51单片机电梯控制系统软硬件设计

电梯系统的升降的方案

为了更有效的进行电梯控制，现在使用最左边的数码管表示电梯上升和下降状态，使用另外一个一个数码管表示电梯此时所在的楼层，使用按键来控制电梯上升或者下降的状态。在每层楼之后需要进行判断上升或者下降。如果是在上升过程中，应先判断是否继续上升，然后在判断是否下降。如果是在下降过程中，应先判断是否继续下降，在判断是否上升。在上升改变为下降状态时，或者下降改变为上升状态时。数码管的状态应该相应改变

总体硬件设计

2.3按键系统设计

运用单片机的按键模拟电梯的楼层按键系统，可以在由一楼上升到八楼过程中，按下下降按键则可以改变上升状态变为下降状态。然后在八楼到一楼的下降过程中，按下上升按键则可以改变下降状态为上升状态。在任意楼层按下上升或者下降按键，都可以产生相应的上升或者下降的状态，如下图所示

2.4电梯所在楼层显示系统

运用8x8点阵数码管来模拟电梯的所在的楼层的显示和升降效果，8x8点阵数码管如下图所示

2.5电梯的显示灯和警报系统

运用延迟函数来实现到达层楼后接通P3.7接口来实现电梯的显示灯和警报，如下图所示

第3章 软件系统设计

3.1设计思路及关键技术

一个完整的电梯控制系统相当于一个简单的单片机系统，该系统是首判断有无按键按下，有按键按下后判断所在按键的楼层然后对按键的所在的楼层与电梯的所在的楼层作比较，然后判断电梯的升降问题，然后运用延时函数来延时电梯门开启的时间和电梯显示灯的时间，如果没有按键按下，电梯则不动处于原来的楼层，从而实现节省电力的效果。

3.2 软件流程

3.3 电梯智能控制系统的设计程序说明

这部分中定义了一些全局变量的数组和变量以及位标志，只是些定义的东西不需要画流程图了。这部分程序如下：

判断按键有无按键按下:

unsigned int keyscan(void)//扫描功能：键盘扫描

{

if(P1 != 0xff)

{

switch(P1)

{

case 0x7f:{return(8);break;}

case 0xbf:{return(7);break;}

case 0xdf:{return(6);break;}

case 0xef:{return(5);break;}

case 0xf7:{return(4);break;}

case 0xfb:{return(3);break;}

case 0xfd:{return(2);break;}

case 0xfe:{return(1);break;}

default:return(0);

}

}

}

判断按键没按下的时候处于等待的状态:

void show(unsigned int i)//函数功能：电梯静止，并等待键盘

{

uint k;

while(P1 != 0xff);

while(P1 == 0xff)

{

for(k = 0;k < 8;k++)

{

P0 = scan[k];

P2 = zm[(i * 8 + k)];

delay(1);

}

}

}

用延时函数来延长电梯的开门的时间:

void delay(uint t)//延时函数

{

uchar a;

while(t--)

for(a = 0;a < 122;a++);

}

第4章Proteus软件仿真

4.1 Proteus软件仿真

Proteus软件用于系统的仿真，编译软件采用keil UV3。程序的仿真用英国的labcenter公司的Protens V7.13。其果如下：加电后的结果如图此时电梯初始位置在0层

4.2 电梯上升到2楼的切换仿真

4.3 电梯下降到1楼的切换仿真

第五章 心得体会

经过调试之后，使用单片机来模拟电梯的运行过程的是可行的，但是由于我选用的是方案一，模型比较简单，功能也较为单一。仅能上下升降而不可以选择任意的楼层停止。

改进的话就应该如同方案二一样，设计多个按键就可以对不同楼层进行操作。但是由于自身水平有限，对于该段操作流程理解的逻辑流程还是有点些乱，编写的程序也无法使用，所以在接下来的学习中，应该根据自身的对于单片机掌握的情况对单片机进行一些有针对性的学习。因为51单片机确实比较基础，仅有8位IO口，比较容易掌握。难的是自己的逻辑思维能力和C语言应用能力，能讲模型转化为程序编辑出来。在参考资料的过程中，有很多想法也设计了很多程序但是这些程序都有着很多的缺陷仅能完成自己想做的部分功能。

