祁连梅 徐伟

摘 要：提出了一种基于单片机的电梯控制器的系统设计方案。实现了对8层载人电梯的运动控制、所在楼层显示和紧急呼叫等功能。文中介绍了电梯控制器的系统设计过程，阐述了系统的设计原理。硬件利用STC89C52单片机、按键、继电器、蜂鸣器、数码管等搭建了硬件电路运行平台，并在此硬件上，利用C语言对单片机控制程序进行了设计，实现对硬件的控制。该系统具有控制簡单，智能化程度高，安全性好等优点，可广泛用于需要进行电梯的高层建筑中使用。

关键词：单片机；控制器；载人电梯

随着城市化步伐的加快，高层建筑的数量也不断增加，为了便于高层建筑内的人员出行，电梯的应用也越来越广泛。为了确保电梯能够安全平稳工作，配置一套安全可靠、控制灵活，具备实时显示的功能的电梯控制器是非常必要的，它在确保电梯高效工作的同时，还能保障乘客的人身安全。因此，对电梯控制器的研究具有重要现实意义。

一、电梯控制器需求

设计一个8层电梯运行控制系统，使用STC89C52单片机作为核心控制，通过对输入按键的采集，实现对输出液晶显示、开关门指示灯和报警输出的控制。具体实现功能如下：1）模拟实现8层电梯的上下运行控制系统设计；2）实现运行显示、危险报警；3）通过对输入按键判断，完成电梯的最优路线选择；4）通过按下按键实现开关门、呼叫和复位的动作控制。

二、系统框架

（一）设计思路

通过对系统实现的功能进行分析，本次设计中通过对输入按键的检测，获取所到楼层信息、求救信息和开关门控制命令信息，控制器采集到控制信息后，进行处理，控制继电器模块工作，对电梯的运动过程进行控制，并利用显示部分显示当前所到的楼层信息，到达目标楼层后，发出提示音，并根据开关按键的触发状态，对开关门指示灯的指示、电梯上下行的指示进行控制。

（二）框架结构

根据分析本设计由STC89C52主控模块、按键模块、电源模块、显示模块、报警模块、继电器控制模块六个部分组成，系统结构如图1所示。

①主控模块：实现对输入模块的采集，经过处理后，控制输出模块工作；②电源模块：为系统各模块供电；③报警模块：接收到报警命令后，发出报警提示音；④按键模块：完成对目标楼层输入信息、开关门信息和紧急呼救信息的采集；⑤显示模块：实现对目标楼层的显示，同时能够进行开关指示；⑥继电器控制模块：接到命令后，控制电梯的电机工作，实现电梯的上下行控制。

三、硬件设计

系统的硬件由单片机最小系统、显示电路、按键电路、报警电路、继电器控制电路和电源电路组成。

（一）单片机最小系统

单片机最小系统由STC89C52单片机作为系统的控制核心，C1和C2电容、12MHz构成系统的晶振电路，C3和R2构成系统的复位电路；

（二）显示电路

P0口外接RK1上拉电阻，驱动LED共阳数码管的段选，数码管的公共端接电源。利用P1.2～P1.3两个引脚控制2个LED指示灯，对开门和关门操作进行显示；

（三）按键电路

电梯外按键电路由8个按键组成，分别代表8个楼层的呼叫，按键为低电平有效8个按键分别接在单片机的P3口上，当有按键按下时，对应的引脚将检测到低电平，用来实现对呼叫楼层的判断。电梯内控制需要12按键完成，其中包括1-8楼层的内部按键，开门按键、关门按键、呼叫按键和复位按键。设计中P2.1～P2.3控制行扫描、P2.4～P2.7控制列扫描，通过对矩阵按键的行列扫描可以确定梯内按下的按键。

（四）报警电路

控制信号通过单片机的P1.5引脚发出，当P1.5引脚输出低电平时，和SS8550相连的蜂鸣器供电回路导通，蜂鸣器发出报警提示音；

（五）继电器控制电路

利用单片机的P2.0引脚控制继电器，继电器的触点接在交流接触的的供电电源上，通过控制接触器的线圈实现对电梯电机的控制。硬件原理图2所示：

系统过程的综述：按键为输入信号，STC89C52单片机收到信号后进行处理，将目标楼层显示在数码管上，控制下发命令给继电器电路，控制电梯开始运动，随着电梯的动作更新显示楼层信息。当到达目标楼层后，按下开门按键，开门指示灯开启，蜂鸣器发出提示音，当乘客离开电梯后，按下关门按键，关门指示灯被点亮，蜂鸣器发出提示音。如果呼叫按下，蜂鸣器一直出报警提示音，直到复位按键按下为止。

4 系统软件设计

本设计的程序思路具体如下：系统供电，单片机中断初始化操作，初始化中完成对单片机输入/输出引脚的初始化，同时数码管初始显示为“1”，代表电梯停在1层。显示完成后程序进入一个无限循环中，在循环中顺序执行如下操作：判断是否有键按下，若无键按下，则返回按键按键判断处继续执行。若有键按下，执行按键处理函数，确定需要所到达的目标楼层，如果当前楼层是小于目标楼层执上行处理函数，如果当前楼层大于目标楼层执行下行处理函数，如果当前楼层等于目标楼层，更新显示后返回按键检测处，继续循环执行，直到系统掉电为止。主函数流程见图3所示：

5 总结

本文主要介绍了以STC89C52单片机为主控芯片的8层电梯控制电路的系统设计方案，并给出系统硬件工作的原理图和软件工作流程图，通过软件和硬件协调工作实现了对8层电梯的运行控制。在控制电梯正常上下运行的基础上，设计中加入呼叫按键和报警电路，使系统具备了呼救功能，大大增强了系统应用的灵活性。

本设计具有控制灵活、实用性强、显示直观等优点，能够满足不同高层建筑内对电梯控制的需求因此，本案具有较好的应用价值和市场推广前景。

参考文献：

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