【毕业论文】基于单片机的电梯控制系统的设计与实现

【毕业论文】基于单片机的电梯控制系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与实现 前 言 电梯已成为人类现代生活中广泛使用的运输工具人们对电梯安全性高效性舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步目前在电梯上使用较广的是可编程序控制简称PLC而采用单片机的话在接口性能和计算速度等方面均有资源不足的问题仍然不能适应较复杂的控制算法和故障诊断等要求但利用单片机控制电梯具有成本低通用性强灵活性大及易于实现复杂控制等优点 该设计主要能实现对各楼层用户按钮信号的检测和处理按预定的运行规则和程序发出控制信号对电机进行调节从而控制电梯的启停速度电梯运行所在楼层指示设有电梯所处位置指示装置以及电梯运行模式上升或下降指示装置关门延时设置电梯到达有停站请求楼层经过1 秒电梯门打开开门4 秒后电梯门关闭开门指示灯熄灭电梯继续运行直至执行完最后一个请求信号后停留在当前楼层每一层电梯的入口处设有上下请求开关电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关看门狗报警超载报警故障报警等 摘 要 单片机控制电梯有成本低通用性强灵活性大及易于实现复杂控制等优点故 本文采用89C51单片机对电梯进行控制本设计主要利用单片机对电梯的轿厢内 呼梯输入模块轿厢外呼梯输入模块重量检测模块轿厢位置检测模块其他信号输 入模块进行处理实现轿内外呼梯信号的处理轿内外呼梯信号的显示电机正反转 的控制轿厢门的开关控制等显示部分本设计采用1602液晶显示来实现因为1602 液晶显示屏是以若干个5x8点阵块组成的显示字符群模块结构紧凑轻巧装配容 易低功耗长寿命高可靠性Abstract The monolithic integrated circuit control elevator has the cost to be low versatile the flexibility big and easy to realize merits and so on plurality of controls Therefore this article uses the 89C51 monolithic integrated circuit to carry on the control to the elevator This design mainly uses the monolithic integrated circuit to shout the ladder load module to elevators sedan theater box outside the sedan theater box shouts the ladder load module the weight examination module the sedan theater box position examination module other signal input module carries on processing realizes inside and outside the sedan to shout the ladder signal processing the sedan inside and outside shouts the ladder signal the demonstration the electrical machinery the control which reverses the sedan theater box gate stop-go control and so on Demonstrated that part this design uses 1602 liquid crystal displays to realize Because 1602 liquid crystal display monitors are by certain 5x8 lattice block composition demonstration character group has the modular structure compact dexterous the assembly to be easy low characteristics and so on power loss long life redundant reliability Key wordselevator Monolithic integrated circuit liquid crystal display 目 录 前 言 1 摘 要 I Abstract II 目 录 i 11开发背景 1 111基于单片机的电梯控制模型主要特色 2 112电梯控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较 2 12任务概述 3 第二章 设计的整体方案 4 21控制系统硬件组成 4 211 89C51介绍 4 212 1602液晶显示介绍 6 213 压敏电阻介绍 7 22系统结构图 9 23系统详解 9 231 供电电源模块 10 232 轿厢位置检测模块 10 233 重量检测模块 10 234 电机控制模块 10 235 轿内外呼梯信号处理 11 236 轿内外呼梯信号显示模块 11 237 中断信号处理 11 238 轿厢开关门 11 第三章 系统硬件设计 12 31呼叫及选层 12 32显示功能模块的实现 14 33供电模块 14 34单片机复位电路 15 35位置检测模块 16 36超重检测模块与超重报警 16 37电机上下转设计 18 38轿厢开关门设计 18 第四章 系统软件设计 19 41主 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 19 42安全等待流程 20 43故障处理流程 21 44轿厢内要梯处理流程 23 