还有需要改进的地方就是编写的时候很多可以用宏定义定义的常数都没有用宏定义去定义参数。

总的来说，这段时间对于程序的编写和对于方案的设计有一定程度的提升自身的水平。

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit p36 = P3^6;//p36接通P3.6接口

sbit p37 = P3^7; //p37接通P3.7接口

void delay(uint t);//定义全局变量

uint terminal;

uint outset = 0;

uint flag = 0;

uint flag1 = 0;

uint flag2 = 0;

uchar code scan[] = {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};//扫描代码

//以下为显示"0,1,2,3,4,5,6,7,8"的8x8点阵代码

uchar code zm[] = {

0x00,0x18,0x24,0x24,0x24,0x24,0x18,0x00,0x00,0x10,0x1c,0x10,0x10,0x10,0x3c,0x00,0x00,0x38,0x44,

0x40,0x20,0x10,0x7c,0x00,0x00,0x38,0x44,0x30,0x40,0x44,0x38,0x00,0x00,0x20,0x30,0x28,0x24,0x7e,

0x20,0x00,0x00,0x7c,0x04,0x3c,0x40,0x40,0x3c,0x00,0x00,0x38,0x44,0x3c,0x44,0x44,0x38,0x00,0x00,

0x7e,0x40,0x40,0x20,0x10,0x10,0x00,0x00,0x38,0x44,0x38,0x44,0x44,0x38,0x00};

//以下函数功能：提示楼层到，蜂鸣器发声及LED闪亮

void soundandled(uint j)

{

uint i,k;

P0 = 0xff;

P2 = 0xff;

for(i = 0;i < 20;i++)

{

p36 = 0;

delay(10);

p36 = 1;

for(k = 0;k < 8;k++)

{

P0 = scan[k];

P2 = zm[j * 8 + k];

p37 = 1;

delay(5);

p37 = 0;

}

}

}

unsigned int keyscan(void)//扫描功能：键盘扫描

{

单片机原理和应用

单片机是一种集成电路芯片，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/计数器等功能(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微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。

硬件特性

1、主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。

2、系统结构简单，使用方便，实现模块化;

3、单片机可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小时无故障;

4、处理功能强，速度快。

5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品

6、控制功能强

7、环境适应能力强。

单片机原理

单片机主要由运算器、控制器和寄存器三大部分构成。其中，运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、寄存器等构成，首先累加器和寄存器向ALU输入两个8位源数据，其次ALU完成源数据的逻辑运算，最后将运算结果存入寄存器中;控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等构成，是一个下达命令的“组织”，用于协调整个系统各部分之间的运作;寄存器主要有累加器A、数据寄存器DR、指令寄存器IR、指令译码器ID、程序计数器PC、地址寄存器AR等。

在微处理器内部运算器、控制器、寄存器之间是相互连接的，由控制器向各部分发布操作命令，运算器接到命令后进行相应运算，并将运算后结果存入相应的寄存器中。

单片机现已渗透到我们日常生活中的各个领域，小到家用电器、仪器仪表，大到医疗器械、航空航天，无不存在着单片机的身影。一旦在某种产品上添加了单片机，便使得原产品向互联网靠拢，获得了“智能型”的前缀。单片机具体在各个领域的应用如下：

1)在仪器仪表领域，一旦采用单片机对其进行控制，便使得仪器仪表变得数字化、智能化、微型化，且其功能更加强大;

2)在家用电器领域，已广泛实现了家用电器的单片机控制，如电饭煲、电冰箱、空调、彩电、音响等等;

3)在网络通信领域，手机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统等等都已实现了单片机控制，且单片机普遍具备通信接口，使得通信设备可以方便地与计算机之间进行数据通信;

4)在工业控制领域，可以使用单片机构成多种多样的控制系统，如工厂流水线的智能化管理、电梯智能化控制、各种报警系统、与计算机联网构成二级控制系统等;

5)在医疗设备领域，单片机也极大的实现了它的价值，已广泛应用于各种分析仪、监护仪、病床呼叫系统、医用呼吸机等医疗设备中;

6)在模块化系统中，可利用单片机实现特定功能，进行模块化应用，而不要求操作人员了解其内部结构，这样做大大地缩小了体积、简化了电路，也降低了损坏率、错误率;

7)在汽车电子领域，单片机已广泛应用于发动机控制器、GPS导航系统、ABS防抱死系统、制动系统中;

8)除上述应用外，单片机在工商、金融、教育、物流等领域都或多或少的发挥了其本身的作用

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