"基于51单片机的电梯控制系统设计"

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本文主要讨论了基于51单片机的电梯控制系统设计。随着社会的不断发展,高层建筑日益增多,电梯作为必备设备,其控制系统也在不断升级。从手柄开关操纵到按钮控制再到现在的群控电梯,电梯在高楼中的运输起到了不可替代的作用。而单片机在电梯升降控制领域的应用主要体现在其逻辑开关控制功能上。由于单片机具有逻辑运算、计数、定时和数据输入输出的功能,因此很好地结合了各种逻辑开关控制与单片机,实现对电梯升降的控制。本文着重讨论了利用Atmel公司的51系列单片机AT89C51和四相步进电机对电梯进行升降控制的实现。通过C语言程序设计,构建了电梯控制系统。 在第一章中,给出了对单片机的简介,介绍了Atmel公司的51系列单片机AT89C51的特点,包括其作为主控芯片的特性和主要性能。单片机在实时检测和自动控制系统中作为核心部件使用,为电梯控制系统的设计提供了基础。 第二章重点介绍了电梯的工作原理和电梯控制系统的整体设计。通过对电梯升降控制系统的结构和工作原理进行分析,明确了电梯控制系统的主要组成部分,并详细介绍了与单片机相关的控制原理和步进电机的工作原理。同时,还介绍了C语言程序设计在电梯控制系统中的具体应用,以及在步进电机驱动和控制过程中的具体实现方法。 第三章对基于51单片机的电梯控制系统的软件设计进行了详细的说明。包括电梯控制系统的整体软件架构设计,以及具体的C语言程序设计和算法实现。该部分详细介绍了电梯控制系统的各种状态及其相应的控制策略,以及在单片机上的具体实现方式,为实际系统的开发和实现提供了参考。 第四章给出了基于51单片机的电梯控制系统的硬件设计。包括电梯控制系统的整体硬件架构设计和具体的电路连接方式。该部分详细介绍了单片机与步进电机的连接方式和工作原理,以及其他相关传感器和执行器的连接方式和控制原理。同时,还介绍了电梯控制系统的整体布局和外部接口设计,为实际系统的制作和调试提供了基础。 最后一章对基于51单片机的电梯控制系统进行了仿真和实验验证。通过对系统整体性能和各项功能的仿真和实验验证,确认了系统设计的可行性和稳定性,为进一步推广和应用该电梯控制系统提供了实验数据支持。 综上所述,本文主要介绍了基于51单片机的电梯控制系统的设计过程,包括软件设计、硬件设计以及仿真和实验验证。通过该系统的设计与实现,为电梯控制系统的进一步发展和应用提供了有益的参考和指导。
2023-02-27 上传
摘要 随着社会的不断发展,楼房越来越高,而电梯则成了高层楼房的必须设备。电梯从 手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯,为高层运输做出了不可磨 灭的贡献。 单片机在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于单片机具有逻 辑运算,计数和定时以及数据输入输出的功能,在电梯升降过程中,各种逻辑开关控制 与单片机很好的结合,很好的实现了对升降的控制。   本文主要讨论研究利用Atmel 公司的51系列单片机AT89C51和四相步进电机对电梯的升降进行控制,形成电梯控制系统 。 关键词:电梯 AT89C51 电梯升降控制 四相步进电机 C语言程序设计 第一章 绪论 1.1单片机简介 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。 本系统采用Atmel 公司的51系列单片机AT89C51作为主控芯片。其特征如下: 单片机 AT89C51 8位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash 主要性能 λ 与MCS-51单片机产品兼容 λ 8K字节在系统可编程Flash存储器 λ 1000次擦写周期 λ 全静态操作:0Hz~33Hz λ 三级加密程序存储器 λ 32个可编程I/O口线 λ 三个16位定时器/计数器 λ 八个中断源 λ 全双工UART串行通道 λ 低功耗空闲和掉电模式 λ 掉电后中断可唤醒 λ 看门狗定时器 λ 双数据指针 λ 掉电标识符 功能特性描述 AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器 。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的 解决方案。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。A T89C51具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外 ,AT89C51 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定 时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结 ,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。 1.2电梯的定义与简介 一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人或载运货物 。也有台阶式,踏步板装在履带上连续运行,俗称自动电梯。 服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢,运行在至少两列垂直的或倾斜角 小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。 习惯上不论其驱动方式如何,将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。 按额定速度又可分为低速电梯(1米/秒以下)、快速电梯(1~2米/秒)和高速电梯(2米 /秒以上)3种。19世纪中期开始采用液压电梯,至今仍在低层建筑物上应用。1852年, 美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。80年代,驱动装置有进一步改进, 如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末,采用了摩擦轮传动, 大大增加了电梯的提升高度。 现代电梯主要由曳引机(绞车)、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和 缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物井道和机房 中。