AT89S51单片机在楼宇中的应用

国家职业资格全省（或市）统一鉴定家用电子产品维修工论文(国家职业资格II级)论文题目：AT89S51单片机在楼宇中的应用姓名：身份证号：准考证号：所在省市：所在单位：学院1AT89S51单片机在楼宇自动化中的应用摘要：本文介绍了基于单片机AT89S51为核心及外围电路组成的电梯控制系统，根据楼层检测结果控制电机停在所在的楼层。本文介绍了电梯控制系统的原理、硬件设计、软件设计以及组成。本电路硬件设计可靠，结合软件基本实现了六层电梯的模拟控制。关键词：AT89S51、电梯、控制、LED数码管。1、引言随着社会的不断发展，科技的不断进步，住房和办公楼都已经逐渐的向高层发展。电梯是住宅、办公楼、娱乐设施、高层宾馆等高层建筑不可缺少的交通运输工具。随着建筑物的规模越来越大，楼层的越来越高，对电梯的调速精度和范围也就越来越高，传统的电梯采用的是继电器逻辑控制线路，但是采用传统的的控制线路存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、体积大。通用性差等缺点，这种系统逐渐被淘汰。对于不同的控制，目前由单片机来代替微机来实现继电器的逻辑功能，比起电气控制有了较大的灵活性。而单片机的价格相对于比较便宜，由单片机设计的控制系统可以随着控制系统可以随着设备的更新而不断的修改和完善，以便于更完美的实现设备的升级。2、工作原理以AT89S51单片机为核心，以适当的接口作为输入输出通道。电梯控制系统每层都要装个传感器，以便判断厢体所在位置，然后采用开关电路作为内选呼叫控制系统，然后传送给单片机，而后通过74LS146从串口驱动数码管显示楼层。当电梯到达所选楼层时，电梯开门然后延时等待再次进入并选层，然后延时开关执行请求，如果没有请求则停在本层等待请求。电梯运行的基本过程：由外部的信号给出呼叫，控制系统判断厢体处在什么位置并与楼层进行对照是否同方向。若同方向，直接运行到呼叫层，若反方向，则改变方向后运行。3组成元器件简介3.1单片机AT89S51简介2MCS-51单片机是Intel公司于20世纪80年代初推出的高性能8位单片机，其典型产品有8031、8051和8751。从单片机诞生至今的30年中，已有上百家生产商加入单片机的生产和研究行列，生产出几百种系列的上万个机种的单片机，使用户有很大的选择余地。除51系列单片机以外，其他一些公司也推出了各具特色的单片机，但51系列的单片机一直占市场的较多份额。单片机的工作条件：（1）正确的电源；51系列单片机第40脚接电源+5V，第29脚接地。（2）时钟电路；AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器，这个放大器的作用就是用来构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，分别为AT89S51芯片的19和18脚之间跨接石英晶体（或陶瓷谐振器）和电容，晶体或陶瓷谐振器的频率范围在2MHZ至24MHZ之间，外接石英晶体时，就是时钟振荡电路，从而保证系统正常工作。电容的值一般取30pF；外接陶瓷谐振器时，电容的值一般取47pF。（3）复位电路；复位电路是单片机的初始化操作，其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个初始状态开始工作。当51系列单片机的复位引脚RST出现2个机器周期以上的高电平，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。所以复位操作通常有两种基本形式，即上电复位和按键复位，如图1所示。单片机工作条件接线图如图2所示3图23.274LS245芯片介绍74LS245是我们常用的芯片，如图3所示。74LS245用来驱动LED后者其他设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。当AT89C51单片机的P0口总线负载到达或者超过最大负载能力时，就必须接入74LS245总线驱动器。3.374LS164芯片介绍74LS146也是我们常用的芯片，如图4所示。74LS146是一个8位串入并出移位寄存器，此处的功能是将AT89C51串行通信口输出的数据译码，并在其并口线上输出，从而驱动LED。3.4LED数码管LED数码管实际上是由七个发光管组成8字型构的器件，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。如图5所示。4图5当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，就形成字样了。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，共阳接法实际是单个数码管上一行或者一列发光二极管的正极全部接在一起，然后这些二极管的负极接不同的路线，用负极的通断来决定二极管是否能够被点亮。而共阴的接法却刚好相反，负极全部接在一起，正极分开。4硬件电路设计4.1楼层显示电路由于显示的数据是一致，所以本设计中只用一个LED数码管显示代替，利用串行口加外围芯片74LS164就可构成一个或多个串并口输入/输出电路，用于并-串转换、串-并转换、键盘驱动或显示器LED驱动。