單片機在電梯控制系統中的應用與分析

劉燦燦

遼寧軌道交通職業學院

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單片機在電梯控制系統中的應用與分析

劉燦燦

遼寧軌道交通職業學院

本文根據單片機在電梯控制系統中的應用，從電梯的基本結構，控制系統的原理、硬件模塊、軟件模塊及單片機在電梯控制系統中實現的功能幾方面進行了論述與分析，希望能夠為我國以后電梯控制系統的發展提供參考。

電梯 單片機 控制系統

1　電梯基本結構與控制系統的工作原理

1.1電梯基本結構

電梯是一種由機械部分和電氣部分協同工作的特種設備。機械部分就如同人的軀體，而電氣部分則類似于人的神經，控制部分則起著協同、調度機械和電氣部分的作用，如同人的大腦。盡管現在存在的電梯種類繁多，但絕大部分電梯采用的仍舊是電力拖動、鋼絲繩曳引式的結構。曳引系統、平衡系統、轎廂和門系統、導向系統以及機械安全保護裝置組成了電梯的機械部分。而電力拖動系統，電氣安全保護和運行邏輯功能控制系統組成了電梯的電氣控制部分。

1.2電梯控制系統的工作原理

當乘客呼梯時，信號鎖存系統將呼梯信號鎖存，單片機查詢到呼梯信號后，根據電梯所處的位置及呼梯信號的位置，決定電梯運行方向，并啟動電梯到呼梯層停梯、開門，待乘客進入電梯后自動關門，然后按乘客要求將乘客運送至目標層。

2　單片機在電梯控制系統中實現的功能

單片機具有高集成度、高可靠性、體積小、控制功能強、低功耗、低電壓、易擴展等特點，能有效簡便地控制電梯的下列基本功能。

（1）樓層選擇功能：利用按鍵開關可簡潔明了地選擇要電梯運行到的層數。（2）樓層顯示功能：能直觀的通過七段數碼管顯示電梯所在的層數。（3）鍵狀態顯示功能：當呼叫電梯的按鍵按下時，相應的發光二極管點亮，直到電梯運行到相應的樓層后，該發光二極管熄滅。（4）電梯狀態指示功能：在電梯運行的過程中，能通過發光二管組合顯示電梯上行下行的狀態。

3　硬件模塊

硬件部分主要由電源電路、控制電路模塊、LED顯示模塊及鍵盤控制電路等構成。下面對主要部分進行簡單介紹。

3.1電源電路

整個系統采用的電源電壓只需+5V電壓，將交流電經變壓器變換為12V交流電，再用整流橋得到8.5V左右的直流電，采用不可調的3端穩壓器件LM7805將電源穩定在5V直流輸出。

3.2控制電路模塊

主控制器采用AT89C51。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機帶有4K字節的可反復擦寫的程序存儲器（PENROM）。它具有4K字節閃爍存儲器，128字節隨機存取數據存儲器，2個16位定時/計數器，32個I/O口，1個串行通信口，1個5向量兩級中斷結構，片內震蕩器及時鐘電路。在本電梯控制系統中，P0口用于連接鎖存器74LS245，以保護單片機的輸出端口。P1口用于對電梯按鈕的控制，連接輸入設備。P3口用于對LED點陣顯示器的控制。

3.3LED顯示模塊

LED輸出顯示模塊采用LED點陣顯示器，其中點陣列接單片機P3口，行接鎖存器74LS245。在單片機的輸出口接驅動電路74LS245，以保護單片機的輸出端口。

3.4鍵盤控制電路

乘客可由按鍵控制電梯上升下降，按下對應樓層按鍵，點陣屏數字將從當前位置向下或向上平滑滾動顯示到指定樓層位置。

4　軟件模塊

4.1主程序循環模塊

該模塊主要用于變量及其他部件的系統初始化，根據當前電梯的工作狀態來判斷是否可以進行電梯有關工作參數的設置，在電梯處于運行工作狀態時判斷是否已到達目標樓層，對某些功能鍵進行判斷，從而實現特殊功能。

4.2判斷子程序模塊

判斷子程序的實現過程：當有兩個呼梯信號時，需要根據電梯當時所在樓層及運行狀態進行邏輯判斷。根據運行方向優先響應離電梯所在樓層近的呼梯信號，之后再處理第二的呼梯信號。這只是兩個呼梯信號的邏輯判斷，當有更多的呼梯信號時，則還需要進一步的邏輯判斷。

4.3定時器中斷模塊

當行程開關發生故障時，該模塊能夠使控制系統根據電梯的運行時間來判斷電梯所在的樓層是否已經發生變化。

5　結語

雖然目前絕大部分電梯控制系統采用的是PLC，但是單片機在電梯控制系統中的應用具有低成本，功能多樣性，靈活度強，精度高等優點。期望本文能夠利于提高單片機在電梯控制系統中的應用。

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