45轿厢外要梯处理流程 24 46电梯关开门处理 25 47显示输出 26 48键盘扫描 30 第五章 系统可靠性分析及抗干扰措施 35 51破坏电梯设备的噪音来源 35 52抗干扰的措施 35 521把交流电线分开 35 522减小分布电容 36 53 软件抗干扰措施 37 第六章 毕业设计小结 39 致 谢 40 参考文献 41 附录一 42 附录二 43 第一章 绪论 11开发背景 随着现代高科技的发展住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展电梯是高层宾馆商店住宅多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具1889年美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力的升降机同年在纽约市马累特大厦安装成功随着建筑物规模越来越大楼层也越来越高对电梯的调速精度调速范围等静态和动态特性都提出了更高的要求由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路采用这种控制线路存在易出故障维护不便运行寿命较短占用空间大等缺点从技术发展来看这种系统将逐渐被淘汰 PLC 智能控制交流变频调速驱动其硬件结构的组成及功能与实电梯基本相同事实上可以把它看作是小型化了的真实电梯具有自动平层自动关门顺向响应轿内外呼梯信号直驶电梯安全运行保护以及电梯急停检修慢上慢下照明风扇等功能且具有性能可靠运行平稳操作简单能耗低和便于教学等特点而采用单片机的话在接口性能和计算速度等方面均有资源不足的问题仍然不能适应较复杂的控制算法和故障诊断等要求但利用单片机控制电梯有成本低通用性强灵活性大及易于实现复杂控制等优点 由可编程控制器PLC或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统正以很快的速度发展着可编程控制器是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机它有良好的抗干扰性能适应很多工业控制现场的恶劣环境所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制但是由于PLC的针对性较强每一台PLC都是根据一个设备而设计的所以价格较昂贵而单片 机价格相当便宜如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替PLC实现对工控设备的控制当然单片机并不象PLC那么有针对性所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善更完美的实现设备的升级PLC 的电梯控制模型相比主要特色有以下几个方面 第一成本低本电梯控制模型由于采用单片机代替了PLC 作为主控芯片同时用PWM 驱动直流电机代替了变频调速驱动从而导致整套系统成本很低 第二高精度的重量检测及显示基于PLC 的电梯模型虽然有重量检测但检测精度较低本电梯模型采用了高精度的重量传感器和测量电路配合设计优良的数字处理软件从而能进行高精度的重量检测和显示方便学生进行检测技术和信号处理来等方面的课程的学习 第三功能多样基于PLC 的电梯控制模型主要用于了解电梯的工作原理和如何使用电梯等本电梯控制模型除了以上功能外由于硬件采用了模块化的设计各硬件模块可以拆卸能进行重新开发和二次开发此外本电梯控制模型采用了单相电供电使用更灵活 112电梯控制方案比较 电梯的控制方案主要有三种基点启控制可编程控制器控制微机控制 基点启控制过去电梯的电器控制大多采用继电器逻辑线路这种硬布线的逻辑控制方式具有原理简单直观的特点但是通用性差布线成本高操作麻烦对不同的楼层和不同的控制方式其原理图接线图等必须重新绘制且逻辑系统由许多个触电组成接线复杂故障率高因此目前已经逐渐被淘汰 可编程控制器控制由于现代化办公大楼的出现需要对电梯实现群控及智能化管理所以用微机对电梯实行控制成了未来电梯的发展趋势由微机实现继电器 的逻辑功能比继电控制有较人的灵活性不同的控制方式可用相同的硬件只是软件各不相同只要把按钮限位开关光电开关无触电行程开关等电器元件作为输入信号把制动器接触器等功率输出元件接到输出端就算完成了接线任务层数变化无需增减继电器和大量的布线困难但是微机控制的电梯需要解决运行可靠性排除干扰等方面的问题干扰是影响整个系统安全可靠性稳定运行的主要原因例如电源的波动电动机的启动晶闸管的导通与截止接触器的工作等等 微机控制目前在电梯上使用较广的是可编程序控制简称PLC而采用单片机的话在接口性能等方面均有资源不足的问题不能适应较复杂的控制算法和故障诊断等要求但利用单片机控制电梯有成本低通用性强灵活性大及易于实现复杂控制等优点 12任务概述 本设计采用单片机为主要元器件实现对电梯的模拟控制画出设计相关电路图在电梯控制系统的设计中核心是电梯运行的状态控制器的设计 软件部分完成 对各楼层用户按钮信号的检测和处理按预定的运行规则和程序发出控制信号对电机进行调节从而控制电梯的启停速度电梯运行所在楼层指示设有电梯所处位置指示装置以及电梯运行模式上升或下降指示装置关门延时设置电梯到达有停站请求楼层经过1 秒电梯门打开开门4 秒后电梯门关闭开门指示灯熄灭电梯继续运行直至执行完最后一个请求信号后停留在当前楼层每一层电梯的入口处设有上下请求开关电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关看门狗报警超载报警故障报警等 第二章 设计的整体方案 21控制系统硬件组成 用单片机实现电梯控制系统由于89C51有良好的开发坏境和C语言程序设计的便利条件价格低廉容易购买故单片机首选89C51而显示而言要求而言应做到模块结构紧凑轻巧装配容易低功耗长寿命高可靠性89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory的低电压高性能CMOS8位微处理器俗称单片机89C2051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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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89C51是一种高效微控制器89C2051是它的一种精简版本89C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 