基于单片机四层楼的电梯控制系统的设计

【摘要】： 本次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件及外围电路组成高度为四层楼的电梯控制系统模式。通过对各楼层用户按钮信号的检测和处理,按预定的运行规则和程序,发出控制信号对电机进行调节,从而控制电梯的启停、速度和运行时间。介绍电梯控制系统的硬件设计方法、系统构成以及软件的设计,详细说明了系统的组成及工作原理,
【关键词】：   单片机  电梯   自动控制

引言
在电梯控制系统中，电梯的选层和电梯的指示灯是由以单片机为中心控制系统。在此系统中，指令系统相对复杂，如编写升降和选层; 其次，在设计控制系统硬件时，要有多种电路装置，如控制台电路、电梯内的电路、各层楼间的电路、等等:

方案：电梯控制系统由各楼层的电梯间电路、电梯内电路和控制台电路三部分组成。电梯在各楼层的定位本应采用行程开关，考虑到模型的操作性，采用延时控制。相邻楼层间升降设定为2 s。
（1）各楼层的电梯间电路
二、  三楼的电梯间均有“上升”和“下降”选择按键，一楼只有“上升”按键，四楼只有“下降”按键，每个按键配一只发光二极管，作为指示灯。
（2）电梯内部电路
目标楼层号1 – 4选择按键。每个按键配有相应指示灯。
（3）控制台电路
①两个按键用于手动控制。控制电梯的“开始运行”和“停止运行”。
②两个指示灯，分别指示电梯当前的升降情况。
③一只数码管，用于显示电梯当前所在的楼层。

电源电路方案选择
线性电源
整个电路采用220V，50Hz的交流电网电压供电，电源如图2所示，U1经变压、滤波后，由一片7805芯片将输出电压稳压在＋5V，Iomax=0.5A，△UOPP≤8Ma,S≤3×10-3 。

电源电路设计
Ⅰ三端稳压器LM7805
7805是我们最常用到的稳压芯片了，他的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5v，刚好是51系列单片机运行所需的电压。
①7805的结构引脚图
其中1接整流器输出的+电压，2为公共地(也就是负极)，3就是我们需要的正5V输出电压了。
②三断稳压器的主要参数
A）输入输出电压差U1-U0为2.0V   
B）输出电压4.8V～5.2V
C）电压调整率SU（△UO）为5mA
D）最大输入电压Ulmax为35V
E）最小输入电压Ulmin为7.3V
F）静态电流IB为8mA
G）温度变化率ST/Mv/为0.6℃
H）外形 TO-3和TO-220
Ⅱ 确定电源变压器
LM7805的输入电压范围为7.3V～35V，取U1=12V（U1取得太高集成稳压器消耗功率大。造成电源效率低，U1取得太低，在电网电压降低时对稳定输出电压不利）。本电路采用桥式整流、电容滤波，得变压器二次侧输出有效值电压   (优秀毕业设计:www.2bysj.cn)
U2≥U1/1.2=12/1.2V=10V
I2＞Iomax=0.5A,取I2=0.6A
变压器二次侧功率P2≥I2U2=6VA
                      表 4 小型变压器的效率
二次侧功率P2 ＜10VA 10～30VA 30～80VA 80～200VA
效率ηT 0.6 0.7 0.8 0.85
考虑变压器的效率，选功率10VA，二次侧电压、电流有效值分别为12V、0.6A的变压器。
Ⅲ 选整流二极管及滤波电容C 每个整流流过的平均电流
ID=0.5×Iomax=0.5×0.5A=0.25A
整流二极管承受的反向峰值电压
URM=1.41×U2=14.1V
考虑到安全系数的问题，查本套教材手册整流二极管VD1～VD4选1N4001，其极限参数为 URM=50V，If=1A,能满足要求。
由S的定义S＝（△UO/UO）/（△U1/U1）∣△IO=0
把UO=5V，U1=12V，△UOPP=8Ma,S=3×10-3代入上式得△UIPP=6.4V
滤波电容C3入下式  C3=IOt/△UIPP=781.25Uf
式中 IC—电容放电电流，取IC≈IOmax≈0.5A
      t—电容C放电的时间， t=T/2=0.01s
通过查手册得选CD可用。






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