基于51單片機模擬電梯模擬點陣畢業(yè)設(shè)計說明書

畢業(yè)設(shè)計說明題目：基于51單片機模擬電梯模擬點陣產(chǎn)品設(shè)計工藝設(shè)計方案設(shè)計√類型：學生姓名：___________學號：___________學院：__電子信息工程學院___專業(yè)：_____應用電子技術(shù)_______班級：_________________學校指導教師：_____企業(yè)指導教師：___________________2016年4月16日摘要該設(shè)計主要介紹了基于51單片機模擬電梯點陣顯示設(shè)計，設(shè)計模擬電梯的結(jié)構(gòu)特點和運行方法?；?1單片機模擬電梯點陣顯示設(shè)計主要由五大部分組成：鍵盤輸入模塊、單片機最小系統(tǒng)、驅(qū)動電路模塊、顯示模塊電路、電源模塊電路。鍵盤輸入模塊用來輸入停止樓層數(shù)；驅(qū)動電路模塊的核心是H橋驅(qū)動電機組成的L298芯片，用來模擬電梯運行；顯示模塊是用點陣顯示模擬電梯到達的層數(shù)。設(shè)計模擬運行功能正常。關(guān)鍵詞：STC89C52單片機；驅(qū)動芯片L298；模擬電梯；點陣顯示

目錄1.引言 .引言該設(shè)計給出了一種基于單片機的電梯模擬控制系統(tǒng)。以單片機為核心，再輔以適當?shù)挠布娐穪砟M檢測電梯到達樓層的信號，配以程序，能實現(xiàn)模擬電梯的運行。本設(shè)計介紹了模擬電梯的結(jié)構(gòu)特點和運行方法。2.系統(tǒng)總體方案2.1設(shè)計完成的功能(1)初始時電梯在一樓，當有按鍵按下時電梯所到相應樓層數(shù)時，驅(qū)動模塊控制電機正轉(zhuǎn)運行，檢測到所到層數(shù)時電機停止運行；(2)電梯在一樓以上時，當有按鍵按下時電梯所到相應樓層數(shù)時，當輸入的層數(shù)小于所在層數(shù)時驅(qū)動模塊控制電機反轉(zhuǎn)運行，模擬電梯下行，檢測到所到層數(shù)時電機停止運行；當輸入的層數(shù)大于所在層數(shù)時驅(qū)動模塊控制電機正轉(zhuǎn)運行，模擬電梯上行，檢測到所到層數(shù)時電機停止運行；（3）電梯運行所到達的層數(shù)的狀態(tài)由點陣屏顯示；2.2設(shè)計方框圖該設(shè)計電路主要由4大部分組成：鍵盤模塊、單片機最小系統(tǒng)控制電路、顯示模塊電路、驅(qū)動模塊電路。其中單片機最小系統(tǒng)主要復位電路，電路復位后樓層顯示樓層數(shù)字1，模擬電梯此時停在一樓，而電梯樓層位置是由程序中的延時模塊控制的，假設(shè)延時2秒為運行一層，即電梯運行2秒走過一層。系統(tǒng)總體方框圖如圖2.2所示。圖2.2系統(tǒng)總體框圖2.3模擬電梯樓層顯示模塊模擬電梯樓層顯示模塊采用8×8的點陣一塊，它的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3模擬樓層顯示的點陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)點陣的行由單片機的P0口控制點陣的行，單片機的P2口控制點陣的列，單片機控制點陣的掃描方式為列掃描和行掃描方式，掃描頻率必須大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms，它能符合視覺暫留要求。同時為了讓LED亮度滿足要求，在行或列上外加驅(qū)動電路提高電流。2.4單片機的最小系統(tǒng)電梯模擬系統(tǒng)控制器的核心是STC89C52單片機，它的最小系統(tǒng)是由單片機STC89C52、復位電路、振蕩電路、單片機的31腳接電源等組成。它的電路原理圖如圖2.4所示。圖2.4單片機最小系統(tǒng)原理圖2.5模擬電梯樓層的輸入模塊模擬電梯樓層的輸入模塊采用獨立式鍵盤，直接用I/O口線構(gòu)成的單按鍵開關(guān)電路，其特點是每個按鍵獨立占用一根I/O口線，每個按鍵的工作不會影響其他I/O口線的狀態(tài)。本次設(shè)計中僅使用到6個按鍵。分別與單片機的6個I/O口相連。模擬電梯樓層的輸入模塊原理圖如圖2.5所示。圖2.5模擬電梯樓層的輸入模塊原理圖2.6模擬電梯運行的驅(qū)動模塊模擬電梯運行的驅(qū)動模塊核心是L298N，L298N是專用驅(qū)動集成電路，屬于H橋集成電路，其輸出電流為2A，最高電流4A，最高工作電壓50V，可以驅(qū)動感性負載，如大功率直流電機，步進電機，電磁閥等，特別是其輸入端可以與單片機直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機控制。當驅(qū)動直流電機時，可以直接控制步進電機，并可以實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。H橋的工作原理電路如圖2.6所示。圖2.6模擬電梯運行的驅(qū)動模塊與單片機端口連接電路圖H橋的工作原理：當Q3、Q2導通時電流從5V經(jīng)Q3、MG、Q2到地，這時電機有從左至右的電流通過，電機正轉(zhuǎn)；當Q4、Q1導通時電流從5V經(jīng)Q4、MG、Q1到地，這時電機有從右至左的電流通過，電機反轉(zhuǎn)。要想滿足上述功能，只需控制A~D的高低電平，Q1、Q2導通讓單片機輸出高電平，Q3、Q4導通讓單片機輸出電平為低。為了保證兩側(cè)的三極管不同時導通，將A、B和C、D的控制信號經(jīng)過一個反相器來控制。