设计报告书小组_仿电梯控制

1、湖南大学电气与信息工程学院本科生课程设计题目： 仿电梯控制课程： 单片机课程设计专业： 电气工程及其自动化班级： 电自0903学号：姓名： 指导老师： 罗德荣 设计时间： 2012年6月 一、 任务及设计要求（1）、利用4*4键盘矩阵，模拟电梯运行过程（2）、要求1）按下对应楼层按键，显示数字将从当前位置向上或向下平滑滚动显示到指定楼层位置2）系统可以同时识别依次按下的多个按键，在到达指定位置后，蜂鸣器发出短暂的声音代表该楼层到，并停顿片刻且数字闪烁，代表上下人，然后数字继续滚动显示。3）如果在同时按下的多个数字中，有的在当前运行方向的反方向，则数字先按当前方向运行完毕后，再依次按顺序前往反方

2、向的数字位置4）可按键选择方向，上或者下，并在LED或LCD上显示当前运行方向5）可按键统计进入的人数，超过人数即蜂鸣器报警6）有紧急按键，发生紧急事件时可按键报警，蜂鸣器报警7）显示北京时间，可调整二、 硬件原理图（1） 板上资源板上资源如图所示1、2、3：单片机P0、P2、P3口引出接口（有限流保护电阻）； 4：上排图形点阵LCD12864的接口、下排LCD1602的接口； 5、6：两路16位ADC输入、可作差分输入； 7、8：12位DAC输出、对DAC输出进行比例放大或者跟随的运放； 9：单片机AduC848； 10：无源蜂鸣器、由单片机PWM模块输出信号控制； 11：8位数码管； 12

3、：SPI接口； 13：RS232串口（通过串口在线下载、单步、断点、运行到某一行等方式调试程序）； 14：步进电机（5V、70欧姆、6线4相）接口； 15：8路LED，从左至右为LED70,分别被P0.7P0.0控制； 16：复位按键和下载按键； 17、18：IIC总线上的EEPROM AT24C08和RTC DS1307； 19：IIC接口； 20：PS/2接口； 21：红外接收头； 22：功能选择和配置插针； 23：4X4矩阵式键盘或4个独立按键； 24：直流电源输入； 此外还有红外二极管（由单片机PWM模块输出信号控制）、USB电源输入接口。（2） 硬件模块接线图1、ADUC848引脚图

4、Pin14：（P1.0P1.3）作为矩阵式键盘或独立按键的输入，P1口只能用于输入，默认用于模拟输入，作为数字输入使用时应先往P1口相应引脚写0，这里可以用P0&=0xf0。若P2、P3、P0口要作为输入，则应往相应引脚写1。Pin5、6：AVDD、AGND，模拟电源输入。Pin7、8：外部参考电压接入，Pin7接AGND。片内DAC有2.5V内部参考，ADC有1.25V内部参考。Pin9、10：（P1.4、P1.5）两路AD输入，可做差分输入，需要设置ADC的寄存器。Pin11、12：（P1.6、P1.7）各200uA激励电流源，可配合RTD等做应用。Pin13：两路AD输入做普通输入时的电

5、压参考端，AD输入电压不能低于此引脚电压。Pin14：片内DAC输出。Pin15：复位引脚。Pin16、17：单片机RS232接口的RXD（P3.0） TXD（P3.1）。Pin18：（P3.2） 外部中断0，用于红外接收和PS/2接口。Pin19：（P3.3）LCD1602，LCD12864A的EN引脚，控制第一位数码管。Pin20、21：DVDD、DGND数字电源输入。Pin22：（P3.4）PS/2接口的data信号。Pin23：（P3.5）LCD1602和LCD12864A的RW。Pin24：（P3.6）LCD1602和LCD12864A的RS。Pin25：LCD12864A的CS1。

6、Pin26：IIC接口时钟信号。Pin27：IIC接口data信号。Pin28：（P2.0）SPI接口时钟信号。Pin29：（P2.1）SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。Pin30：（P2.2）SPI接口MISO信号、控制第7位数码管的位码。Pin31：（P2.3）SPI接口SS信号、控制第8位数码管的位码；P2.03也作为4X4矩阵式键盘的扫描输出信号、步进电机的控制信号、数码管第数码管第6、7、8位位码。但是SPI、4X4矩阵式键盘、步进电机、数码管第6、7、8位功能不能同时实现。Pin32、Pin33：接外部32.768KHz晶振。Pin34、Pin35：DVDD、DGND

7、。Pin36：（P2.4）LCD12864A的CS2。Pin37：（P2.5）内部PWM模块输出，控制红外LED。Pin38：（P2.6）内部PWM模块输出，控制蜂鸣器。Pin39：（P2.7）内部PWM模块的外部时钟输入（也可以用内部时钟）。Pin40：EA，低电平有效，正常使用时拉低。Pin41：PSEN，在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式，可以下载和调试程序。Pin42：ALE。Pin47、Pin48：DGND、DVDD。Pin43、44、45、46、49、50、51、52：P0口、LCD1602和LCD12864的数据总线，数码管的段码。2、电源模块本组采用5V电源适配器供电

