xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 I 摘 要 电梯是现在高层建筑中的垂直运输工具，更是一种标志着现代物质 文明建设发展的机电一体化的复杂运输设备。它涉及到了电子技术、机 械工程、电力电子技术、微机技术、电力拖动系统和土建工程等多个科 学领域。因此电梯的生产情况和使用数量已成为一个国家现代化程度的 标识之一。随着现代化城市的高速发展，一幢幢高楼拔地而起，每天都 有大量人流及物流需要输送，为了节约用地和适应经贸事业的发展，而 这些高层建筑的垂直运输就成为了一个突出问题，电梯作为解决这一问 题的主角在人们的工作和生活中的地位就变得更加的凸显了。 本设计就是对电梯这一垂直运输工具的运送规律的一种简单的模拟。 设计中采用 AT89C51 单片机为核心控制元件及外围硬件电路构成了一个 四层电梯控制系统的模型。通过对各楼层用户按键状态的检测，作为用 户请求信息送到单片机，然后单片机通过改变端口的状态控制步进电机， 实现了电机的调控功能，使电梯能够准确的停靠在请求楼层。软件部分 使用汇编语言，利用中断方式来检测用户请求的按键信息，模拟按键引 起的电平变化，送至单片机来确定楼层位置及请求方式，当电梯运行到 各个楼层时，楼层数送数码管显示。硬件设计简单可靠，与软件相结合， 基本实现了电梯的基本功能。 关键词：单片机；电梯；步进电机；控制 xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 II Based on single-chip microcomputer controling the elevator s control system designation Abstract Now the elevator is the vertical transportation tool of the high building, but also a marked about the modern material civilization construction development integration of machinery complex transportation equipment. It involves electronic technology, mechanical engineering, power electronic technology, microcomputer technology, electric driving system and civil engineering and so on many fields of science. Therefore elevator production condition and used quantity has become one of the logoes of the national modernization degree. With the rapid development of modern city, every day there are lots of people and logistics need to be saved by the transportation, and adapt to the economic and trade development of the cause of the ground, tall buildings have sprung up, but the vertical transportation became a prominent problems, the status of the elevator to solve this situation as the leading role in peoples work and life has becoming more highlights. This design is a simple simulation about the transport rule of the vertical transportation of elevator. Using AT89C51 microcontroller as the core control components and peripheral hardware circuit constituted a four layers of elevator control system model in the designation. On each floor by detecting state of user buttons, and users request information is sent to microcontroller, then the state by changing the port of the MCU to control stepping motor, achieve the motor control function, so that elevator can accurate docked at request floor. Software part use assembly language, using interrupt mode to xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 III detect users request key information, simulate keystrokes cause level change, sent to the microcontroller to determine the floor position and request way, when elevator running to each floor, the sign of the floor is sent to digital tube to display. Hardware design is simple, reliable, and unifies software, basically achieved the basic function of the elevator. Keywords: SCM; Elevator; Motor-stepper; Controling xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 I 目录 1 绪论 1 1 .1 电梯概述1 1.1.1 电梯的定义与分类 .1 1.1.2 电梯的组成 .1 1.1.3 电梯的国内外发展史.2 2 设计说明 4 2.1 课题的设计思路.4 2.1.1 硬件部分.4 2.1.2 软件部分.4 2 .2 课题的开发环境4 2.2.1 电路图绘制软件PROTUES4 2.2.2 程序调试软件WAVE.5 2.3 设计要求.5 2.4 总体设计.6 2.4.1 设计方案.6 2.4.2 设计方框图.7 3 硬件器件介绍 9 3.1 单片机概述.9 3.1.1 单片机的介绍.9 3.1.2 单片机的硬件特性 .9 3.1.3 单片机的引脚及功能10 3.2 步进电机概述13 3.2.1 步进电机13 3.2.2 步进电机的工作原理13 3.2.3 步进电机的分类 13 3.2.4 步进电机的特点.14 3.3 反应式步进电机 15 3.3.1 反应式步进电机的工作原理 15 3.3.2 反应式步进电机的驱动方式16 3.3.3 反应式步进电机的控制方式17 3.4 L298 .19 3.5 显示部分 .20 3.5.1 数码管 .21 3.5.2 发光二极管 .23 3.6 CD4511 .23 3.7 74LS245 24 xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 II 4 电路设计 .26 4.1 单片机最小系统设计 26 4.2 键盘电路的设计 26 4.3 步进电机驱动电路 28 4.4 显示电路设计 .29 4.4.1 楼层显示电路 29 4.4.2 电梯外部请求显示电路29 4.5 超重报警电路 .30 5 软件设计 .32 5.1 初始化程序 .32 5.2 键盘扫描子程序 32 5.3 程序要点说明 .32 5.4 设计流程图 .33 5.4.1 总流程图33 5.4.2 模块流程图 .34 6 结束语 .38 致 谢 .40 参考文献 .41 附录一 .42 附录二 源程序 43 xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 1 1 绪论 1 .1 电梯概述 1.1.1 电梯的定义与分类 电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多 层建筑乘人或载运货物，也有台阶式和踏步板装在履带上连续运行（俗 称自动电梯）的形式。 电梯按额定速度分为低速电梯（1/以下） 、快速电梯(12/)和 高速电梯(2/以上)等；按用途分类 分为乘客电梯、载货电梯、观光 电梯等；按驱动方式分 为交流电梯、直流电梯、液压电梯等，按操控 方式分为手柄开关操纵控制电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯等。 1.1.2 电梯的组成 现代电梯主要由曳引机（绞车） 、导轨、对重装置、安全装置(如限速 器、安全钳和缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分 分别安装在建筑物的井道和机房中。具体划分为以下几个系统： （1）曳引系统 曳引系统的主要功能是：输出与传递动力，使电梯运行。 曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。 （2）导向系统 导向系统的主要功能是：限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和 对重只能沿着导轨做升降运动。 导向系统主要由导轨、导靴和导轨架组成。 （3）轿厢 轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。 轿厢由轿厢架和轿厢体组成。 xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 2 （4）门系统 门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。 门系统由轿厢门、层门、开门机、门锁装置组成。 （5）重量平衡系统 系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对 重的量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。 系统主要由对重和重量补偿装置组成。 （6）电力拖动系统 电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。 电力拖动系统由曳引电动机、供电系统、速度反馈装置、电动机调 速装置等组成。 （7）电气控制系统 电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。 电气控制系统主要由操纵装置、位置显示装置、控制屏(柜)、平层装 置、选层器等组成。 （8）安全保护系统 保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。 由限速器、安全钳、缓冲器、端站保护装置组成。 1.1.3 电梯的国内外发展史 我国最早的一部电梯是在上海出现的，是由美国奥蒂斯公司于 1901 年安装的。1932 年美国奥蒂斯公司又在天津利顺德酒店安装了一台电梯， 并且至今还在安全的运行转着。1951 年，党中央提出了要在天安门安装 一台由我国自行制造的电梯，天津从庆生电机厂荣接此任，并且不辱使 命，顺利的完成了任务。在十一届三中全会以后，沐浴着改革开放的春 风，电梯业在我国更是飞速发展，进入了一个全新的时期。 在国外 19 世纪中期就采用了液压电梯，至今仍在一些低层建筑物上 应用着。比如在 1852 年，美国的 E.G.奥蒂斯就研制出钢丝绳提升的安全 xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 3 升降机；80 年代，驱动装置又有了进一步的改进，如电动机通过蜗杆传 动带动缠绕卷筒；19 世纪末，又采用了摩擦轮传动，这样大大增加了电 梯的提升高度。 随着科技的发展，时代的进步，相信未来的电梯将会发展的更加完 美、节能。群控系统的智能化，高速电梯的速度越来越高，蓝牙技术的 广泛应用，绿色电梯的普及等等，这些在未来的电梯业中将不再是新奇。 xx 理工大学毕业设计（论文）说明书 4 2 设计说明 2.1 课题的设计思路 2.1.1 硬件部分 首先，