电梯控制系统的设计说明

1、目录摘要Abstract第1章前言 1第2章系统硬件设计22.1硬件的基本组成 22.2 AT89C51 单片机芯片的介绍 3单片机概述 32.2.2 AT89C51单片机简介 32.3系统硬件设计 102.3.1 各楼层电梯外电路的设计102.3.2 电梯电路的设计 112.3.3 控制台电路的设计112.3.4 单片机电路的设11第3 章 系统软件设计 133.1 控制方案的设计 133.2 主程序的设计133.3 定时器 T0 中断程序的设计133.4 定时器 T1 中断程序的设计14第4 章 系统调试 184.1设置SoftICE 模式 184.2 设置仿真环境 184.3 程序调试第

2、5 章 结束语19答辞参考文献摘要本文所讨论的是基于 AT89C51 单片机的四层楼电梯控制系统， 它能控制电 梯从一楼能到达二、三、四楼，从二楼能到达一、三、四楼，从三楼能到达一、 二、四楼，从四楼能到达一、二、三楼。各楼层的定位采用延时控制，相邻楼层 间升降设定为 2S 。用单片机 AT89C51 来控制，软件程序由汇编语言编写。中国最早的一座电梯出现在， 是由美国奥的斯公司于 1901 年安装的。而今， 我国电梯业已进入了高速发展的时期。 任何一座城市， 商场、医院、宾馆、仓库、 住宅大楼等地方的电梯都被广泛应用着， 直接与人们的生活息息相关， 给人们的 生活带来了极大的便利，是一种必不

3、可少的垂直运输交通工具。四层楼电梯控制系统主要通过控制台的两个手动按键控制整个电梯的升降， 即：电梯上电之后，按下 Start 键后开始工作，逐层到达，按下 Stop 键后强制 降至一楼，然后停止工作，直至再次按下 Start 键后重新恢复运行。采用定时器中断服务程序实现电梯升降过程中电梯间的升降请求，中断服务程序每 10ms一次检查所有按键状态，并记录在相应的存储单元，同时控制相应的指示灯。硬件的设计要考虑多方面，以自己设计的目的为出发点，设计合理的方案。 温度采集显示系统的设计需要硬件和软件的配合、 补充，软件编写要和硬件电路 相对应，这样才能完成预期的效果。关键词： 单片机 ;汇编语言

4、;AbstractDiscussed in this article is based on the AT89C51 single-chip microcomputer four floor elevator control system, it can control the elevator from the first floor to reach two or three, four floor, two from the floor to reach from the third floor, three or four floor, can reach one or two, fo

5、ur floor, four from the floor, can reach one or two, the third floor. Each floor is positioned by a time delay control, adjacent floor lift is set to 2S. Using single-chip AT89C51 to control, software procedures prepared, by the assembly language.The earliest Chinese an elevator appeared in Shanghai

6、, the UnitedStates in 1901 by Otis installed. Now, China's elevator already entered the period of high speed development. Any city, shopping malls, hospitals, hotels, warehouses, residential buildings and other parts of the elevator are widely used, directly related to people's lives, to peo

7、ple's lives has brought great convenience, is a kind of indispensable vertical transportation.The four floor elevator control system mainly through the console'stwo manual button control of the elevator lifting, namely: elevator power on, press the Start key to start work, layer-by-layer arr

8、ive, press the Stop key forced down one floor, then stopped working, until again presses the Start key to resume after operation. Using the timer interrupt service procedures for the realization of elevator lifting process of elevator lifting request, the interrupt service program every 10ms time to

9、 check all the keys, and recorded in the corresponding storage unit, and control the corresponding indicating lamp.Hardware designs will consider numerous, to design for the purpose of the starting point, design and reasonable. The household appliance to the design of hardware and software support a

10、nd complement to write to the software and hardware circuit, in this way can the intended effect.Keywordsmonolithic integrated circuits; the assemblerlanguage;第一章 前言抛开一些复杂的概念， 单片机在我们的生活中触手可及， 尤其是在智能仪表、 实时控制、机电一体化、办公机械、家用电器等方面拥有广泛的应用领域。毕业 设计注重于对单片机的理解与应用， 明白单片机的工作原理， 以便以后单片机领 域的开发和研制打下基础， 提高自己的设计能力，

