设计是基于单片机设计，能控制电梯按照顾客的要求自动上下楼层。主要任务要实现如下功能： ??? 1、每层电梯入口处设有上下请求开关，电梯内设有乘客到达层次的停站请求开关； ??? 2、设有电梯所处位置指示的装置及电梯运行模式（上升或下降）指示装置； ??? 3、电梯每秒升（降）一层楼； ??? 4、电梯到达有停站请求的楼层后，经过1s电梯门打开，开门指示灯亮，开门4s后，电梯门关闭（开门指示灯灭），电梯继续运行，直至执行完最后一个请求信号后停在当前层； ??? 5、能记忆电梯内外的所有请求信号，并按照电梯运行规则次序响应，每个请求信号保留至执行完成后消除； ??? 6、电梯运行规则：当电梯处于上升模式时，只响应比电梯所在位置高的上楼请求信号，由下而上逐个执行，直到最后一个上楼请求执行完毕，如有更高层有下楼请求，则直接升到有下楼请求的最高楼接客，然后便进入下降模式。当电梯处于下降模式时，则于上升模式相反； 7、电梯初始状态为一层开门。 下面是几种典型模块的设计描述： 1、厅门呼梯登记显示模块：当有人按下楼层控制面板的按钮，信号就会被登记，相应的灯就点亮。同理，当乘客按下梯轿箱内的一个按钮，信号也会被登记，与之相应的灯也会点亮。 2、呼叫的集选：如果在某一层有一个呼叫，相应楼层的停止信号将被输出，当电梯被驱动器运行时，厅门呼梯将无法实现，电梯无法漏过乘客要下的任何一层。 3、呼叫取消：这个模块使电梯能相应与轿厢运动方向相同的厅门呼梯指令，当厅门呼梯已经得到相应，它的登记将被取消。 4、电梯的方向：电梯可能向上或者向下运动，取决与厅门呼梯和轿厢指令。 5、电梯的楼层停止：驱动器传送楼层停止信号后，电梯将会停止。