图1 89C51引脚图 89c51单片机引脚介绍 VCC供电电压 GND接地 P0口P0口为一个8位漏级开路双向IO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口是一个内部提供上拉电阻的8位双向IO口P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流P1口管脚写入1后被内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内部上拉的缘故在FLASH编程和校验时P1口作为第八位地址接收 P2口P2口为一个内部上拉电阻的8位双向IO口P2口缓冲器可接收输出4个TTL门电流当P2口被写1时其管脚被内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内部上拉的缘故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时它利用内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内容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个带内部上拉电阻的双向IO口可接收输出4个TTL门电流当P3口写入1后它们被内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这是由于上拉的缘故8位CPU 片内振荡器和时钟电路 32根IO线 外部存贮器寻址范围ROMRAM64K 2个16位的定时器计数器 5个中断源两个中断优先级 全双工串行口 布尔处理器 另外引脚"A"和"K"为背光引脚"A"接正"K"接负便会点亮背光灯 1602液晶显示模块特点 标准1602LCD标准的接口特性液晶显示屏是以若干个5x8点阵块组成的显示 字符群每个点阵块为一个字符位字符间距和行距都为一个点的宽度具有字符发生器ROM可显示192种字符具有64个字节的自定义字符RAM可自定义8个5x8字符或四个5x11字符模块结构紧凑轻巧装配容易单5V电源供电低功耗长寿命高可靠性1602液晶显示复位时序图 213 压敏电阻介绍 压敏电阻电路的安全阀作用 压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时流过它的电流极小相当于一只关死的阀门当电压超过UN时流过它的电流激增相当于阀门打开利用这一功能可以抑制电路中经常出现的异常过电压保护电路免受过电压的损害保护特性当冲击源的冲击强或冲击电流Isp UspZs 不超过规定值时压敏电阻的限制电压不允许超过被保护对象所能承受的冲击耐电压Urp 耐冲击特性即压敏电阻本身应能承受规定的冲击电流冲击能量以及多次冲击相继出现时的平均功率 寿命特性有两项一是连续工作电压寿命即压敏电阻在规定环境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间小时数二是冲击寿命即能可靠地承受规定的冲击的次数 压敏电阻介入系统后除了起到"安全阀"的保护作用外还会带入一些附加影响这就是所谓"二次效应"它不应降低系统的正常工作性能这时要考虑的因素主要有三项一是压敏电阻本身的电容量几十到几万PF二是在系统电压下的漏电流三是压敏电阻的非线性电流通过源阻抗的耦合对其他电路的影响1 标称电压 V 指通过1mA直流电流时压敏电阻器两端的电压值 2 电压比指压敏电阻器的电流为1mA时产生的电压值与压敏电阻器的电流 为01mA时产生的电压值之比 3 最大限制电压 V 指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值 4 残压比通过压敏电阻器的电流为某一值时在它两端所产生的电压称为这一电流值的残压残压比则是残压与标称电压之比 5 通流容量 kA 通流容量也称通流量是指在规定的条件规定的时间间隔和次数施加标准的冲击电流下允许通过压敏电阻器上的最大脉冲峰值电流值 6 漏电流 mA 漏电流也称等待电流是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下流过压敏电阻器电流 7 电压温度系数指在规定的温度范围温度为20,70内压敏电阻器标称电压的变化率即在通过压敏电阻器的电流保持恒定时温度改变1时压敏电阻器两端电压的相对变化 8 电流温度系数指在压敏电阻器的两端电压保持恒定时温度改变1时流过压敏电阻器电流的相对变化 9 电压非线性系数指压敏电阻器在给定的外加电压作用下其静态电阻值与动态电阻值之比 10 绝缘电阻指压敏电阻器的引出线 引脚 与电阻体绝缘表面之间的电阻值 11 静态电容量PF指压敏电阻器本身固有的电容容量 在电梯控制中轿厢位置的检测是设计中的一个关键环节轿厢位置的检测又分为接触式和非接触式为了准确定位楼层采用反射式非接触式光电传感器此传感器具有发散角小精度高 反应速度快 有效距离较远 抗干扰能力 强可靠性较高等优点此光电式传感器供电电源为6,36V设计中用5V 供电在每个楼层和极限位置均安装一个传感器传感器信号由电路处理变成高低电平 经光耦隔离和电平转换后送入单片机 233 重量检测模块 本设计中重量检测模块是一个很有特色的模块能进行重量的高精度检测重量传感器采用力敏应变片此压力传感器价格便宜精度高在0,1kg 的压力下输出0,20mV 的电压信号传感器输出的0,20mV 信号经性能优良的三运放差动放大器又称为仪表放大器或测量放大器放大到一定值成数字信号后送入单片机进行显示和过载判断 234 电机控制模块 