11、培养创新能力， 丰富自己的知 识理论， 做到理论和实际相结合。 能进一步了解单片机的工作原理， 部结构和工 作状态。理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式， 这样才能更好的利用单片机来做有效的设计，提高自己的综合能力。电梯 ，是现代社会的一种必不可少的垂直运输交通工具 。它能自动登记厢的 选层指令和厢外的召唤指令，关门起动运行，同向逐一应答。当无指令时，关门 返回基层，当某一层有召唤指令时再起动应答。毕业设计是三年大专教学计划中最后一个教学环节，是各个教学环节的继 续、深化和扩展，是锻炼我们分析问题、解决问题，提高综合能力的重要阶段，为我们今后从事实际的工作打好基础毕业设

12、计分为两个部分， 硬件部分和软件部分。 硬件部分介绍： 四层楼电梯 硬件电路的设计， 单片机 AT89C51 的功能和其在各电路中的作用。 其中的作用 包括单片机 AT89C51 的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。 软件部 分介绍：采用单片机汇编语言， 结合单片机 AT89C51 的功能和其在三个主要电 路中的作用进行设计编写。 对软件和硬件进行调试， 让其协调工作， 加上修改和 检查，最终完成毕业设计。第 2 章 系统硬件设计2.1 硬件的基本组成四层楼电梯控制系统的硬件主要由万能板，AT89C51单片机，CD4511译 码器，数码管， LED 发光二极管，按键开关，电阻器、二极管

13、、非门、与门、 或门、电容、晶振、加热丝等组成。2.2 AT89C51 单片机芯片的介绍2.2.1 单片机概述单片机是一种集成在电路芯片， 是采用超大规模集成电路技术把具有数据处 理能力的中央处理器 CPU 随机存储器 RAM 、只读存储器 ROM 、多种 I/O 口 和中断系统、定时器/ 计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、 脉宽调制电路、 模拟多路转换器、 A/D 转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善 的计算机系统。2.2.2 AT89C51 单片机简介AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器( FPEROM Flash Programmable and

14、 Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。 AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可 编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合 在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器， AT89C2051 是它 的一种精简版本。AT89C51 引脚图VCC ：供电电压GND ：接地P0 口： P0 口为一个8位漏级

15、开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门 电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程 序数据存储器， 它可以被定义为数据 / 地址的第八位。在 FIASH 编程时， P0 口 作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉 高。P1 口： P1 口是一个部提供上拉电阻的 8位双向I/O 口，P1 口缓冲器 能接收输出4TTL门电流。P1 口管脚写入1后，被部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时， 将输出电流， 这是由于部上拉的缘故。 在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。P2

16、口： P2 口为一个部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接 收，输出4个TTL门电流，当P2 口被写“ 1 ”时，其管脚被部上拉电阻拉高， 且作为输入。并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是 由于部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器 进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在给出地址 “1 ”时，它利用部上拉优 势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口： P3 口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4

17、个TTL门电流。当P3 口写入“ 1 ”后，它们被部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL ）这是由于上拉的缘RST ：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 引脚上两个机器周期 的高电平时间。ALE/PROG ：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地 址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号， 此频率为振荡器频率的 1/6 。因此它可用 作对外部输出的脉冲或用于定时目的。PSEN ：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个 机器周期两

18、次 /PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时， 这两次有效的 /PSEN 信号将不出现。EA/VPP ：当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器 (0000H-FFFFH )，不管是否有部程序存储器。注意加密方式 1 时， /EA 将 部锁定为 RESET ；当 EA 端保持高电平时，此间部程序存储器。在 FLASH 编 程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源( VPP)。XTAL1 ：反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入。XTAL2 ：来自反向振荡器的输出。2.3 系统硬件设计2.3.1 各楼层电梯外电路的设计电路如下图， R52 、R55 、R56 、R59 、R60