L298N內(nèi)部集成H橋，L298N可接受標準TTL邏輯電平信號高電平，高電平可接4．5～7V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋2．5～46V。在該設(shè)計中接5V，輸出電流可達2．5A，可驅(qū)動電感性負載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機，模擬電梯運行中選用驅(qū)動一臺電動機。5、7、10、12腳接輸入控制電平，分別與單片機P3^0、P3^1、P3^2、P3^3相連接，控制電機的正反轉(zhuǎn)。ENA、ENB接使能端控制，分別與單片機P3^4、P3^5端口相連，控制電機的停轉(zhuǎn)。ENA為低電平時，輸入電平對電機控制起作用，當ENA為高電平，輸入電平為一高一低，電機正或反轉(zhuǎn)。同為低電平電機停止，同為高電平電機剎停。3.軟件設(shè)計當模擬電梯運行控制系統(tǒng)接通電源時，單片機上電復位，相當于電梯停止在第一層，這時如果有人要到3層或有人要從3層下來，則按下按鈕S3，當單片機接收到按鈕S3按下時，讓點陣屏顯示數(shù)字3，同時單片機的P3口給L298送入相應的控制信號，控制電機正機，相當于電梯上行，調(diào)延時模塊延時4秒，表示電梯上行到3樓，這時單片機的P3口給L298送入電機剎?？刂菩盘?。如果在這時有人在6樓要下來，則按下按鈕S6，當單片機接收到按鈕S6按下時，讓點陣屏顯示數(shù)字6，同時單片機的P3口給L298送入相應的控制信號，控制電機正機，相當于電梯上行，調(diào)延時模塊延時6秒，表示電梯從3樓上行到6樓，這時單片機的P3口給L298送入電機剎?？刂菩盘?。如果這時有人要到3層或有人要下到3層，則按下按鈕S3，當單片機接收到按鈕S3按下時，讓點陣屏顯示數(shù)字3，同時單片機的P3口給L298送入相應的控制信號，控制電機反機，相當于電梯下行，調(diào)延時模塊延時6秒，表示電梯下行到3樓，這時單片機的P3口給L298送入電機剎?？刂菩盘?。5.總結(jié)通過這次制作一個模擬電梯運行的畢業(yè)設(shè)計，鞏固單片機知識、電路繪圖知識、文檔處理知識，用按鍵設(shè)定來控制電梯升降的目標樓層，按下目標樓層后，點陣顯示電梯升降的過程，當達到制定樓層后，顯示的數(shù)字停止，按下其它樓層按鍵時后，電梯繼續(xù)運行。參考文獻[1]楊欣電路設(shè)計與仿真·清華大學出版社·2006·56~102[2]樓然苗51系列單片機設(shè)計實例·航空航天大學出版·2004·89~152[3]王田苗·嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實例開發(fā)·清華大學出版社·2005·35~89致謝完成畢業(yè)設(shè)計的時刻，我要向所有在我畢業(yè)設(shè)計階段乃至我大學三年幫助過我的老師和同學們致以深深的謝意，感謝他們在學習和生活上給我的幫助。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我在指導老師的精心指導和嚴格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，在設(shè)計中遇到了很多編程問題，最后在老師的指導下，在同學的熱情幫助下,終于迎刃而解。同時，在老師的身上我學到很多實用的知識，在此，我表示感謝！最后，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝。感謝三年對我的教育與培養(yǎng)，對所有的老師和領(lǐng)導說一聲，您們辛苦了。附錄源程序：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharm=0,n=0;ucharo,p,d;uchartime=0;/******************************************************數(shù)碼顯示數(shù)據(jù)定義*******************************************************/ucharcodetaba[]={0xff,0xef,0xef,0xef,0xab,0xc7,0xef,0xff};ucharcodetab1[]={0xff,0xef,0xcf,0xef,0xef,0xef,0xef,0xc7};ucharcodetab2[]={0xff,0xc7,0xbb,0xfb,0xf7,0xcf,0xbf,0x83};ucharcodetab3[]={0xff,0xc7,0xbb,0xfb,0xe7,0xfb,0xbb,0xc7};ucharcodetab4[]={0xff,0xf7,0xe7,0xd7,0xb7,0xb7,0x83,0xf7};ucharcodetab5[]={0xff,0x83,0xbf,0x87,0xfb,0xfb,0xbb,0xc7};ucharcodetab6[]={0xff,0xe7,0xdf,0xbf,0x87,0xbb,0xbb,0xc7};/******************************************************延時*******************************************************/voiddelay(ucharn){ uchari,j; 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