电机控制模块完成以下功能第一电机运行方向的控制单片机根据输入信号进行逻辑分析决定电机停止上升或是下降单片机的一个引脚控制一个继电器的吸合此继电器的吸合与断开切换直流电机供电电压的极性从而控制电机的上升或下降的目的第二电机的速度控制单片机根据设定的速度值输出不同占空比的PWM 信号经硬件平滑滤波控制电机的运行速度第三平层时轿厢的惯性的处理电梯到达楼层时若直接切断电机的供电由于轿厢的惯性必然造成平层的不准确本设计中加入了反向电压制动到达了精确平层的效果 235 轿内外呼梯信号处理 本电梯控制模型设计为九层结构轿内呼梯信号的设置与实际电梯基本相同每楼设置上下两个一楼和九楼除外呼梯信号轿厢内设置了九个呼梯信号表示乘客需要到达的楼层这些呼叫信号组成矩阵式键盘结构经光耦隔离送入单片机进行处理由单片机P00P01P02P03和P10P11P12P13这8个引脚控制处理乘客的呼叫请求轿厢外的呼叫由单片机的串行接口P30P31两个引脚处理乘客的呼叫请求 236 轿内外呼梯信号显示模块 每个呼梯请求需要有一个对应的指示灯同时每楼和轿厢内均应显示此时电梯的运行状态如上行或下行电梯目前到达的楼层等信息为此我选用1602液晶显示器作为显示器件由单片机P00P01P02P03P04P05P06P07P15P16P36引脚控制显示楼层 237 中断信号处理 本设计的中断有INT0INT1两个中断INT0中断用开处理键盘输入中断INT1用于故障处理中断 238 轿厢开关门 电梯门开关控制装置通过检测对门作开关驱动的电动机的转速以及上述门的位置发生基于该位置的速度指令值输出转矩指令值以使上述转速跟踪上述速度指令值来使上述门开关其特征在于具有在对门作开关驱动的电动机从以所定值以上的转速进行旋转的状态起转速瞬时变为零且该状态持续规定时间以上时进行动作的故障判定构件 图4 电梯轿厢内要梯引脚控制电路图 另一种呼叫是电梯外呼叫我采用89c51单片机的串行口P30与P31连接控制电梯外呼叫电路图如下 图5 电梯轿厢外要梯引脚控制电路 32显示功能模块的实现 本设计方案的显示模块是选用的1602液晶显示器与89C51单片机一起共同实现的我以单片机的P00P01P02P03P04P05P06P07这8个引脚分别 与1602液晶显示器的D00D01D02D03D04D05D06D07这8个引脚相接RW和EN两个引脚分别与P36和P16两个引脚相接RS与P16相接当较内有乘客呼叫电梯信号时显示呼叫 楼层1602液晶显示器与89c51接线如下图所示 图6 显示引脚控制电路图 33供电模块 单片机的电源一般要求为5V稳定直流电一般的生活电压为220V交流电所以对单片机的电源需要将220V的交流电转换为稳定5V电压直流电稳压电源一般由变压器整流器和稳压器三大部分组成变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电整流器将交流电转化为直流电经过滤波后稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出供电模块的电路图如下所示 图7 电源供电电路图 34单片机复位电路 单片机需要复位电路出现故障可以及时解除我接单片机89C51的RST引脚电路图如下 图8 单片机复位电路图 35位置检测模块 在电梯控制中轿厢位置的检测是设计中的一个关键环节轿厢位置的检测又分为接触式和非接触式为了准确定位楼层采用反射式非接触式光电传感器我选择89C51单片机的P24引脚进行控制电路图如下所示 图9 电梯轿厢位置检测引脚控制电路图 36超重检测模块与超重报警 重量传感器采用力敏应变片此压力传感器价格便宜精度高在0,1kg 的压力下输出0,20mV 的电压信号重量检测模块与超重报警我分别用89C51单片机的P25P26两个引脚进行控制报警电路图超重检测电路图如下所示 图10 超重检测电路图 图11 超重报警电路图 37电机上下转设计 电机的上转与下转是由乘客的需求所决定的当乘客要求上行时电机上转当乘客要求下行电机下转电机上转由单片机P14引脚控制电机下转由单片机P17引脚控制 38轿厢开关门设计 电梯的开门与关门我选用89C51单片机的P27两个引脚进行控制P27输出为1时控制开门P27输出为0时控制关门 图12 电梯开关门引脚控制电路图 电机上转下转的只是引脚不一样 第四章 系统软件设计 首先启动电梯然后电梯进入初始化状态该系统设定电梯在第一层楼时为初始状态初始化状态后有三种可能性第一种是进入安全等待回路即无人要电梯时电梯处于等候状态第二种可能性是乘客在电梯内要梯则进入轿厢内要梯处理流程最后一种可能性是乘客在电梯外要电梯则进入轿厢外要梯处理流程 41主流程图 本设计针对单片机控制电梯的主要处理流程有四种及安全等待处理流程故障处理流程轿厢内要梯处理流程和轿厢外要梯处理流程主流程图如下所示 图13 总流程图 程序代码 void main void IE0 0 IE1 0 P2_7 0 P1_4 0 P1_7 0 if P10x0FP20x0F mode in else if P30x03 mode out else if P20x10 mode done else mode wait switch mode case wait break case in if Run_State Key_done break case out P2_7 1开门 break default break 程序代码 define wait 1 define in 3 define out 4 define done 5 switch mode case wait break 图15 外部中断1流程图 程序代码 void Int1_serve void interrupt 2 IE1 0 PUSH ACC P1_4 0 P1_7 0 停机 str1 "error" LCD_write_com 0xc0 LCD_display str LCD_delay1ms 1 44轿厢内要梯处理流程 因为轿厢内的要梯输入设备与单片机的P00P01P02P03和P10P11P12P13这8 个引脚相连构成一个矩阵形式 图16 厢内要梯处理流程图 程序代码 外部中断1 void while weizhi0x0F