基于單片機的電梯模擬系統研究

裴洪文 張婉柳

摘? 要：隨著社會的日益發(fā)展，住房問題日益緊張，各種高層建筑越來越多，為了方便人們的日常工作和出行，電梯成了大多數建筑的必須設備。

本文研究了一種采用STC89C52芯片為核心控制芯片的電梯模擬控制系統，使用單片機實現電子控制，能夠讓電梯控制系統功能更加強大，體積更小，不僅保證了系統控制的實時性和信息傳輸的準確性，而且系統簡單可靠便于維護升級。

關鍵詞：電梯;單片機;STC89C52

1? 引言

電梯是建筑中安全、可靠、垂直的運載工具，方便人們的日常出行和貨物運載，極大的減輕了高層出行的負擔。

中國作為一個人口大國，已然成為了全球最大的電梯市場。為了抓住市場需求，就必須不斷提高電梯產品性能，提高電梯的運行效率和舒適度。電梯研發(fā)的運作核心是電梯自控系統，傳統的電梯自控系統的漏洞較多，導致電梯在運轉的過程中容易出現故障，造成事故的發(fā)生，后期的維護和修理也是相對困難。放棄使用以往的交流接觸器作為控制元件，選擇單片機作為控制核心來控制電梯運作，不僅體積小、成本低，而且易于升級維護，具有良好的推廣價值。

通過對電梯控制系統的功能實現制定計劃，將其功能分為4大模塊并設計硬件電路：

（1）電梯呼叫按鍵模塊：使用8個按鍵分別模擬8層電梯呼叫按鍵，并對每個按鍵綁定一個發(fā)光二極管，用于提示按鍵被按下。

（2）數碼管顯示模塊：通過數碼管顯示代表電梯當前所在樓層數。

（3）上下指示燈提示模塊：電梯開始運行時，通過發(fā)光二極管展示上箭頭或下箭頭代表電梯運行方向。

（4）語音播報模塊：當電梯運行停止后，語音提示已到達目標樓層。

根據電梯控制系統的需求分析，編寫軟件功能實現：

（1）通過監(jiān)控按鍵，獲取被按下的按鍵所代表的樓層數。

（2）通過獲取按鍵樓層數和當前樓層數，判斷出電梯的運行方向，并控制提示燈展示對應的上箭頭或下箭頭。

（3）電梯運行過程中，數碼管通過延時函數不停變化，每間隔一次代表上升或下降一層。電梯停止時，數碼管不再變化。

（4）電梯運行停止后，通過數碼管參數，獲取電梯當前位置，并控制語音芯片進行播報提示當前電梯位置。

2系統設計要求

系統設計要求：

（1）設計電路模擬8層電梯運行。

（2）模擬電梯的各層呼叫按鍵，按下樓層按鍵就會有相應的二極管指示。

（3）電梯具有向上還是向下指示，同時能顯示到了哪一層。

（4）電梯到達指定樓層時，語音播報。

（5）設計基于單片機的最小系統，實現相關硬件電路的設計。

3? 系統的方案設計

給出了一種基于STC89C52單片機的電梯模型控制系統設計。以單片機為核心，由單片機最小系統、電梯呼叫按鍵模塊、數碼管顯示模塊、上下指示燈提示模塊、語音播報模塊組成的硬件部分。利用中斷方式檢測用戶按下的呼叫按鍵，獲取目標樓層，并控制電梯到達指定樓層，通過數碼管顯示電梯當前所在樓層，達到指定樓層時，數碼管顯示樓層不變，語音提示到達指定樓層。本系統不僅成本小、通用性強、靈活性高、擴展性強，而且能夠實現復雜控制。

電梯的任務是將不同樓層的客人送到目的樓層去，需要設計每一樓層的呼叫按鍵。為了提示人們已經按下呼叫按鍵，當呼叫按鍵被按下時就點亮對應樓層按鍵的二極管;為了方便人們知曉電梯當前位置，將電梯當前所在樓層用一個數碼管實時顯示;電梯運行時，點亮由發(fā)光二極管組成的上行箭頭或下行箭頭來提示電梯當前運行方向;電梯到達目的樓層時，提供語音提示功能。最后，由一個高性能的芯片將各個元件組合在一起，構成整個系統的硬件部分。

4? 系統的設計

本系統硬件模塊包括：單片機最小系統、鍵盤模塊、顯示模塊、語音模塊、電源模塊。系統復位通過單片機最小系統實現，復位后樓層顯示默認在為1，即當前電梯在1樓。而電梯的模擬運行是由延時電路控制的，電梯運行時，每延時1秒表示電梯走了一層，同時顯示模塊數碼管對應變化，同時顯示相應的上下箭頭指示。本設計的延時部分主要是軟件控制的。通過點陣組成的上下箭頭和數字顯示電梯的狀態(tài)。

將各個模塊進行連接，得到系統總原理圖設計如圖1所示。

電梯所處的狀態(tài)是整個程序成功運行的核心保證，在電梯每經過一個樓層時，就會自動調用該函數，它的作用是基于高效率、短時間、人性化的基礎上，合理智能的對電梯的運行進行調度，結合實際情況，最終得出電梯下一個目標停留樓層。其軟件流程如圖2所示。

5? 系統的調試

上電后，電梯默認位于1樓，數碼顯示為1，按下呼叫按鍵，例如按下三樓呼叫按鍵，電梯到達三樓時，數碼管顯示當前樓層數并語音播報提示。

當高層呼叫按鈕按下時，該按鈕對應的指示燈常亮，上行指示燈亮，樓層顯示數碼管延時1s變換樓層，到達指定樓層后，數碼管顯示停止不變，關閉呼叫按鈕指示燈，上行指示燈閃爍1下后關閉，同時語音播報到達指定樓層提示。當電梯正在上行過程中，低層和高層呼叫按鈕同時按下，那么電梯會先到達高層，然后去往低層。反之，當電梯正在下行過程中，低層和高層呼叫按鈕同時按下，那么電梯會先到達低層，然后去往低層。

參考文獻

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[3]? 陸志穎，陳明霞，黎洪甫等.基于STC89C52的智能輸液監(jiān)控系統[J].中國科技信息，2018（01）：64-66+13.

作者簡介：裴洪文，男，1966.5--，升達經貿管理學院副教授，研究方向，信號處理。