郑老师给的论文范文

1、电梯模型专业：计算机应用技术班级：3班 姓名：常佳指导老师：郑秀春摘要：本系统采用mega32作为信号的检测和控制核心。电梯状态显示和楼层显示使用led点 阵屏；楼层检测使用光电刈管；速度控制采用直流减速电机；在竖井的侧而固定了轨道以 防止轿厢的晃动。并创造性地采用滑伦组和平衡负载以达到精确定位。基于这些完备而可 靠的硬件设计，使用了一套独特的软件算法，实现了対电梯的运动的梢确控制。abstract* this system uses mega32 as signal detection and control center. floor elevator status display and

2、 use of led dot matrix display screen; floor using photoelectric detection of the tube; speed control dc geared motor; in the shaft side of the fixed track to prevent the car shaking and creative use of pulley blocks and balance the load in order to achieve precise positioning based on these complet

3、e and reliable hardware design, using a unique software algorithms, to achieve a precise movement of the elevator control.关键词:电梯模型，mega32单片机，光电开关，led点阵屏keywords： elevator model, mega32 mcu, optical switches, led display screen目录1. 引言32. 电梯的发展史32. 1早期的电梯32. 2现在的电梯43. 电梯的设计理念与系统特色44. 电梯模型的整个制作过程54.1总体

4、方案54.2硬件部分54.3方案设计64.3.1电机及驱动调速模块64.3.2传感器模块74.3.3显示模块84.3.4键盘模块84.4软件部分94.4.1电机控制轿厢运行部分94.4.2显示部分94.5功能介绍9工作总结9参考文献101、l雨林木风1引言：电梯的由来1887年，美国奥梯斯公司制造出世界上第一台电梯，这是一台以直流电动 机传动的电梯。它被装设在1889年纽约德玛利斯大厦。这座古老的电梯，每分 钟只能走10米左右。当初设计的电梯纯粹是为了省力。1900年，以交流电动机传动的电梯开始问世。1902年，瑞士的迅达公司研 制成功了世界上第一台按钮式自动电梯，采用全自动的控制方式，提高了

5、电梯 的输送能力和安全性。随着超高层建筑的出现，电梯的设计、工艺不断得到提高，电梯的品种也 逐渐增多。1900年，美国奥梯斯公司制成了世界上第一台电动扶梯。1950年乂 制成了安装在高层建筑外而的观光电梯，使乘客能在电梯运行屮清楚地眺望四 周的景色。2、电梯的发展史21早期的电梯1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的 斯第一次向世人展示了他的发明。他站在装满货物的升降梯平台上，命令助手 将平台拉升到观众都能看得到的高度，然后发出信号，令助手用利斧砍断了升 降梯的提拉缆绳。令人惊讶的是，升降梯并没有坠毁，而是牢牢地固定在半空 小奥的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作

6、用。“一切安全，先生们。” 站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意。谁也不会想到， 这就是人类历史上第一部安全升降梯。人类利用升降工具运输货物、人员的历史非常悠久。早在公元前2600年， 埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统，这套系统的基本原理至今 仍无变化：即一个平衡物下降的同时，负载平台上升。早期的升降工具基本以 人力为动力。1203年，在法国海岸边的一个修道院里安装了一台以驴子为动力 的起重机，这才结束了用人力运送重物的历史。英国科学家瓦特发明蒸汽机后, 起重机装置开始采用蒸汽为动力。紧随其后，威廉汤姆逊研制出用液压驱动 的升降梯，液压的介质是水。在这些升降梯的基础

7、上，一代乂一代富有创新精 神的工程师们在不断改进升降梯的技术。然而，一个关键的安全问题始终没有 得到解决，那就是一旦升降梯拉升缆绳发生断裂时，负载平台就一定会发生坠 毁事故。奥的斯先生的发明彻底改写了人类使用升降工具的历史。从那以后，搭乘 升降梯不再是“勇敢者的游戏” 了，升降梯在世界范围内得到广泛应用。1889 年12川，美国奥的斯电梯公司制造岀了名副其实的电梯，它采用直流电动机为 动力，通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索，悬挂并升降轿厢。1892年，美 国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置，取代传统的轿厢内拉动绳索的操纵方式, 为操纵方式现代化开了先河。2. 2现在的电梯生活在继续，科技在发展