zhidingweizhi P3 0xCFP3 0x10 关门 ifweizhi zhidingweizhi P3 0x7F 反转下降 else ifweizhi zhidingweizhi P3 0xBF 正转上升 Str1 weizhi LCD_write_com 0xc0 LCD_display str LCD_delay1ms 1 P3 0xC0 停机 P3 0xCFP3 0x20开门 void Key_done void while weizhi0x0F zhidingweizhi P3 0xCFP3 0x10 关门 ifweizhi zhidingweizhi P3 0x7F 反转下降 else ifweizhi zhidingweizhi P3 0xBF 正转上升 Str1 weizhi LCD_write_com 0xc0 LCD_display str LCD_delay1ms 1 P3 0xC0 停机 P3 0xCFP3 0x20开门 图17 串行口中断流程图 46电梯关开门处理 本设计要求关门延时设置电梯到达有停站请求楼层经过1 秒电梯门打开开 门4 秒后关闭电梯门故特意将电梯关开门流程图画出 图18 开关门处理流程图 程序代码 P2_7 1 开门 i 1000 j 1000 while i 0 while j 0 i--j-- P2_7 0 关门 Str1 The Door is Closed LCD_write_com 0xc0 LCD_display str LCD_delay1ms 1 47显示输出 本设计的显示部分采用的是1602液晶显示当EN 1RW 1时送地址到1602实 现显示功能 图19 显示处理流程图 程序代码 LCD_1602简单显示程序STC89C51RC include include void LCD_write_com unsigned char com void LCD_write_data unsigned char dat void LCD_initial void void LCD_display unsigned char p void LCD_read_data void LCD_delay1ms unsigned int n bit LCD_busy void check LCD busy bit RS P16 sbit EN P15 unsigned char str1 unsigned char str2 main void LCD_delay1ms 1 LCD_initial while 1 LCD_write_com 0x80 LCD_display str1 LCD_write_com 0xc0 LCD_display str2 LCD_delay1ms 1 void LCD_delay1ms unsigned int n unsigned int ij for i 0i ni for j 0j 100j check the busy status bit LCD_busy void bit busy RS 0 RW 1 E 1 _nop_ _nop_ _nop_ busy bit P00x80 E 0 return busy write command void LCD_write_com unsigned char com 写指令 while LCD_busy P0 com RS 0 RW 0 E 0 E 1 _nop_ _nop_ E 0 write data void LCD_write_data unsigned char dat 写数据 while LCD_busy P0 dat RS 1 RW 0 E 0 E 1 _nop_ _nop_ E 0 LCD initial void LCD_initial LCD_delay1ms 15 LCD_write_com 0x38 不检测忙信号 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x38 不检测忙信号 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x38 显示模式设置 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x08 显示关闭 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x01 显示清屏 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x06 显示光标移动设置 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x0c 显示开及光标设置 LCD_delay1ms 5 void LCD_display unsigned char p while p \0 LCD_write_data p p LCD_delay1ms 1 48键盘扫描 电梯键盘扫面采用44矩阵式的键盘扫面的过程故一行一行进行扫面扫面流程图如下所示 图20 键盘处理流程图 电梯键盘输入要梯的可能性有以下几种可能如下表 键盘按钮 楼层选择按钮 控制引脚 SB1 1楼上 P00P03与P10P13 SB2 2楼上 SB3 2楼下 SB4 3楼上 SB5 3楼下 SB6 4楼上 SB7 4楼下 SB8 5楼上 SB9 5楼下 SB10 6楼上 SB11 6楼下 SB12 7楼上 SB13 7楼下 SB14 8楼上 SB15 8楼下 SB16 9楼下 程序代码 void KB_Scan void interrupt 0 unsigned char KBbuf unsigned char TC IE0 0 检测第一行按键KB0KB1KB2KB3 P1 0x01 TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC KBbuf P2 switch KBbuf case 0x01 Run_state KB0_pressed 1上 break case 0x02 