51單片機電梯控制

ID:324007 · 發表于 2018-5-7 10:39

第二章電梯控制的原理
2.1基于MSC-51單片機的簡單電梯控制
方案一：為了更有效的進行電梯控制，現在使用最左邊的數碼管表示電梯上升和下降狀態，使用“∧”表示上升狀態，是同“∨“表示下降狀態，使用另外一個一個數碼管表示電梯此時所在的樓層，使用按鍵K1和K2來控制電梯上升或者下降的狀態。
在每層樓之后需要進行判斷上升或者下降。如果是在上升過程中，應先判斷是否繼續上升，然后在判斷是否下降。如果是在下降過程中，應先判斷是否繼續下降，在判斷是否上升。在上升改變為下降狀態時，或者下降改變為上升狀態時。
數碼管的狀態應該相應改變。
方案二：依然使用最左邊的數碼管表示電梯上升和下降狀態，使用“∧”表示上升狀態，是同“∨“表示下降狀態，使用另外一個一個數碼管表示電梯此時所在的樓層，不過此時又八個按鍵來代表電梯的層數，使用k11代表1樓，k12代表2樓，k13代表3樓，k14代表4樓，k21代表5樓，k22代表6樓，k23代表7樓，k24代表8樓。
如果默認電梯在一樓，比如按下k22按鍵，數碼管則由1變化到6，此時是上升狀態。然后數碼管就顯示6，直至再次按鍵。如果按的是k13，則數碼管從6變化到3，此時是下降狀態。數碼管顯示3，直到再次按鍵才改變當前狀態。
2.2方案一的討論
2.2.1方案一的優點
1．方案一的思路十分清晰明了。僅有由1至8的上升狀態或者8至1的下降狀態，程序書寫比較簡單。
2．方案一對于初學者來說比較友好，會基礎C語言語句以及51單片機定時器的使用方法就可以比較輕松的做出程序。
3．因為上升過程中，僅計數8次，定時器的參數就可以使用一個宏定義的常數代替，定時器的程序也可以大大化簡。
2.2.2方案一的缺點
方案一最大的缺點是對于電梯的運行過程過于簡化，僅僅考慮了上升或者下降的兩個過程。而實際的電梯運行時，僅有在有人使用的時候才會運行，不然是會一直停靠在某層樓的。為了簡化過程編寫程序的便利而犧牲了電梯本來可以實現的功能，是這個方案最大的缺陷。
2.3方案二的討論
2.3.1方案的優點
1．方案二是方案一的強化改良版本，基本可以實現真實電梯的功能
2．方案二可以按照所需要去的樓層數的不同而數碼管的變化不同，這是方案一所無法達到的。
3．方案二的思路也比較清晰，默認電梯在一樓，去了6樓之后便停在6樓，然后從6樓在去其他樓層，在停靠在某個樓層。
2.3.2方案二的缺點
方案二最大的缺點是雖然思路清晰，但是編寫程序的過程還是比較復雜的。首先默認電梯在某樓，將此樓作為參數進入子函數1中，然后對8個按鍵哪個按鍵按下進行判斷，然后進入子程序2中，先判斷要去的樓層和現在所在的樓層的大小關系，有三種情況，對應三個條件語句。然后執行完子函數2之后，在將去的層數作為參數再次進入子函數1中。而且因為所去樓層不同，定時器的參數也會相應改變，編寫程序比較繁雜。
2.4兩種方法的比較以及選擇
根據實際編寫程序者的水平以及對于操作者水平的可行性來說，方案一對于新手來說相對友好了很多，不需要考慮過于復雜的情況只需要想一個相對來說很理想，電梯只從1樓上升到8樓，在每層樓只停相同的時間。而方案二則對于編寫者的水平要求就要高了很多，對于新手來說在兩天到三天過程幾乎是個不可能完成的任務，所以還是決定選擇方案一。