8、，电梯也在进步。150年来，电梯的材质由黑白到 彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方而更是步步出新手柄开关操纵、 按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等，多台电梯还岀现了并联控制, 智能群控；双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势；变速式 口动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间；不同外形一一扇形、三角形、 半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其屮的乘客的视线不再封闭。如 今，以美国奥的斯公司为代表的世界齐大著名电梯公司齐展风姿，仍在继续进 行电梯新品的研发，并不断完善维修和保养服务系统。调频门控、智能远程监 控、主机节能、控制植低噪音耐用、复合钢带环保款款集纳了人类在机械

9、、电了、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世，冷冰冰的建筑因此 散射出人性的光辉，人们的生活因此变得更加美好。3. 电梯的设计理念与系统特色电梯在日常生活中发挥着重要的作用，功能用途有目共睹，通过学习单片机 这门课程,我们尝试着自己设计制造出了电梯模型.1. 电机靠键盘控制模块和光电对管模块双重控制，组成一闭环系统。2. 竖井两侧装有导轨，两侧装有滚轮。轿厢限制在导轨的滑槽内运动，减小了 轿厢的摆动和它与轨道的摩擦。3. 双led点阵屏显示，即时显示电梯的运动状态(上升或下降)以及电梯当前 所在的楼层。使运动状态和按键一目了然。4. 优化的软件设计算法，智能化的自动控制，定位精确。5底部设

10、置控制轻触开关防撞底，顶部设置轻触开关防撞底。竖井顶部和底部 各有一个轻触开关，一旦轿厢撞击到轻触开关，单片机立即接收到电平变化信 号并冃做出反应，电机紧急制动。6.采用红外对管判断电梯轿厢所处的位置，有效避免外界可见光的影响。4. 电梯模型的整个制作过程41总体方案采用一个单片机(mega32)控制所有的按键、led显示、电动机的转动、 传感器经a/d转换后输出的信号。这样做的优点是电路比较简单，工作量小， 节约资源。4. 2硬件部分木系统的系统板主要rfl avr系列单片机atmega32组成。atmega32有1k字 节的片内rom、2048字节的片内ram,足够木系统中的编程部分。此最

11、小系统除了具有一般单片机最小系统的功能如地址锁存、输入输出控制外, 另外它的主要特点是它的输岀口部分接有led,可以数字和箭头显示各耍输出的 数据和状态，关于单片机最小系统的连接图和电路可参考相关数据手册。atmega32芯片最小系统如图2. 1所示。4. 3方案设计4. 3.1电机及驱动调速模块方案一：用一般直流电机。驱动部分采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的h的。 但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。再加上 一般电动机的屯阻很小，但屯流很大，分压不仅会降低效率，而h实现很困难。 更为主要的问题是一般电动机如直流电机很难使其立即停止，达不到电梯

12、的在 定点停止的效果。方案二：采用步进电机尽管步进的负载能力可达4kg/cm左右，但由于本系统各层间距存在误差，用步 进电机控制容易积累误差导致电梯定位不准。并h步进电机成木太高，驱动电 流也较大(2a),在一般的实验情况下很难达到要求，故不釆用。方案三：电机选用直流减速电机。采用直流减速电机成本较低，便于驱动，负载能力也较大(4. 8kg/cm),且由设第1页共10页计的滑轮组与平衡负载可以在断电时产生强大摩擦力使电梯即刻停止并且误差 非常小。再配合光电对管的精确定位，可以实现本系统所需功能。故本系统采 用肓流减速电机。电机驱动原理图如图2. 2所示。)10senboutjout3in4 e