Run_state KB1_pressed 2上 break case 0x04 Run_state KB2_pressed 2下 break case 0x08 Run_state KB3_pressed 3上 break 检测第二行按键KB4KB5KB6KB7 P1 0x02 TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC KBbuf P2 switch KBbuf case 0x01 Run_state KB4_pressed 3下 break case 0x02 Run_state KB5_pressed 4上 break case 0x04 Run_state KB6_pressed 4下 break case 0x08 Run_state KB7_pressed 5上 break 检测第三行按键KB8KB9KB10KB11 P1 0x04 TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC KBbuf P2 switch KBbuf case 0x01 Run_state KB8_pressed 5下 break case 0x02 Run_state KB9_pressed 6上 break case 0x04 Run_state KB10_pressed 6下 break case 0x08 Run_state KB11_pressed 7上 break 检测第四行按键KB12KB13KB14KB15 P2 0x08 TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC KBbuf P2 switch KBbuf case 0x01 Run_state KB12_pressed 7下 break case 0x02 Run_state KB13_pressed 8上 break case 0x04 Run_state KB14_pressed 8下 break case 0x08 Run_state KB15_pressed 9下 break 第五章 系统可靠性分析及抗干扰措施 噪音是指从设备内和设备外发出的一种不和谐的声音它与该设备必须的操作信号混合在一起是一种有害的成分所以称之为噪音当电源有高噪渗入噪音可以穿透ICS或PC板导致IC损坏或系统出错造成电梯失控引起重大事故 51破坏电梯设备的噪音来源 1 由于电力设备接上或离开电网和闪电等原因噪音进入电源造成瞬时电压中断导致电梯设备出错 2 穿透电源的噪音混合在设备的交流电源上噪音被诱导到设备内部的控制电路结果功率晶体管或寄生电容会在电线之间产生一种电磁感应力这也是噪音源之一这些混合噪音直接穿透控制电路或信号线路或者由静电或电磁混合在设备内造成出错 3 调频控制电梯是产生噪音的来源之一还影响同一栋大厦内其他设备此外变频器发出的噪音带有辐射成分成为主要噪音来源 4 因为调频控制电梯的输出电压由高速开关的晶体管产生输出线相对地线的电压突变造成输出线或电动机对接地之间的漂移电容出现谐波漏电电流即使设备安装完好当电梯运行时漏电情况更为严重 5 轿厢内日光灯继电器开合时的风鸣器噪音 52抗干扰的措施 521把交流电线分开 混在交流电源上的噪音能贯穿设备内部的线路并导向控制线路 1 交流电的电磁感应 当有强交流电流进入电路时会产生交流磁场如果控制线路中有线与这根线平行或者接近由于近电感应的原因控制线路中就会产生电磁力和感应电流电源 电流越大或离电线距离越近所产生的交流磁场就越大 控制线路中所产生的感应电磁力是与强电线上的交流电源成正比的但与距离成反比 如果噪音深入在强电线上与电压混合控制电路中所感应的电压更高引起低电压线路出错 如果强电线和控制电路垂直导致出现感应电磁力较为困难因为强电线发出的磁力线与控制线路的线不相联 如果电线互相绞合感应电流就会互相抵消相应的噪音就会明显减小 2 交流电分开的措施 信号线等对噪音非常敏感应有单独的导线管或独立线设计但是有些在线槽或在线箱里时与强电线混合而离控制柜又很近工地进行上述措施时一定要注意这些问题并要检查它们是否正确安装 就电线使用而言强电线和信号线应垂直安放 如必须把电线平行安放时平行的距离应为1 m线距最好是03 m或更多同时强电线应被密封屏蔽线应接地 密封管和信号线的屏蔽应接地如果不接地当接地线出错时密封管和屏蔽线就会起天线的作用噪音就会加重有时会使信号线路出错密封管和屏蔽线应采用较大的电线作为地线 直流电源线路的交流电线应采用双绞线 522减小分布电容 即使把交流电线分开由于功率晶体管或电线之间的分布电容混在电源上的噪音仍会到控制线路上当相似的电线如随行电缆机房槽内的电线控制柜内的电 线备用电线以及剩余电线等等相距很近或线很长时电容量增大噪音电压引起出错机会也大 1分布电容 分布电容在两导线之间产生反过来说只要有两个导体绝缘之间相对我们就可以称之为电容在微机电脑系统的电子设备中即使是低小量静电容都会有很大影响此外如果线走了很长一段距离分布电容就会变得复杂产生更大的电容含分布电容的线路电抗是XC 12fc如果分布电容很大频率很高容抗就会减小电线之间的绝缘就会有很大的感应电流流过 如果弱电线被屏蔽和接地感应电流就会流入地面而对弱电线无什么影响 可以在有代表性的电缆上实验一下效果用实验仪器进行测试感应电压为 1 kHz 20V 弱电线与其他电线距离越远分布电容越小 2减小分布电容的措施 信号线弱电线应采用双绞有屏蔽线 信号线和其他线之间应保证有一段距离 备用线应集中在一起在控制柜旁边实施单点接地 53 软件抗干扰措施 软件抗干扰种类分析 软件抗干扰从对干扰的处理方式上可分为两类一类是滤除干扰主要是利用数字滤波器来实现 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有程序判断滤波法算术平均法递推平均法一阶惯性滤波法等另一类是抑制干扰主要通过各种程序来实现包括软件看门狗软件陷阱指令冗余开机自检延时防抖动技术等 软件抑制法 