8、，开关往上拨、插针1下面两脚接跳线帽。将开关sw4第2、3脚接通（开关往上拨），电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出，将插针1的第1、2脚（插针1下面两脚）接跳线帽，DVDD直接连接到电源适配器输入端，即为5V电源适配器供电模式。3、显示模块我组选用的是LCD1602显示， LCD信号连接如下图示，我组LCD用来显示所需到达楼层、当前电梯所在楼层、电梯运行方向和时间。关键网络名和引脚名解释： （1）DISCTRL02：显示控制信号。（2）D0D7：数据总线。（3）E：LCD使能信号。（4）RS：数据、指令选择信号。（5）RW：读、写选择信号。（6）CS1、CS2：LCD12864由两部分组

9、成，CS1和CS2为选择信号。板上接口4的下排位LCD1602的接口，排针和排母左对齐插入。切勿插错。4、键盘模块该模块原理如图所示。由于P1口（用于行扫描）内部无上拉电阻，为使无键按下时行信号为高电平，故将行信号接上拉电阻，电阻大小10K即可。引脚复用：P2.0P2.3为4X4矩阵式键盘列扫描信号，又复用作步进电机控制信号，SPI信号、P2.1P2.3还复用为数码管第5、6、7位位码控制信号。参与复用的一项功能使用时，其他参与复用的功能则不能使用。插针配置： 插针10上面两脚接跳线帽，4X4矩阵式键盘输入，行扫描信号为P1.0P1.3，列扫描信号为P2.02.3。5、蜂鸣器该模块原理图如图所

10、示。本设计中采用无源电磁式蜂鸣器，蜂鸣器由PWM1（P2.6）控制。PWM1和PWM0均为片内PWM模块的输出。蜂鸣器的驱动均采用普通NPN三极管。插针配置：要使用蜂鸣器，可以接通插针3，为减少功耗，不用请断开。6、复位与下载复位与下载电路如图所示。进入下载或调试模式的步骤为： （1）按住BTN1(down or debug按键)不要放开； （2）按下BTN2(reset按键)，然后放开BTN2(reset按键)；（3）放开BTN1(down or debug按键)。这样单片机就进入了调试模式，可以下载或调试程序。三、 程序（1）系统状态转换图主程序的实现采用的是模拟EDA状态法，将系统运行过

11、程分为5个状态，即：初始方向、楼层确定状态s0，楼层选择、运行状态s1，紧急状态s2，统计人数状态s3和时间设置状态s4。状态间的转换主要由按键和运行过程决定。S0S1S3S4S2（2）源程序1、参数定义部分#include#define Write_Data 1#define Write_Command 0sbit buzzer=P26;sbit E = P33; /液晶使能端(E)sbit RW = P35; /液晶读写选择端(RW)sbit RS = P36; /液晶数据指令选择端(RS)unsigned int InterruputCounter=0;unsigned char SEC

12、OND=0, MINUTE=0, HOUR1=12;unsigned char dat6;floor_flag=1,direction=0x7e,key_temp=0xff; unsigned char floor30=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;unsigned char s=0,s_temp=0,st=0,count_num,count2;unsigned char num;unsigned char m,n,i,j,hs,hg,ms,mg,s_s,sg,del,ys;unsigned char t

13、able19=00:00:00;unsigned char table_sheet10=;2、子程序部分：延时函数void Delay(unsigned long int N) unsigned int i=0;for(i=0;iN;i+); 矩阵式键盘识别，返回值为015unsigned char key_process() unsigned char temp;P1&=0xf0; /P1口低四位作为数字输入时应往相应引脚写0P2&=0xf0; /置列扫描信号为0temp=P1&0x0f; if(temp!=0x0f) /P1口低四位不全为1，则有键被按下 Delay(100); /延时消抖

14、 if(temp=(P1&0x0f) /消抖后再判断键值 P2|=0x07; /P2.3为0switch(P1&0x0f)case 0x0e:key_temp = 0;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(1000); break;case 0x0d:key_temp = 4;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(1000); break;case 0x0b:key_temp = 8;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(1000); break;case 0x07:key_tem

15、p = 12;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(1000); break;case 0x0f:break;default:key_temp = 0xff;break;P2&=0xf0; P2|=0x0b; /P2.2为0switch(P1&0x0f)case 0x0e:key_temp = 1; while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(1000); break;case 0x0d:key_temp = 5; while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(1000); break;case