通常采用钢丝绳摩擦传动,电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求安全可靠、输 送效率高、平层准确和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额 定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。 第二章 硬件设计 2.1 系统整体方案论证 按照题目要求,电梯控制系统由中心控制模块、用户呼叫信号输入模块、电机控制 与驱动模块、位置检测模块和显示等组成。 方案一 采用CPLD 器件作为控制中心,对整个系统的运作进行统一管理,但这种方案要求平时有很多的知 识积累和较强的专业水平,实现起来比较困难且器件较贵,不符合经济要求,而且升降 电机的控制,运行时间的测量、显示等还需要单片机的配合。 方案二 采用单片机为核心,扩展相关的接口电路,实现全系统的控制,由于单片机技术目前较 为成熟,自身资源丰富,硬件设计简单,并且我们在设计中尽量用软件代替硬件,可以 节约成本,提高可靠性。另外单片机小系统价格便宜,符合经济性要求。同时电梯采用 步进电机进行驱动,因为步进电机
2023-02-27 上传
摘要 随着社会的不断发展,楼房越来越高,而电梯则成了高层楼房的必须设备。电梯从 手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯,为高层运输做出了不可磨 灭的贡献。 单片机在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于单片机具有逻 辑运算,计数和定时以及数据输入输出的功能,在电梯升降过程中,各种逻辑开关控制 与单片机很好的结合,很好的实现了对升降的控制。   本文主要讨论研究利用Atmel 公司的51系列单片机AT89C51和四相步进电机对电梯的升降进行控制,形成电梯控制系统 。 关键词:电梯 AT89C51 电梯升降控制 四相步进电机 C语言程序设计 第一章 绪论 1.1单片机简介 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。 本系统采用Atmel 公司的51系列单片机AT89C51作为主控芯片。其特征如下: 单片机 AT89C51 8位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash 主要性能 λ 与MCS-51单片机产品兼容 λ 8K字节在系统可编程Flash存储器 λ 1000次擦写周期 λ 全静态操作:0Hz~33Hz λ 三级加密程序存储器 λ 32个可编程I/O口线 λ 三个16位定时器/计数器 λ 八个中断源 λ 全双工UART串行通道 λ 低功耗空闲和掉电模式 λ 掉电后中断可唤醒 λ 看门狗定时器 λ 双数据指针 λ 掉电标识符 功能特性描述 AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器 。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的 解决方案。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。A T89C51具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外 ,AT89C51 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定 时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结 ,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。 1.2电梯的定义与简介 一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人或载运货物 。也有台阶式,踏步板装在履带上连续运行,俗称自动电梯。 服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢,运行在至少两列垂直的或倾斜角 小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。 习惯上不论其驱动方式如何,将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。 按额定速度又可分为低速电梯(1米/秒以下)、快速电梯(1~2米/秒)和高速电梯(2米 /秒以上)3种。19世纪中期开始采用液压电梯,至今仍在低层建筑物上应用。1852年, 美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。80年代,驱动装置有进一步改进, 如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末,采用了摩擦轮传动, 大大增加了电梯的提升高度。 现代电梯主要由曳引机(绞车)、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和 缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物井道和机房 中。通常采用钢丝绳摩擦传动,电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求安全可靠、输 送效率高、平层准确和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额 定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。 第二章 硬件设计 2.1 系统整体方案论证 按照题目要求,电梯控制系统由中心控制模块、用户呼叫信号输入模块、电机控制 与驱动模块、位置检测模块和显示等组成。 方案一 采用CPLD 器件作为控制中心,对整个系统的运作进行统一管理,但这种方案要求平时有很多的知 识积累和较强的专业水平,实现起来比较困难且器件较贵,不符合经济要求,而且升降 电机的控制,运行时间的测量、显示等还需要单片机的配合。 方案二 采用单片机为核心,扩展相关的接口电路,实现全系统的控制,由于单片机技术目前较 为成熟,自身资源丰富,硬件设计简单,并且我们在设计中尽量用软件代替硬件,可以 节约成本,提高可靠性。另外单片机小系统价格便宜,符合经济性要求。同时电梯采用 步进电机进行驱动,因为步进电机