六层电梯-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-003-LW
设计摘要：
本论文介绍了一种基于STC89C52单片机的多功能电梯控制系统设计。该系统分为中控部分、输入部分和输出部分，共计六个层次，实现了电梯的高效、安全运行及信息交互功能。在中控部分，采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责接收输入部分的数据，并通过内部处理实现对输出部分的控制。输入部分包括3x4矩阵键盘，用于用户控制开关电梯门、选择楼层等功能；同时，供电电路确保系统正常运行。输出部分包含数码管显示模块，可实时显示电梯当前所在楼层；继电器模块模拟对讲状态，实现与电梯内部的通信；步进电机控制电梯门的开合，以及楼层的停靠；串口通信模块连接从机，实现主从机之间的数据交换；LED指示灯在电梯上下行时指示运动方向；蜂鸣器用于超载时的报警。从机的输入部分包括3x4矩阵键盘，模拟每层楼的上下按键；供电电路为系统提供电能；串口通信模块连接主机，实现数据传输和控制。从机的输出部分包括六个LED指示灯，标示电梯到达的楼层。通过该多功能电梯控制系统，用户可通过键盘选择楼层、观察电梯状态，并在需要时与电梯内部通信。该系统提高了电梯运行的效率和安全性，为用户提供了便捷的乘梯体验。
关键词：单片机；步进电机；称重模块；数码管
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5电机方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3数码管显示模块
3.2.1 STC89C52单片机
3.6 HX711称重模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主机主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
4.5 从机主程序流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 电梯实物测试
5.3 电梯运行实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
伴随着电子科技的飞跃式发展，与此同时，互联网通信技术也发展迅猛，智慧城市以及智能装备成了城市建设的一大热门方向。伴随着“中国制造2025”的大力推进，智能化已经变成了电梯产业开发的热门方向，然而电梯产业在开发的时候需要注重生产安全等层面的要素，这也给智能电梯的发展提出了全新的考验。此外，由于现代化高科技进程的不断发展，当今全世界使用电梯的频次愈来愈高，从中能够看到电梯早已变成人们生活中十分重要的一种工具，已经得到了普遍的应用，因此强化对电梯控制系统的研究十分有意义[12]。
物联网技术在电梯运行方面能进一步实现智能化，其能够让电梯的管理工作更加方便，也能够让电梯的运营更加可靠[13]。与此同时，人们可以对正在运营的电梯开展实施的控制，假设电梯中的部分参数出现问题就能够进行及时更改，以避免错误的发生，提升电梯的总体运营效能;另一方面利用LCD1602显示电梯所处的位置和乘坐的人数，帮助用户在上下班高峰期查找电梯的运营状态，这样能够降低等待周期，提升了电梯的综合应用效率。因此，我们研究电梯具有重要意义。
1.2 国内外研究现状
电梯是人们生活中不可缺少的一部分.由于STC89C52单片机拥有灵巧的8位CPU和在系统中可进行Flash编程,以及为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活,超有效的解决方案等优点于一身.2020年刘英楠，宫龙江采用了在MCS-51的基础上功能有很多改进的STC89C52单片机来编写程序模拟运行了电梯的主控部分,数码管显示,电梯呼叫按键电路,电梯上下指示电路以及声音提示等模块.通过硬件系统测试[1],结果表明:系统各个模块运行平稳.
随着目前城市化建筑的纵深发展,高层建筑成为主要建筑模式.电梯是高层建筑中的必要配套设施,因此对电梯的性能和安全提出了更高要求.就电梯生产技术来看,其中的自动控制技术对电梯安全性具有重要影响.一般的电梯自动控制设备造价高,实际的检修和维护也更加困难.在电梯自动控制中应用单片机技术能够改善相关问题,促进电梯自动控制技术优化.基于此,2021年邵莹分析电梯运行原理和单片机工作原理,并介绍单片机在电梯自动控制中的有效应用[2]。
为了让乘客能够更舒适、更安全、更环保地使用电梯，电梯控制系统的相关性分析具有重要意义。PLC编程简单，灵活性好，可扩展性强，抗干扰能力好，适用于电梯控制系统。2018年G 苏本文研究了基于西门子PLC的五层电梯控制系统，主要利用PLC逻辑开关控制功能，详细分析了电梯门开关、楼层显示、轿厢和大厅呼叫响应和消除、定向、过载报警、启动加速和停车制动模块[3]。
2021年J 村田发明了用于提醒在井道内工作的机械师的电梯警报系统包括可在井道内垂直移动的电梯轿厢、在井道内垂直移动的配重和补偿部件，其一端连接到电梯轿厢底部，另一端连接到配重底部。补偿部件包括至少一个光源附着在补偿部件附近的电梯轿厢或配重上。至少有一个光源沿补偿部件纵向延伸一定长度[4]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
这设计旨在开发基于STC89C52单片机的多功能电梯控制系统，实现电梯运行、楼层选择、状态显示和信息交互等功能。系统包括中控部分、输入部分和输出部分，通过集成3x4矩阵键盘、数码管、继电器、步进电机等模块，实现用户便捷的操作和电梯安全的运行。主机和从机通过串口通信进行数据传输和控制，提升了电梯的性能和用户体验。设计目标是开发高性能、安全可靠的电梯系统，提供便捷、舒适的乘梯体验。
