當(dāng)前位置:首頁 > 物聯(lián)網(wǎng) > 《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》雜志
[導(dǎo)讀]摘 要:系統(tǒng)利用單片機(jī)、4 4矩陣鍵盤、數(shù)碼管顯示電路、直流電機(jī)、蜂鳴器等模擬了一套完整的電梯模型控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用8個(gè)按鍵模擬1~8層電梯內(nèi)按鍵,并用數(shù)碼管作樓層指示,電梯根據(jù)設(shè)定行進(jìn)到指定樓層,相鄰樓層間驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間設(shè)置為5秒;利用另外8個(gè)按鍵模擬電梯外按鍵,電梯可根據(jù)指示行進(jìn)到指定樓層;電梯內(nèi)外均有按鍵指示時(shí),能根據(jù)指示正確行進(jìn);當(dāng)電梯到達(dá)時(shí),蜂鳴器會(huì)發(fā)出提示音。此外,我們還增加了創(chuàng)新部分,能用由LED燈組成的箭頭指示電梯上下行,使電梯更加人性化。

引 言

電梯在人們的生產(chǎn)、生活、工作中日益重要,電梯模型是一種面向教學(xué)和科研的電梯控制仿真系統(tǒng),有助于分析和設(shè)計(jì)實(shí)際電梯的電氣控制系統(tǒng)。本文具體介紹了以單片機(jī)為核心的電梯模型控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案,闡述了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計(jì)和軟件調(diào)試、測(cè)試結(jié)果和設(shè)計(jì)總結(jié)。測(cè)試結(jié)果表明, 該電梯模型系統(tǒng)可靠性高、系統(tǒng)成本低、較為真實(shí)的模擬出一臺(tái)單廂電梯模型控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,對(duì)實(shí)際電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。

1 設(shè)計(jì)任務(wù)與方案選擇

本文提供兩種設(shè)計(jì)方案。

方案一:利用 4 4 矩陣鍵盤、LED 顯示電路、直流電機(jī)、蜂鳴器等模擬一套完整的電梯模型控制系統(tǒng)。


(1)按鍵識(shí)別電路
將矩陣鍵盤與單片機(jī)的外部中斷接口通過與非門連接,將使單片機(jī)在第一時(shí)間感知到按鍵狀態(tài)的變化,然后做相應(yīng)處理。
(2)數(shù)碼管顯示電路
設(shè)計(jì)采用共陽極數(shù)碼管作為指示電路,顯示電梯當(dāng)前所處的位置。
(3)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
采用集成驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 進(jìn)行驅(qū)動(dòng),此芯片相對(duì)功耗較小,易于控制。



綜上,該方案簡(jiǎn)單易行,是電梯模型的最佳選擇。

方案二 :采用 CPLD 器件作為控制中心,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)起來比較困難且器件較貴不符合經(jīng)濟(jì)要求,同時(shí),升降電機(jī)的控制、顯示等還需要單片機(jī)配合。因此文中放棄該方案。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以 51 單片機(jī)作為控制核心,用單片機(jī)端口連接數(shù)碼管顯示和LED 指示部分,以 L298N 作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng),按鍵采用 4 4 矩陣鍵盤。總系統(tǒng)硬件邏輯框圖如圖 1 所示。

電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1.1 顯示電路

該電路由兩部分組成,即數(shù)碼管顯示電路和LED 二極管顯示電路。其中數(shù)碼管采用共陽數(shù)碼管,在每個(gè)數(shù)碼管的共陰極連接了三極管用以提供足夠大的電流。數(shù)碼管顯示電路圖如圖 2 所示。

2.1.2 電機(jī)控制電路

電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分采用獨(dú)立模塊L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊,電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖如圖 3 所示。

2.1.3 電源電路

本系統(tǒng)通過USB-B 型接口進(jìn)行供電,電壓穩(wěn)定,并且拔插方便。其中 1 引腳為電源引腳,4 引腳接地,電源接口圖如圖 4 所示。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總運(yùn)行流程圖如圖 5 所示。

電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

下一目標(biāo)層子函數(shù)為本算法的核心,電梯默認(rèn)先上行進(jìn)行檢測(cè),主程序流程圖如圖 6 所示。

3 電路板設(shè)計(jì)與制作

采用DXP 軟件ALTIUM DESIGNE 進(jìn)行 PCB 電路板的設(shè)計(jì),并制作原理圖庫、PCB 庫,畫出原理圖,生成PCB 圖, 最后進(jìn)行布局布線。PCB 走線圖和實(shí)物圖如圖 7 所示。

電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4 系統(tǒng)測(cè)試

4.1 開發(fā)環(huán)境


軟件測(cè)試基于 Keil 和 Proteus 軟件,硬件測(cè)試在常溫常態(tài)下進(jìn)行,測(cè)試結(jié)果正常,完成任務(wù)要求。
4.2 系統(tǒng)測(cè)試
4.2.1 電梯內(nèi)外運(yùn)行測(cè)試
電梯外上下行運(yùn)行測(cè)試見表 1 所列。
電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)


從上表的測(cè)試結(jié)果可看出,電梯邏輯符合先按優(yōu)先,其次就近的原則,滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2.2 開關(guān)門指示測(cè)試

開關(guān)門指示燈測(cè)試如圖 8 所示,電梯開關(guān)門測(cè)試如表 2所列。

電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)


4.2.3 蜂鳴器和上下行指示燈測(cè)試
實(shí)物測(cè)試圖如圖 9 所示,測(cè)試結(jié)果如表 3 所列。
電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)



5 結(jié) 語

本系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、清晰,成功完成了設(shè)計(jì)內(nèi)容及 任務(wù);系統(tǒng)電路通過 PCB 實(shí)現(xiàn),避開了焊大規(guī)模電路的繁瑣; 程序全面考慮了各種情況,還準(zhǔn)確把握了這些不同情況的規(guī)律 以及所遵循的統(tǒng)一原則。


本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