软件看门狗单片机系统受到干扰后可造成程序失控引起程序乱分也可能使程序进入死循环看门狗技术可以不断地监视程序运行时间若发现时间超过设定时间就认为系统进入死循环看门狗即将CPU复位强迫程序返回到0000H处在0000H处安排一段出错处理程序使系统运行返回到正常的程序流程软件看门狗一般要占用单片机系统的定时器在51系列中占用T0或者T1并且将这两个定时器设置为最高级中断在主要程序中药根据定时器的溢出周期对定时器进行初始化一旦程序受到干扰跑飞则在中断子程序里设置一条出错跳转指令将程序转移到出错子程序中在出错子程序中完成整个程序的初始化程序使程序从头执行 软件陷阱软件陷阱就是用指导指令将捕捉到的乱分程序引向复位入口地址0000H处在此处将程序转向专门对程序出错进行处理的程序使程序纳入正规实现的方法可在程序存储器的未使用区域中加上几条空操作指令和无条件跳转指令无条件跳转指令转向复位入口地址如在0202H以后的程序取未使用可在该区域用NOP和LMP指令填充 ORG 0000H AMP MAN MAN ORG 0202H NOP NOP LMP MAN 指令冗余指令冗余与软件陷阱相似但是有区别软件陷阱用在程序存储器的未使用区域中而指令冗余通常用在程序中其做法是在正常的指令后差人一些 NOP指令或将有效字节重写采用指令冗余技术不仅可以使跑飞的程序纳入正规还有助于消除随机干扰提高测控系统的可靠性 开机自检开机自检程序通常包括对ROMRAMIO状态的检测在程序编制中可将RAM中的内容分区存放在程序运行初始或中间过程经常对这些数据进行比较检查如发现数据出错则重写这些数据 延时防抖动技术工业测控系统往往会遇到强干扰如浪涌电压电源过压欠压以及尖峰干扰等在软件设计中可以采取措施加以避开当干扰到来时使CPU暂停工作待干扰过后再恢复CPU工作 第六章 毕业设计小结 我的论文题目是基于单片机的电梯控制系统的设计与实现刚一拿到这个题目我真的是很茫然不知道怎么着手去弄有时候感觉自己就快坚持不下去了感觉很辛苦还产生了放弃了的念头但是我还是坚持下来了因为我知道它对我来说具有很大的挑战性我要去克服我的薄弱环节我选择了拼搏后来就慢慢的进入了状态思路也逐渐的清晰了历经了几个月的奋战紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕回想这段日子的经历和感受我感慨万千在这次毕业设计的过程中我拥有了无数难忘的回忆和收获 在本次设计中由于基础知识的不够扎实和实践的缺乏最后的设计并没达到理想的要求但在查阅资料的过程中我们要判断优劣取舍相关知识不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼我们学习的知识是有限的在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域这方面的能力便会使我们受益非浅 致 谢 在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导感谢老师给我的帮助在设计过程中我通过查阅大量有关资料与同学交流经验和自学并向老师请教等方式使自己学到了不少知识也经历了不少艰辛但收获同样巨大在整个设计中我懂得了许多东西也培养了我独立工作的能力树立了对自己工作能力的信心相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响而且大大提高了动手的能力使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦虽然这个设计做的也不太好但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富使我终身受益附录一 附录二 include include include define wait 1 define in 3 define out 4 define done 5 void LCD_write_com unsigned char com void LCD_write_data unsigned char dat void LCD_initial void void LCD_display unsigned char p void LCD_read_data void LCD_delay1ms unsigned int n bit LCD_busy void check LCD busy sbit RS P16 sbit EN P15 unsigned char str1 unsigned char str2 static unsigned char mode 0 unsigned char weizhi 0zhidingweizhi 0 void system_Init void void main void system_Init for if P10x0FP20x0F mode in else if P30x03 mode out else if P20x10 mode done else mode wait if KB0_pressed zhidingweizhi 1 if KB1_pressedKB2_pressed zhidingweizhi 2 if KB3_pressedKB4_pressed zhidingweizhi 3 if KB5_pressedKB6_pressed zhidingweizhi 4 if KB7_pressedKB8_pressed zhidingweizhi 5 if KB9_pressedKB10_pressed zhidingweizhi 6 if KB11_pressedKB12_pressed zhidingweizhi 7 if KB13_pressedKB14_pressed zhidingweizhi 8 if KB15_pressed zhidingweizhi 9 switch mode case wait break case in if Run_State Key_done break case out P2_7 1开门 break case done P1_4 0 P1_7 0 停机 P2_7 1开门 break default break void system_Init