19、 和 R62 是上拉电阻，其作用 是保证按键未按下时，端口 P1.0 P1.5 为高电位。当按键按下时，端口 P1.0 P1.5 通过按键接地，使得 P1.0 P1.5 变为低电平。电容 C51 C56 的作用 是消除抖动和抗拒干扰。各楼层电梯外的升降选择按键均与单片机 P1 口连接，即由 P1 口可以读到电梯外上升、下降按键的状态。每个上升、下降按键均有一 只发光二极管作为指示灯与之配合，发光二极管与P0 口的 P0.0 P0.5 连接。每个发光二极管通过一只阻值为 470 Q的限流电阻接电源（VCC ）,这样流经发 光二极管的电流约为 7.5mA ，有适当的亮度，同时单片机的端口在不加驱动

20、的 情况下可以承受。2.3.2 电梯电路的设计电路如下图，上拉电阻 R11 R14 和电容 C11 C14 的作用均同上。四个 目标楼层选择按键 F1 、F2 、F3 、F4 和四个与之配合的发光二极管作为指示灯， 即 FS1 、FS2 、FS3 、 FS4 。按键与 P3 口的 P3.0 P3.3 连接，指示灯与 P2口的 P2.0 P2.3 连接2.3.3 控制台电路的设计电路如下图，发光二极管 Power 是电源指示灯，用以显示供电是否正常。DISP 是 0.5in （英寸）共阴极数码管，用来显示当前的楼层。采用 CD4511 作 为译码器，经R31 R37 （阻值为470 Q）对数码管

21、限流。UP、DOWN两只发 光管用来显示电梯运行的方向。234单片机电路的设计电路如下图，单片机采用ATMEL公司的AT89C51，晶体振荡器选6MHz ,CS1、CS2为30pF瓷片电容，与晶体振荡器构成时钟电路。电容 CS3、电阻RS1、RS2和按键RESET构成上电复位和手动复位电路第3章系统软件设计3.1控制方案的设计(1) 电梯上电后，电梯的起始位置为一楼，等待控制台 Start按键按下，数 码管显示“ 1 ”。(2) 当Start按键按下后，电梯开始向上运动，控制台的上升指示灯UP亮。2s后到达二楼，数码管显示“ 2 ”，并在二楼停留5s，然后继续上升。每层楼停 留5s，直到到达四

22、楼。在四楼停留5s后开始下降，控制台的下降指示灯DOWN 亮。每层楼停留5s，直到到达一楼。然后重复上述过程直到再次按下 Start 键后重新恢复工作。(4) 5s定时由定时器 TO和R2 一起完成。TO定时100ms，每100ms中 断一次。在中断服务程序中将 R2加1.当R2加到50时，中断了 50次， 50*100ms=5s ，即完成 5s 定时。(5) 定时器 T1 定时 10ms 。每 10ms 中断一次， 在中断服务程序中检查一 次Stop键是否按下，如果按下停止 T1计时(TR1)，并将R3置为非0 (程序 中向R3写#0FFH )。电梯下降到一楼时检查 R3中的容，如果不是0就

23、停止工 作。( 6 )存储单元分配：20H 电梯外上升请求：20H.0 1 楼 20H.1 2 楼20H.23 楼20H.3 4 楼21H 电梯外下降请求：21H.0 1 楼 21H.1 2 楼21H.23 楼21H.3 4 楼22H 电梯目标楼层请求：22H.0 1 楼 22H.1 2 楼22H.23 楼22H.3 4 楼20H 22H ：0=无请求1=有请求堆栈栈底： 70H 单元T1 中断服务程序中 6EH 单元保护累加器 A 的容30H 、31H 单元分别临时存放 P1 、P3 按键状态32H 作为单元按键及指示灯处理的中间单元R3 作为 Stop 键曾经按下过的记录YNUY血楼有讶余

24、?1T二有讶求M+后犠足梢沖:耳柝凯棲有诸求三核有请审主程序流程图3.2主程序的设计T降到达二橙下隔刻达三楼上升別诫三战上畀劇送二嶽下陰列执一桂L升別达四减注一範初媚化ORG0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP TIMEORG 001BHAJMP TIME1START: MOVMOVMOVMOVMOVMOVSETBMOVS1: CLRCLRMOVMOVJBSETBSETBTMOD,#11H IE,#8AH TH0,#3CH TL0,#0B0H TH1,#0ECH TL1,#78H TR0 SP,#6FH P0.6 P0.7 R3,#0 P3,#1FH P1.7,$ P0.6

