基于51单片机的8层电梯模拟控制

发布时间: 2022-11-07 19:05:05 来源：网友投稿

摘要:电梯控制本是一个比较复杂的系统,在这里我们只是对电梯的控制进行模拟,没有考虑某些因素。如:我们没有应用现实中的行程开关,电动机等重要器件,我们用红外线.LED等器件来对其进行模拟,本设计主要涉及到低压电气,红外通讯,单片机开发,PROTEL软件,PROTEUS软件,电子电路等知识。

关键词:电梯红外电动机 LCD

一、系统概述

1)输入系统

输入系统在本设计中主要是体现在电梯呼叫信号的发起的元件上.本系统中主要的输入设备有BUTTON(按钮)和红外接收装置。

BUTTON:有外呼叫和内呼叫两种.简单来说就是电梯内的按钮和电梯外的按钮.电梯内的按钮要比电梯外的多一些,这个不用说相信大家都知道;电梯外的主要用于电梯的呼叫,当电梯到达该呼叫楼层时,电梯自动开门后该呼叫请求会自动清掉,保证下次呼叫的正确性。

红外接收装置:由于本系统只是对电梯控制进行模拟,所以我们就只用了两套红外收发装置进行模拟。一套专门用于断电保护人身安全的:当电梯运行在中间楼层时,我们用红外装置来监测复位时,电梯的停放情况,如果电梯并没有在最底层,那么我的系统会自动将电梯运行到最底层,这样保证了人的安全,也保证了电梯不会因为断电而无法运行。

另一套红外装置其实是本系统8层楼中8套行程限位的代表,当电梯运行到某一楼层时该楼层发射装置发射的红外信号会传递到电梯本身身上的红外接收装置,如果CPU每12秒收到了一次这个信号,那么说明电梯运行无误,否则CPU将自动报警,并停止电梯的运行,当检修人员发现电梯出现故障后,按下检修开关,电梯自动运行到最底层,并显示当前电梯处于修理中,等检修师傅检修好后在次按下检修开关电梯就可以再次投入使用了.

2)输出系统

本设计中作为输出系统的元件有LCD,蜂鸣器,发光二极管和继电器。

LCD:本设计采用的是LM1602B液晶显示器.与红外收发装置一样,LCD我们也只用了两套,一套用于电梯箱内的当前信息显示;另一套用于电梯箱外,主要是给需要呼叫电梯的人一个选择的权利,因为一般必须先响应同方向的呼叫,后处理反方向呼叫。

LCD的主要显示内容:

1.电梯的运行方向;

2.电梯当前所在位置;

3.警告信息;

4.检修信息

蜂鸣器:系统采用的是5V驱动电压的蜂鸣器,主要是模拟声光报警用的.当电梯出错或检修时,蜂鸣器接通,表示声光报警。

发光二极管和继电器:本系统采用5V驱动电压的继电器,继电器用于电动机的正反转控制,当KM1继电器吸合时发光二极管L1点亮,表示电梯向上运行.当KM2继电器吸合,发光二极管L2点亮,表示电梯向下运行.电梯停止时L1/L2熄灭,发光二极管L3点亮,表示电梯门开启,电动机停止.当电梯出错或检修时,发光二极管L4点亮,表示声光报警。

3)硬件电路

由于本设计只是对电梯控制一个模拟系统,很多因素没有考虑,所以硬件电路相对来说比较简单下图是本系统的结构原理图:

图2.1 系统硬件电路图

二、软件设计

1.设计思想

由于该系统输入信号是随机可变的,没有规律的,所以我们应该时刻保护和清理掉输入的信号,为此,在本设计中我们将输入信号作了个划分:

A.电梯请求信号:键盘按下时产生的信号,存放在RAM的21H-28H单元中,当CPU检测到次信号后会自动将次信号复位;

B.电梯停止信号:键盘按下时产生的另一信号,存放在RAM的31H-38H单元中,当CPU检测到次信号后,会在电梯到达这一楼层时发出停止信号到输出端控制电动机的转动;

C.电梯楼层信号:电梯运行时定时器在RAM的30H产生的信号,当电梯启动后,CPU每12秒将对此信号作加(或减1)的处理,再返送到该单元中;

D.电梯运行信号:电梯运行状态(STOP,UP,DOWN,ERR, CHECKING) 的信号,存放在R2中,与之相对应的内容是0FFH,11H, 00H,33H.非以上内容就是为CHECKING信号,当电梯处于不同的状态,R2的信号也随之改变.

1)RAM的分配

为了方便理解和编程,我们将RAM单元做了如下分配:

备注:21H-28H中的0/1分别表示无呼叫请求和有呼叫请求;31H-38H中的0FFH/00H分别表示需要停止和不需要停止。

当电梯运行到极限楼层时,会自动判别是否需要停止,若没有0FFH的信号,则自动返回最底层.

在这我们主要是说明电梯的请求和请求响应过程,至于CPU怎么识别是否需要报警.门是否关闭和紧急检修信号的过程我们会在接下来的内容里给大家说明

2)报警及断电保护

考虑到电压不稳定和临时停电的情况,在本设计中我们将用红外线信号的情况反映电梯的运行状况,具体情况如下:

我们定义电梯每12秒就能到达下一楼层,当电梯停止不动时,红外信号处于接通状态,当电梯启动后,定时器也随之启动,当定时中断时CPU没有接收到红外信号的话,我们就可以认为电梯运行出错,此时CPU会发出立即停止电动机的信号,并报警显示出错,此时检修人员按下检修键,电梯自动返回最底层,进入检修状态,与此同时CPU也会发出检修的信号警示乘梯人不要使用电梯,待检修完毕后,检修人员按下检修键,系统自动恢复到复位时的状态,电梯再次正常投入使用!

开/关门键只有在电梯停止时按下CPU才会响应且不保留该信号,电梯运行中是不允许开电梯门的,这是安全的保护措施.所以在系统不对该键的信号保留.

检修键是一个不能随便按下的键,这个键应设在电梯检修室,只有检修人员才可以按下,电梯在运行中也时刻对这个键的信号进行读取,保证电梯能随时进行检修!

三、部分源程序

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ORG0000H

XIANWEIEQUP2.0;红外接收

DOWNEQUP2.1;电动机反转

UPEQUP2.2;正转

JINGGAOEQUP2.3

MENEQUP2.4

RSEQUP2.5

RWEQUP2.6