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

{

单片机的应用

由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：

(1)单片机在智能仪表中的应用 单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。

(2)单片机在机电一体化中的应用 机电一体化是械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。

(3)单片机在实时控制中的应用 单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。

(4)单片机在分布式多机系统中的应用 在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。

(5)单片机在人类生活中的应用 自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机 等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。 综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：

1.在智能仪器仪表上的应用

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计，示波器，各种分析仪)。

2.在工业控制中的应用

用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例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。

3.在家用电器中的应用

可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。

4.在计算机网络和通信领域中的应用

现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。

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