25、 TR1UP1: MOVA,20HORLA,22HANLA,#0EHJZUP1CLRP0.7ACALLDLYMOVP3,#2FHJB20H.1,UP21JB22H.1,UP21SJMPUP22CLR20H.1CLR22H.1SETBP0.7MOVR2,#0CJNER2,#50,$MOVA,20HORLA,21HORLA,22HANLA,#0CHJNZUP23AJMPDOWN22ORL A,21HUP2:UP21:UP22:P0.7UP23: CLRACALL DLYUP3:MOVP3,#3FHJB20H.2,UP31JB20H.2,UP31SJMPUP32UP31:CLR20H.1CLR22H

26、.1SETBP0.7MOVR2,#0CJNER2,#50,$UP32:MOVA,20HORLA,21HORLA,22HANLA,#08HJNZUP33AJMPDOWN32UP33:CLRP0.7ACALLDLYUP4:MOVP3,#4FHUP41:CLR20H.3CLR22H.3SETB P0.7MOVCJNEUD4: MOVORLORLANLJNZAJMPDOWN4: CLRACALLDOWN3: MOVJBJBSJMPDOWN31:CLRCLRSETBMOVCJNEDOWN32:MOVORLORLR2,#0R2,#50,$A,20HA,21HA,22HA,#07HDOWN4UD4P0.6D

27、LYP3,#3FH21H.2,DOWN3122H.2,DOWN31DOWN3221H.222H.2P0.6R2,#0R2,#50,$A,20HA,21HA,22HANLJNZAJMPDOWN33:CLRACALLDOWN2: MOVJBJBSJMPDOWN21:CLRCLRSETBMOVCJNEDOWN22:MOVORLORLANLJNZAJMPDOWN23:CLRA,#03HDOWN33UP32P0.6DLYP3,#2FH21H.1,DOWN2122H.1,DOWN21DOWN2221H.122H.1P0.6R2,#0R2,#50,$A,20HA,21HA,22HA,#01HDOWN23UP

28、22P0.6ACALL DLYDOWN1: MOVDOWN11:CLRSETBMOVCJNECJNEAJMPDOWN12:CLRCLRAJMPP3,#1FH21H.0P0.6R2,#0R2,#50,$R3,#0,DOWN12UP1P0.6P0.7S13.3 定时器 T0 中断程序的设计5s定时，R2作为计数器。TIME: MOV TH0,#3CHR2INCRETI3.4 定时器 T1 中断程序的设计记录 Stop 键是否曾经按下过， R3 作为标志定时器 T1 中断程序流程图TIME1: MOVTH1,#0ECHMOV TL1,#78HMOV 6EH,AMOVJBMOVMOVMOVMOVMOV

29、MOVCLRTIME2: MOVCPLANLORLMOVCPLANLORLMOVCPLANL31H,P3P1.6,TIME2 R3,#0FFH 20H.#0 21H,#0 22H,#0 30H,#0FFH 31H,#FEH TR1A,30HAA,#07H20H,AA,30HAA,#07H20H,AA,20HAA,#07HMOV A,30HANLA,#38HRRARRAORL21H,AMOVA,21HCPLAANLA,#0EHRLARLAORL32H,AMOVA,P0ANLA,#0C0HORLA,32HMOVP0,AMOVA,31HANLA,#0FHORL22H,AMOVA,22HCPLAMOV

30、P2,ACPLAA,6EHTIME3: MOVRETI第 4 章 系统调试AT89C51 的 SoftICE 模式下的调试需要仿真器结合 Keil uVision2 的硬件 仿真运行。系统调试主要爱分为三步：设置 SoftICE 模式、设置仿真环境和程 序调试。4.1 设置 SoftICE 模式使用 Flash Magic 软件设置 AT89C51 进入 SoftICE 模式，运行 Flash Magic 软件，在“ DE-VICE ”中选择 AT89C51 单片机，点击“ ISP ”菜单， 选择“ Enable SoftICE ”即可设置单片机进入 SoftICE 模式。4.2 设置仿真环境程序的仿真在