void EX0 1 EX1 1 P2_7 0 P1_4 0 P1_7 0 LCD_delay1ms 1 LCD_initial return 0 void Key_done void while weizhi0x0F zhidingweizhi P2_7 0 关门 ifweizhi zhidingweizhi P1_7 1 反转下降 else ifweizhi zhidingweizhi P1_4 1 正转上升 Str1 weizhi LCD_write_com 0xc0 LCD_display str LCD_delay1ms 1 P1_4 0 P1_7 0 停机 P2_7 1开门 void Int1_serve void interrupt 2 IE1 0 PUSH ACC P1_4 0 P1_7 0 停机 str1 "error" LCD_write_com 0xc0 LCD_display str LCD_delay1ms 1 void LCD_delay1ms unsigned int n unsigned int ij for i 0i ni for j 0j 100j check the busy status bit LCD_busy void bit busy RS 0 RW 1 E 1 _nop_ _nop_ _nop_ busy bit P00x80 E 0 return busy write command void LCD_write_com unsigned char com 写指令 while LCD_busy P0 com RS 0 RW 0 E 0 E 1 _nop_ _nop_ E 0 write data void LCD_write_data unsigned char dat 写数据 while LCD_busy P0 dat RS 1 RW 0 E 0 E 1 _nop_ _nop_ E 0 LCD initial void LCD_initial LCD_delay1ms 15 LCD_write_com 0x38 不检测忙信号 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x38 不检测忙信号 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x38 显示模式设置 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x08 显示关闭 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x01 显示清屏 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x06 显示光标移动设置 LCD_delay1ms 5 LCD_write_com 0x0c 显示开及光标设置 LCD_delay1ms 5 void LCD_display unsigned char p while p \0 LCD_write_data p p LCD_delay1ms 1 KB_SCAN Functinon void KB_Scan void interrupt 0 unsigned char KBbuf unsigned char TC IE0 0 检测第一行按键KB0KB1KB2KB3 P1 0x01 TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC KBbuf P2 switch KBbuf case 0x01 Run_state KB0_pressed 1上 break case 0x02 Run_state KB1_pressed 2上 break case 0x04 Run_state KB2_pressed 2下 break case 0x08 Run_state KB3_pressed 3上 break 检测第二行按键KB4KB5KB6KB7 P1 0x02 TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC KBbuf P2 switch KBbuf case 0x01 Run_state KB4_pressed 3下 break case 0x02 Run_state KB5_pressed 4上 break case 0x04 Run_state KB6_pressed 4下 break case 0x08 Run_state KB7_pressed 5上 break 检测第三行按键KB8KB9KB10KB11 P1 0x04 TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC KBbuf P2 switch KBbuf case 0x01 Run_state KB8_pressed 5下 break case 0x02 Run_state KB9_pressed 6上 break case 0x04 Run_state KB10_pressed 6下 break case 0x08 Run_state KB11_pressed 7上 break 检测第四行按键KB12KB13KB14KB15 P2 0x08 TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC TC 100 while --TC KBbuf P2 switch KBbuf case 0x01 Run_state KB12_pressed 7下 break case 0x02 Run_state KB13_pressed 8上 break case 0x04 Run_state KB14_pressed 8下 break case 0x08 Run_state KB15_pressed 9下 break 美丽天使精品论文 httpdocincomlovehpower 第 1 页 第 I 页 第 i 页 第 49 页总56页