第三章硬件電路設備及軟件流程代碼
3.1控制芯片簡介
本設計中，AT89S52 是Atmel公司生產的一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8 位在系統可編程Flash存儲器。AT89S52 使用Atme  公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51 產品指令和引腳完全兼容。片上Flash 允許程序存儲器在系統可編程，也適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。  AT89S52 具有PDIP、PLCC、TQFP3 種封裝形式以適用于不同的使用場合。
AT89S52是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，內含2k字節的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128字節的隨機存取數據存儲器（RAM），其擦寫周期約1000次。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大。AT89S52單片機的工作電壓范圍較寬，可在2.7V～6V電壓范圍內工作。它的工作頻率為0Hz～24MHz，支持降至0Hz的靜態邏輯操作，并支持兩種可選的節電工作模式（低功耗空閑和掉電模式），空閑方式下停止CPU的工作，但允許RAM、定時/計數器、串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式下保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。AT89S52還具有兩級加密程序存儲器，使用者可以根據需要對程序進行加密，實現版權保護的目的。考慮到在單片機的很多應用中，需要使用發光二極管（LED）進行指示，AT89S52的輸出端口被設計成可直接驅動LED，可以省去外加的驅動電路，節省資源[6]。
AT89S52內部資源主要有：2k字節Flash閃速存儲器，128字節內部RAM，15個I/O口線（其中P1是一個完整的8位雙向I/O口），兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口（可編程串行UART通道），精密模擬比較器，片內振蕩器以及時鐘電路。
AT89S52引腳如圖3.1所示。

主程序流程圖如下圖所示：
圖3.2 主程序流程圖
3.2主程序代碼設計
根據流程圖，設計主程序代碼如下：
首先是主函數，主函數比較簡單，僅需判斷按鍵k1或者k2是否按下，來判斷對應的上升還是下降的狀態。
void main()
{
      init();
      while(1)
      {
         if(k1==0)    //按下K1鍵，啟動定時器，進入子函數up中
         {
            TR0=1;
            h=1;
         }
         if(h==1)
         {
up();
}

         if(k2==0) //按下K2鍵，啟動定時器，進入子函數down中
         {
            TR0=1;
            h=0;
         }
            if(h==0)
         {
down();
}
      }
}
然后根據按鍵的結果進入對應的兩個子函數up或者down中。
下面就是這兩個子函數的程序：
void up()
{
   W1=0;
   P0= DIG4_CODE; //給右邊的數碼管附上相應的數字
   delay(1);
   W1=1;
   W2=0;
   P0= DIG1_CODE [0]; //給左邊的數碼管附上相應上升的標記。
   delay(1);
   W2=1;
   if(i==7)             //上升到第八層的時候，停止定時器
   {TR0=0;}
   j=i+1;
}
void down()
{
   W1=0;
   P0= DIG4_CODE [j-1]; //給右邊的數碼管附上相應的數字
   delay(1);
   W1=1;
   W2=0;
   P0= DIG1_CODE [1];    //給左邊的數碼管附上相應下降的標記
   delay(1);
   W2=1;
   if(j==1)                //下降到第一層的時候，停止定時器
   {TR0=0;}
   i=j-1;
}
第三部分就是定時器所相對應的函數。
程序如下：
void time0()interrupt 1
{
   TH0=(65535-50000)/256;
   TL0=(65535-50000)%256;
   num++;
   if(num==40)             //計算一次5ms，40次恰好2S
   {
   num=0;
   j--;
   if(j==0)
      {
j=8;
}

   i++;
if(i==8)
   {
      i=0;
      }
   }
}
3.3功能測試
經過測試發現完成了方案一所要完成的功能。
可以在由一樓上升到八樓過程中，按下下降按鍵則可以改變上升狀態變為下降狀態。然后在八樓到一樓的下降過程中，按下上升按鍵則可以改變下降狀態為上升狀態。在任意樓層按下上升或者下降按鍵，都可以產生相應的上升或者下降的狀態。
這說明此次的實驗比較成功，因為程序比較簡單，使用的功能也比較簡單讓我比較容易的完成了該實驗。

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