16、 0x0b:key_temp = 9; while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(1000); break;case 0x07:key_temp = 13; while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(1000); break;case 0x0f:break;default:key_temp = 0xff;break; P2&=0xf0; P2|=0x0d; /P2.1为0switch(P1&0x0f)case 0x0e:key_temp = 2;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(100

17、00); break;case 0x0d:key_temp = 6;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(10000); break;case 0x0b:key_temp = 10;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(10000); break;case 0x07:key_temp = 14;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(10000); break;case 0x0f:break;default:key_temp = 0xff;break; P2&=0xf0; P2|=0

18、x0e; /P2.0为0switch(P1&0x0f)case 0x0e:key_temp = 3;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(10000); break;case 0x0d:key_temp = 7;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(10000); break;case 0x0b:key_temp = 11;while(temp!=0x0f) temp=P1&0x0f; Delay(10000); break;case 0x07:key_temp = 15;while(temp!=0x0f) temp=

19、P1&0x0f; Delay(10000); break;case 0x0f:break;default:key_temp = 0xff;break;return key_temp;/键盘返回码转数字unsigned char switchcode(unsigned char k)if(k=1) num=1;if(k=2) num=2;if(k=3) num=3;if(k=5) num=4;if(k=6) num=5;if(k=7) num=6;if(k=9) num=7;if(k=10) num=8;if(k=11) num=9;if(k=14) num=0;return num; /LCD

20、模块void Check_Busy(void)/LCD检测忙P0 = 0xff; /P0口作为输入Delay(50);RS = 0;RW = 1;E = 1;Delay(50);while(P0&0X80);E = 0;RW = 0;P0 = 0X00;void Write_Lcd(bit Com_Data,unsigned char Dat)/LCD写Check_Busy();if(Com_Data)/若为写数据指令RS = 1;elseRS = 0;RW = 0;P0 = Dat;Delay(50);E = 1;Delay(50);E = 0;void Init_Lcd(void)/LCD

21、初始化E = 0;RW = 0;RS = 0;Write_Lcd(Write_Command,0x38); /设置16x2显示，5x7点阵，8位数据接口Write_Lcd(Write_Command,0x0c); /开显示，不显示光标Write_Lcd(Write_Command,0x06); /地址指针加1，且光标加1，整屏显示不移动Write_Lcd(Write_Command,0x01); /清屏/LCD显示void show_floor() Write_Lcd(Write_Command,0x82); /显示所需到达楼层for(i = 0;i 9;i+)Write_Lcd(Write_

22、Data,tablei); void show_flag() Write_Lcd(Write_Command,0x8c); / 显示到达楼层Write_Lcd(Write_Data,table9); void show_dir() Write_Lcd(Write_Command,0x8e); / 显示方向Write_Lcd(Write_Data,table10); void show_time() Write_Lcd(Write_Command,0x80+0x40+0x04); / 显示时间for(i = 11;i 19;i+)Write_Lcd(Write_Data,tablei); voi

23、d beep()/蜂鸣器 unsigned int i; for(i=0;i500;i+) buzzer=buzzer; Delay(100); 3、主程序部分主程序的实现采用的是模拟EDA状态法，将系统运行过程分为5个状态，即：初始方向、楼层确定状态s0，楼层选择、运行状态s1，紧急状态s2，统计人数状态s3和时间设置状态s4。状态间的转换主要由按键和运行过程决定。状态间转换前图所示。void main()table0=table_sheetfloor11;table1=table_sheetfloor12;table2=table_sheetfloor13;table3=table_she

24、etfloor14;table4=table_sheetfloor15;table5=table_sheetfloor16;table6=table_sheetfloor17;table7=table_sheetfloor18;table8=table_sheetfloor19;table9=table_sheetfloor_flag;table10=direction;table11=table_sheetHOUR1/10;table12=table_sheetHOUR1%10;table13=0x3a;table14=table_sheetMINUTE/10;table15=table_s

25、heetMINUTE%10;table16=0x3a;table17=table_sheetSECOND/10;table18=table_sheetSECOND%10;PLLCON&=0xf8; /设置频率为12.58MHzTMOD=0x01;/置T0定时工作方式1EA=1;/开总中断ET0=1;/开T0中断TH0=0x00;TL0=0x00;TR0=1;/开启T0Init_Lcd();while(1) table11=table_sheetHOUR1/10; table12=table_sheetHOUR1%10; table14=table_sheetMINUTE/10; table15

26、=table_sheetMINUTE%10; table17=table_sheetSECOND/10; table18=table_sheetSECOND%10; show_time();key_temp=key_process() ; switch(s) case 0:/方向选择，起始楼层选择if(key_temp=1|key_temp=2|key_temp=3|key_temp=5|key_temp=6|key_temp=7|key_temp=9|key_temp=10| key_temp=11) floor_flag=switchcode(key_temp); table9=table