本电路中应用了其串-并转换来实现了电梯所在位置的显示。数据显示采用共阴数码管，其共阴端接低电平。具体电路如下图EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U18051A1B2Q03Q14Q25Q36Q410CLK8MR9Q511Q612Q713U16474ALS164abfcgdeDPY76124abcdefgdpdp5109GND8DS1DPY_7-SEG_DPVCC123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Feb-2012SheetofFile:H:\02.ddbDrawnBy:abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DSAMBERCA56所示：图6楼层显示电路.4.2电机控制电路本电路采用发光二极管接上拉电阻由电源直接驱动的方式，低电平有效。DG为关门绿色灯，DK为开门红色灯，Ddwon为电梯下行绿色灯，Dup为电梯上行红色灯。要注意的是电梯在运行期间，不管上行还是下行，开关门信号灯必须为绿灯亮。程序控制十分简单，只需要对相应的接口清零，所对应的发光管就会点亮，表示正在执行相应的功能。具体电路如图7所示EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U18051RupLEDRdownLEDDupDdownDKDGRKRRGRVCC6图7电机控制电路初始化按键查询1楼按键按下2楼按键按下3楼按键按下75.2程序STARTMOVTMOD,#01HMOVTHO,3CHMOVTLO,#0B0H;50usSETBTROMOVTCOUNT,#4CLRF0MOV20H,#0MOVR0,#30HMOVR1,#30HQING:MOV@R0,#00HINCR04楼按键按下5楼按键按下6楼按键按下对应中断系统8DJNZR1,QINGMOVP0,#06HMOVP3,#0F8HXUN:JBP1.0,ONELCALLYS10MSJBP1.0,ONECLRP2.0ONE:JBP1.1,TWOLCALLYS10MSJBP1.1,TWOCLRP2.1TWO:JBP1.2,THRLCALLYS10MSJBP1.2,THRCLRP2.2THR:JBP1.3,FOULCALLYS10MSJBP1.3,FOUCLRP2.3FOU:JBP1.4,FIVLCALLYS10MSJBP1.4,FIVCLRP2.4FIV:JBP1.5，SIXLCALL,YS10MSJBP1.5，SIXCLRP2.5中断程序的调用INTOX:MOVTHO,#3CHMOVTLO,#OBOHINCTCOUNT9MOVA,TCOUNTCJNEA,#5，ZHUAN2MOVTCOUNT,#00HJBF0，ZHUANLJMPZHUAN1ZHUAN:LJMPXIAJIANGZHUAN1:MOVP3，#0F8H；上升的箭头MOVA,CENGCJNEA,#00H,SS2MOVP0，#06H显示JBP2.0，SS1-1INC30HMOVA,30HCJNEA,#1，SSX1-1CLRP3.4一层门开的声音开SSX1-1:CJNEA,#2，SSX1-2SETBP3.4；一层门开的声音关SSX1-2：CJNEA,#16，SSX1-3CLRP3.4；一层门关的声音开SSX1-3:CJNEA,#17，ZHUAN2MOV30H,#0SETBP3.4；一层门关的声音关SETBP2.0；熄灭对应的红色发光二极管SS1-1:INC31HMOVA,31HCJNEA,#9，ZHUAN2MOV31H,#0INCCENGSS2：MOVA,CENGCJNEA,#01HSS3MOVP0，#5BH10JBP2.1SS2-1INC32HMOVA,32HCJNEA,#1，SSX2-1CLRP3.4；二层门开的声音开SSX2-1：CJNEA,#2，SSX2-2SETBP3.4；二层门开的声音关SSX2-2：CJNEA,#16，SSX2-3CLRP3.4；二层门开的声音关SSX2-3：CJNEA,#17，ZHUAN2MOV32H,#0SETBP3.4二层门关的声音关SETBP2.1熄灭对应的红色发光二极管SS2-1：INC33HMOVA,33HCJNEA,#9，ZHUAN2MOV33H,#0LJMPZHUAN36、结束语在本次论文中我获得了极大的收获，对于电路文中有了清晰的分析，也使自己对电路更进一步的了解。在写论文的过程中，我对单片机有了更深的了解，也让我对单片机产生了浓重的兴趣。查阅了这么多资料丰富了我的知识，拓宽了我的眼界，提高了我的逻辑思维能力，真的使我受益匪浅，这些知识是在课堂上学不到的。本次论文的设计具有很高的实用价值，可以应用到现代化的高楼层，方便了交通运输，在实际生活中随处可见。参考文献（1）李秀忠《单片机应用技术》中国劳动社会保障出版社（2）许谬《电机与电气控制技术》机械工业出版社（3）万长建《用单片机实现高层电梯运行自动控制》.（4）梁延东《电梯控制技术》北京：中国建筑工业出版社，（5）张娅莉《工业控制计算机》单片机在电梯自动控制中的应