基于單片機的升降機控制模型研究

安徽省巢湖市第一人民醫院 趙向東

基于單片機的升降機控制模型研究

安徽省巢湖市第一人民醫院 趙向東

施工升降機是高層建筑施工中不可缺少的垂直運輸工具，它主要擔負著運送施工人員和施工設備及施工物料的任務。本文對施工升降機自動控制系統的原理及模塊進行介紹，并對控制系統的特色硬軟件部分作了進一步的分析。

施工升降機；單片機；編碼器；平層

升降機是高層建筑和煤礦立井中不可缺少的垂直運輸工具。它主要擔負著運送人員、設備及物料的任務。目前施工升降機自動化控制水平較低，多數仍采用手工操作。因此，我國現有建筑運輸控制系統急需更新、改造。本文采用單片機設計了一種新型的建筑升降機自動控制系統模型，是想把升降機技術朝著快、穩、安全、人性化的方向發展。

1 組成及工作原理

(1)控制器模塊

控制器是中央調控器，它負責調控鍵盤模塊，電機及其驅動模塊，樓層顯示模塊，語音播放模塊，液晶顯示模塊，并要解決模塊之間的協同工作，信息傳遞的問題。因此，針對于此種情況，控制器的選擇采用AT89C51作為系統的控制器，AT89C51單片機運行速度中等，有4KB的程序存儲區，5個中斷源。

(2)步進電機及其驅動模塊

步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

步進電機的驅動電路L298內部包含4通道邏輯驅動電路，一般為15引腳。其中，1、15腳是輸出電流反饋引腳，在通常使用中這2個引腳也可以直接接地；4、9是電源接入端，為L298提供工作電源；6、11是控制引腳，高通低止；5、7、10、12是單片機控制信號的輸入端；2、3、13、14是L298的輸出端，為下級的電機提供驅動信號。L298作為驅動電路，一方面它要接受來自單片機的輸出信號(P0.4口—P0.7口)。另外， L298使能控制端ENA、ENB直接連接到高電平。單片機與L298之間應加光耦，用于隔離；另一方面它要給步進電機以輸入信號(OUT1口~OUT4口)，使單片機受控運轉，因此，L298成為連接步進電機和單片機的橋梁。

(3)控制鍵盤模塊

控制鍵盤模塊可以實現對升降機運行狀態的手動控制，此模塊將乘客當前的位置及要求及時準確地傳送給主單片機，是單片機進一步的控制指令產生的重要依據之一。

(4)紅外檢測模

紅外線遙控信號無線延伸器由”接收器”和”發射器”兩部分組成，這里所說的接收和發射，是相對于無線電波而言的。其主體由6個紅外對管及2個四輸入的與門組成，與門連接主單片機的外部中斷INT0。紅外對管檢測到樓層經過時，產生一個下降沿;與門主要是完成對6個紅外對管發送信息的綜合，即只要有一個紅外對管被觸發，與門即會輸出一個下降沿觸發主單片機的外部中斷0，進而進入相應的中斷服務子程序，具體查詢出當前出發的紅外對管，亦即當前樓層數。

(5)樓層及鍵盤顯示模塊

樓層及鍵盤顯示模塊將當前樓層數及乘客最后一次的操作顯示在各自的LED上。其中當前樓層顯示LED連接在P3.5，P3.6，P3.7上;鍵盤顯示則由2個LED組成，分別顯示乘客的等梯位置和目的地(均已最后一個操作為顯示對象)，采用動態顯示。

(6)語音播放模塊

語音播放模塊主要由ISD1420語音錄放芯片組成，主要對升降機到位情況起到播報作用，主要采用單段錄放音模式。

(7)液晶顯示模塊

液晶顯示模塊主要用于以提醒乘客升降機運行狀態的功能部件，由液晶顯示器件與專用的集成電路組裝成，液晶模塊液晶模快以SED1520為主體。

(8)失控保護模塊

在升降機頂層上部按裝有電路開關，控制驅動電路通斷，當升降機的箱體超過最高層后，就撞動控制開關，升降機的電源被撞開而停止，保證乘客的安全。

2 硬件和軟件組成

本設計硬件部分采用偉福公司單片機E51/u芯片為主控芯片實現了本升降機模型所具有的功能。系統還配置可編程看門狗監控E~2PROM-X25045，將預置值裝入EPROM中，確保系統在發生故障時能夠再次重新工作。LED顯示電路在降機上升、或下降時利用紅外檢測判斷當前計數值(樓層)，顯示當前樓層數與乘客的當前位置。升降機的上升和下降由電動機的正反轉帶動，上升、下降、調速、停車等都由控制信號操縱電機執行。其他主要硬件部分包括：L298組成的驅動電路，ISD1420組成的語音電路，SED1520組成的液晶顯示電路，紅外對管組成的樓層檢測電路，LED組成的樓層顯示電路，緊急情況處理電路以及升降機超層保護電路等。

系統的軟件設計采用C51語言，對單片機進行編程實現各項功能。

3 結束語

本文從提高系統的綜合性能入手，在保持原有保護裝置和器件的基礎上，充分考慮了單片機技術在控制系統中的應用具有可靠性高、自動化水平強、控制準確、功能齊全、保護功能完善、操作簡單等特點。