51单片机电梯控制系统软硬件设计附Proteus仿真程序

ID:704132 · 发表于 2020-3-15 09:34

系统总体方案及硬件设计

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++);
}

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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 <reg51.h>
#include <intrins.h>
#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
{
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);
}
}
}
void downmove(uint m,uint n)//函数功能：电梯下行
{
uint k,j,i;
for(k = m * 8;k > n * 8;k--)
{
for(j = 0;j < 30;j++)
{
for(i = 7;(i >= 0) && (i < 8);i--)
{
if(P1!= 0xff)
{
outset = keyscan();
if((outset > n)&&(outset < m))
{
flag1 = outset;
outset = n;
n = flag1;
terminal = n;
}while(P1 != 0xff);
}//在最里面循环中加判别,可增加按键灵敏度,如果不加则只能运行完所有循环才能进入下一步
P0 = scan[i];
P2 = zm[(i + k) % 72];
delay(1);
}
}
}
}
//以下函数功能：电梯上行
void upmove(unsigned int m,unsigned int n)
{
uint i,j,k;
for(k = m * 8;k < n * 8;k++)
{
for(j = 0;j < 30;j++)
{
for(i = 0;i < 8;i++)
{
if(P1 != 0xff)
{
outset = keyscan();
if((outset > m)&&(outset < n))
{
flag1 = outset;
outset = n;
n = flag1;
terminal = n;
}
while(P1 != 0xff);
}
P0 = scan[i];
P2 = zm[(i + k)%72];
delay(1);
}
}
}
}
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);
}
}
}
void main()//主程序
{
p37 = 0;
P2 = 0xff;
P0 = 0x00;
while(1)
{
show(flag);//显示电梯初始位置，等待按键动作
terminal = keyscan();//获取键值
if(terminal > flag)
{upmove(flag,terminal);soundandled(terminal);}
//如果键值大于初始位置，电梯上行
if(terminal < flag)
{downmove(flag,terminal);soundandled(terminal);}
//如果键值大于初始位置，电梯下行
flag = terminal;
if(outset != 0)
{
if(outset > terminal)
{upmove(terminal,outset);soundandled(outset);}
if(terminal > outset)
{downmove(terminal,outset);soundandled(outset);}
flag = outset;
outset = 0;
}
}
}
void delay(uint t)//延时函数
{
uchar a;
while(t--)
for(a = 0;a < 122;a++);
}