27、_sheetfloor_flag;show_flag();if(key_temp=13) direction=0x7f;/下行 table10=direction; show_dir();if(key_temp=15) direction=0x7e;/上行 table10=direction; show_dir(); if(key_temp=12) s_temp=s;s=2;/紧急状态if(key_temp=8) s=1;/运行if(key_temp=0)s_temp=s;s=4;/设置时间break;case 1:/楼层选择，正常运行 if(key_temp=1|key_temp=2|key

28、_temp=3|key_temp=5|key_temp=6|key_temp=7|key_temp=9|key_temp=10| key_temp=11) floorswitchcode(key_temp)+10=switchcode(key_temp);/楼层输入 tableswitchcode(key_temp)-1=table_sheetswitchcode(key_temp);key_temp=0xff; show_floor(); if(key_temp=12) s_temp=s;s=2; /紧急状态if(key_temp=0)s_temp=s;s=4; /设置时间if(direct

29、ion=0x7e)/上行 for(n=floor_flag+10;n=19;n+) if(floorn!=0) m=floor_flag+10; while(floor_flag!=floorm) for(ys=0;ys10;ys+) for(i=0;i255;i+)/键盘扫描用来延时 for(del=0;del=1;n-) if(floorn!=0) direction=0x7f; table10=direction;show_dir(); if( direction=0x7f)/下行 for(n=floor_flag+10;n=11;n-) if(floorn!=0) m=floor_fl

30、ag+10; while(floor_flag!=floorm) for(ys=0;ys10;ys+) for(i=0;i255;i+)/键盘扫描用来延时 for(del=0;del255;del+) key_temp=key_process(); if(key_temp=1|key_temp=2|key_temp=3|key_temp=5|key_temp=6|key_temp=7|key_temp=9|key_temp=10| key_temp=11) floorswitchcode(key_temp)+10=switchcode(key_temp); tableswitchcode(ke

31、y_temp)-1=table_sheetswitchcode(key_temp);key_temp=0xff; show_floor(); floor_flag-; table9=table_sheetfloor_flag; show_flag(); m-; floorm=0; table0=table_sheetfloor11; table1=table_sheetfloor12; table2=table_sheetfloor13; table3=table_sheetfloor14; table4=table_sheetfloor15; table5=table_sheetfloor1

32、6; table6=table_sheetfloor17; table7=table_sheetfloor18; table8=table_sheetfloor19; show_floor(); beep(); s=3;break;/到达楼层，转统计人数 if(floorfloor_flag+10=0&floorfloor_flag+9=0&floorfloor_flag+8=0&floorfloor_flag+7=0&floorfloor_flag+6=0&floorfloor_flag+5=0&floorfloor_flag+4=0&floorfloor_flag+3=0&floorflo

33、or_flag+2=0) for(n=floor_flag+11;n7)beep(); break; /人数不超过7人if (key_temp=4) s=1; /转运行状态if(key_temp=12) s_temp=s;s=2;/转紧急状态if(key_temp=0)s_temp=s;s=4;/时间设置break;case 4:/ 时间设置状态TR0=0;hs=HOUR1/10;hg=HOUR1%10; ms=MINUTE/10;mg=MINUTE%10; s_s=SECOND/10;sg=SECOND%10;if(key_process()=1) /设置小时 hs+;key_temp =

34、0xff; if(hs2)hs=0; Delay(50000);if(key_process()=5) hg+;key_temp = 0xff; if(hs9)hg=0; if(hs=2) if(hg3)hg=0; if(key_process()=2) / 设置分钟 ms+;key_temp = 0xff; if(ms5)ms=0;if(key_process()=6) mg+; key_temp = 0xff; if(mg9) mg=0;if(key_process()=3) /设置秒钟 s_s+; key_temp = 0xff; if(s_s5)s_s=0;if(key_process

35、()=7) sg+; key_temp = 0xff; if(sg9)sg=0; HOUR1=10*hs+hg;MINUTE=10*ms+mg;SECOND=10*s_s+sg; table11=table_sheetHOUR1/10; table12=table_sheetHOUR1%10; table14=table_sheetMINUTE/10; table15=table_sheetMINUTE%10; table17=table_sheetSECOND/10; table18=table_sheetSECOND%10; show_time();if(key_temp=12) s_te

36、mp=s;s=2; break; /紧急状态if(key_temp=4)TR0=1;s=s_temp;break;default: s=0;s_temp=0;floor0=0;floor1=0;floor2=0;floor3=0;floor4=0;floor5=0;floor6=0;floor7=0;floor8=0;floor9=0;HOUR1=0;MINUTE=0;SECOND=0;direction=0x7e;dat0=0;dat1=0;dat2=0;dat3=0; dat4=0;dat5=0;floor_flag=0; break;show_floor();show_flag();show_dir();show_time();4、中断函数部分void TimerInterrupt() interrupt 1 uns