13、nbin3ss(+5v) gndin21:514131211vdd10t、9vcc84r /1pim1)2-mg1d4enain1vss 0ut2 out senal298电机驱动d3 4148d5jc；4148pd5 vt)d4. 3. 2传感器模块关丁传感器的选择，有以下方案:方案一：采用外部光感应式光电传感器。要在固定的位置安装发光装置，如发光二级管等，光电传感器感应发光装置发 岀的光并使其转换为电信号。但由于外界因素的影响，此方案并不能准确感应 到光信号。不且实际，故不采用本方案。方案二：采用霍尔元件在轿厢内部安装磁性材料，每层楼梯安装霍尔元件，探测轿厢的位置。但由于 本电梯模型时铁质

14、框架，霍尔元件会有较大课差，故不采用。方案三：采用对射式光电开关对射式光电开关包含在结构上相互分离冃光轴相对放置的发射器和接收器，发 射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器z间且阻 断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电 开关是最可靠的检测模式。它的检测距离可调整范围大，固定在每层楼层的顶 部。采用单片机自带的pwm,在ctc工作坏境下，输ill 38kllz方波，对发射管解 调。这样，当轿厢到达我们定义的位置吋，将会阻挡光电对管，引起这电路电 平变化，再由电路传至单片机中，从而控制轿厢的制动。本模块屮采用方案三。4. 3. 3显示模块方案一

15、：采用七段数码显示管价格比较低廉，控制也比较简单，但不能显示箭头，至少需要使用七个端口， 并且显示字体小，亮度较弄。方案二：2块8x8led点阵屏能够同时显示轿厢的运动状态（箭头）和所处的位置（数字），并且亮度较高。 如果选用移位寄存器595驱动，五个i/o端口就能控制数字和箭头的显示和变 化。木模块中采用方案二，电路图如卞：我们采用多路复用技术的动态扫描显示方式，但是复用的程度不是无限增加的, 因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的 暂留效应和发光二极管发光时间的长短，发光的亮度等i大i素。我们通过实验发 现，当扫描刷新频率（发光二极管的停闪频率）为50hz,发光二极

16、管导通 时间mini s时，显示亮度较好，无闪烁感。在考虑复用路数时，除了要考虑刷 新频率外，还要考虑一帧画面的大小，即数据量的多少、单片机运行的速度等因素。也就是，在说刷新周期内能否完 成一幅画面数据的输出。4. 3. 4键盘模块方案一采用4*4按键模块与键盘管理控制芯片ch45e尽管只用8个i/o 口就能完成所 需功能，但考虑到电路连接以及程序编写都较为复杂，我们最终不予采用。 方案二采用按键直接与单片机的i/o 口连接，电路连接简单，程序编写容易。故我们 选取此方案。4. 4软件部分各个功能的软件部分具体思路和算法如下：4. 4. 1电机控制轿厢运行部分对射式光电开关接收到的信号经过处理

17、后进行制动我们在电梯内的每层楼层底部安装的对射式光电开关对平层进行控制，当轿厢 到达后会有会使电平改变。4. 4. 2显示部分楼层显示：楼层显示部分命令由系统板一控制实现，由传感器的感应次数來对显示数字的 变化进行控制。另外，此部分加了锁存器，对显示的楼层数据进行锁存，以保 证电梯显示指定的楼层。电梯状态显示：显示电梯是上升或下降状态，通过检测电机的正转反转即屯机引线电平高低来 控制，在控制电梯的程序中就可以实现该功能。4. 5功能介绍1. 按下对应楼层的按键，电机启动，到达指定楼层，电机停止。（如按下按键4, 则轿厢到达四楼后停止。）2. 电梯轿厢在某楼层吋，点阵显示相应的数字。（如电梯轿厢在3楼，则点阵 显示数字3）3. 电梯轿厢上升时，点阵显示向上的箭头。4. 突然断电，电机停止，轿厢停在断电前瞬间的位置.5. 万一光电对管失效，由于轻触开关的响应，可实现冲顶保护及撞底保护。工作总结：通过此次实习，让我在工作小学会了研究。在工作小，方法中的正确和方第1页共10页便性