基于51单片机的电梯控制器设计方案.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.28M 资料格式：doc 举报版权申诉

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一、设计需求

1、楼层限制

2、安全性

3、楼层外部

4、电梯轿厢

5、路线选择

6、强电弱电

二、总体设计方案

（一）软件设计思路

（二）总体框架

三、详细设计方案

1、硬件设计电路

（一）89C51单片机电路

（二）显示电路

（三）按键电路

（四）报警电路

（五）继电器控制电路

（六）总体电路图

2、系统软件设计方法

基于 51 单片机的电梯控制器设计方案学院：大数据学院专业：计算机科学与技术学号：*** 姓名：*** 指导老师：*** 1

目录一、设计需求 ....................................................... 3 1、楼层限制 .....................................................3 2、安全性 .......................................................3 3、楼层外部 .....................................................3 4、电梯轿厢 .....................................................3 5、路线选择 .....................................................3 6、强电弱电 .....................................................3 二、总体设计方案 ................................................... 4 （一）软件设计思路 ..............................................4 （二）总体框架 ..................................................4 三、详细设计方案 ................................................... 5 1、硬件设计电路 .................................................5 （一）89C51 单片机电路 .......................................5 （二）显示电路 .............................................. 6 （三）按键电路 .............................................. 6 （四）报警电路 .............................................. 7 （五）继电器控制电路 ........................................ 8 （六）总体电路图 ............................................ 9 2、系统软件设计方法 .............................................9 2

一、设计需求 1、楼层限制为了充分利用单片机输入/输出端口，本设计方案在硬件电路设计上将以 8 层电梯为例。 2、安全性电梯轿厢中有蜂鸣器（警报器）在乘客开关门以及遇到紧急情况呼叫时发出提醒，直到按下复位键即接触危险时发出声音。 3、楼层外部每一楼层外部需有上行按键和下行按键（除了最低层和最高层，分别只有上行按键和下行按键）呼叫电梯，并且有 LED 显示屏来显示当前电梯所在楼层。 4、电梯轿厢电梯轿厢中需有每一层的电梯按键，开门按键，关门按键，紧急呼叫按键以及复位按键。在乘客到达指定楼层时，通过继电器控制，按下开门或关门按键，开门指示灯（关门指示灯）开启，蜂鸣器（警报器）会发出提示音。 5、路线选择通过对输入按键判断，完成电梯的最优路线选择。 6、强电弱电强电与弱电之间安全隔离。（在详细设计五中对此进行描述） 3

二、总体设计方案（一）软件设计思路根据上述设计需求所需实现的功能进行分析，本次设计中通过对输入按键的检测，获取所到楼层信息、紧急呼救信息和开关门控制信息，控制器采集到控制信息后，进行处理，控制继电器模块进行工作，对电梯的运动过程进行控制，并且利用显示部分显示当前所到的楼层信息，到达目标楼层后，发出提示音，并根据开关按键的触发状态，对开关门指示灯的指示以及对电梯上下行的指示进行控制。（二）总体框架按照本次设计所分析，本系统可分为六大模块：89C51 单片机主控模块、按键模块、报警模块、继电器控制模块。 1 主控模块：实现对输入模块的采集，经过处理后，控制输出模块工作图一系统结构（框架）图 2 电源模块：位系统各模块供电 4

3 报警模块：接收到报警命令后，发出报警提示音 4 按键模块：完成对目标楼层输入信息、开关门信息和紧急呼救信息的采集 5 显示模块：实现对目标楼层的显示，同时能够进行开关指示 6 继电器控制模块：接到命令后，控制电梯的电机进行工作，实现电梯的上下行控制三、详细设计方案系统的硬件通过 89C51 单片机电路、显示电路、按键电路、报警电路、继电器控制电路和电源电路组成。 1、硬件设计电路（一）89C51 单片机电路在单片机 89C51 中，单片机作为系统的控制核心，需要有 C1 和 C2 电容、12MHz 构成系统的晶振电路，C3 和 R1 构成系统的复位电路，通过 XTAL1，XTAL2,和 PST 口与相应器件连成电路。图二 51 单片机系统电路图 5

（二）显示电路显示楼层电路：通过 P0 口外接上拉电阻，驱动 LED 共阳极数码管的段暄，数码管公共端外接+5V 的电源。电梯内部和外部都可采用此连接方案。显示开关门电路：通过 P1.2-P1.3 两个引脚控制 2 个 LED 指示灯，通过指示灯对开门以及关门操作进行显示。图三楼层显示电路图四开关门显示电路（三）按键电路电梯外楼层按键电路：由 14 个按键组成，分别代表 8 个楼层的上下楼呼叫， 6

其中 1 层和 8 层分别只有上楼和下楼呼叫，通过行列式扫描法完成操作，通过 P3.0-P3.3 控制行扫描，P3.4-P3.7 控制列扫描，由此可以确定楼层外部按下的按键。电梯内按键电路：电梯内一共有 12 个按键，包括 8 个楼层按键，开门按键，关门按键，呼叫按键以及复位按键，所以可以通过行列式扫描法完成操作，通过 P2.1-P2.3 控制行扫描，P2.3-P2.7 控制列扫描，由此可以确定电梯内按下的按键。图五楼层以及电梯内显示电路（四）报警电路让控制信号通过单片机的 P1.5 引脚发出，在 P1.5 引脚输出低电平时，通过三极管连接的蜂鸣器供电回路导通后，蜂鸣器发出报警提示音。 7

图六报警电路（五）继电器控制电路通过单片机的 P2.0 引脚控制继电器，继电器的触电接在交流接触的供电电源上，通过控制器接触器的线圈实现对电梯电机的控制，在这里由于电梯的电机使用的是强电，三相电 380V，所以电机位于顶层机房内，电梯轿厢通过随行电缆为电梯轿厢提供电源以及上述对电机的控制。图七继电器控制电路 8

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