摘  要：采用单片机设计了一种新型的升降机自动控制系统。系统硬件部分采用ATMEL公司单片机AT89S52芯片为主控芯片，不仅实现了普通升降机所具有的基本功能-依据乘客在不同的楼层及上下楼的要求，自动运转或等待，而且还实现了对于超重情况有报警提示，并实现了升降机到位后语音播放、液晶显示提示乘客以及紧急情况乘客按键报警等普通升降机所不具备的功能。

    关键词：单片机；升降机；控制系统

    中图分类号：TP273；TD63文献标志码：A文章编号：1003-0794(2007)03-0071-03

Abstract: This design adopts the single chip microcomputer AT89S52 of ATMEL as the main control and the assit control chip to achieve the following targets. The elevator can be controlled to stop or wait based on the passengers request. It can warn the manager if there is the state of excess. The elevator can be controlled to play the voice and light the LCD to hint the passengers. If there is some emergence has happened, the elevator can he stopped. At the same time, the elevator can compute the number of the passengers. The system will be cut the power to guarantee the safety of the passengers and the system when the elevator run out of the top floor.

Key words: single-chip microcontroller; elevator; controlling-system

升降机是高层建筑和煤矿立井中不可缺少的垂直运输工具。它主要担负着运送人员、设备及物料的任务。目前施工升降机自动化控制水平较低，多数仍采用手工操作。因此，我国现有建筑运输控制系统急需更新、改造。本文采用单片机设计了一种新型的建筑升降机自动控制系统模型，是想把升降机技术朝着快、稳、安全、人性化的方向发展。

    系统可分为控制器模块、步进电机及其驱动模块、控制键盘模块、红外检测模块、键盘显示模块、语音播放模块、液晶显示模块等。

    (1)控制器模块

    控制器要实现对键盘模块，电机及其驱动模块，楼层显示模块，语音播放模块，液晶显示模块控制，同时要解决这些模块之间协同工作，信息互用的问题。因此，针对于此种情况，控制器的选择采用 AT89C51作为系统的控制器，AT89C5l单片机运行速度中等，有4KB的程序存储区，5个中断源。

    (2)步进电机及其驱动模块

    ①步进电机也可以称为脉冲电机，是一种将输入脉冲信号转换成相应角位移的电机，可以实现高精度的角控制。步进电机的最大优点是不需要反馈控制，另外还有电路简单、容易与微型计算机联接、停止时有保持转矩、维护方便等优点，基于本实验的控制精度、基本要求、为实现对升降机控制作用及时实现及精确定位，最终选择了具有高精度、控制简单、高可靠性的步进电机。

    ②步进电机的驱动电路1298内部包含4通道逻辑驱动电路，一般为15引脚。其中，l、15脚是输出电流反馈引脚，在通常使用中这2个引脚也可以直接接地；4、9是电源接人端，为1298提供工作电源；6、11是控制引脚，高通低止；5、7、10、12是单片机控制信号的输人端；2、3、13、14是1298的输出端，为下级的电机提供驱动信号。1298作为驱动电路，一方面它要接受来自单片机的输出信号(P0．4口- P0．7口)，另外，1298使能控制端ENA、ENB直接连接到高电平。单片机与1298之间应加光耦，用于隔离；另一方面它要给步进电机以输入信号(OUTI IS1～OUT4口)，使单片机受控运转，因此，1298成为连接步进电机和单片机的桥梁。

    (3)控制键盘模块

    控制键盘模块可以实现对升降机运行状态的手动控制，此模块将乘客当前的位置及要求及时准确地传送给主单片机，是单片机进一步的控制指令产生的重要依据之一。

    (4)红外检测模块

    红外检测模块(见图1)主要作用是将升降机当前所在的位置检测并传送给主单片机，是单片机控制指令产生的又一重要依据。其主体由6个红外对管及2个四输入的与门组成，与门连接主单片机的外部中断INT0。红外对管检测到楼层经过时，产生一个下降沿；与门主要是完成对6个红外对管发送信息的综合，即只要有一个红外对管被触发，与门即会输出一个下降沿触发主单片机的外部中断0，进而进入相应的中断服务子程序，具体查询出当前出发的红外对管，亦即当前楼层数。

    (5)楼层及键盘显示模块

    楼层及键盘显示模块将当前楼层数及乘客最后一次的操作显示在各自的LED上。其中当前楼层显示LED连接在P3．5，P3．6，P3．7上；键盘显示则由2个LED组成，分别显示乘客的等梯位置和目的地(均已最后一个操作为显示对象)，采用动态显示。

    (6)语音播放模块

    语音播放模块实现的是升降机到位是的提示作用，其主体由ISDl420语音录放芯片组成。在本设计中，鉴于单片机引脚紧张，采用单段录放音模式。

    (7)液晶显示模块

    液晶模块主要用于显示字符以提醒乘客升降机当前已停，同时在升降机运行的过程中显示相关的宣传标语。液晶模快以SEDl520为主体。

    (8)失控保护模块

在升降机6层上部装有一个控制驱动电路通断的开关，当升降机的箱体超出6层之外时，撞动控制开关，驱动电路断电升降机停止运行。由于此控制开关独立于整个的单片机控制系统之外，故遇到箱体超层的状况，可以保证乘客的安全。

本设计硬件部分采用ATMEL公司单片机 AT89S52芯片为主控芯片实现了本升降机模型所具有的功能。配置EPROM27256装入全部控制软件。系统还配置X25043／45可编程看门狗监控EPROM，将预置值装入EPROM中：当系统故障，或VCC：过小时，就复位，确保系统能够再次重新工作。系统设置16个按键其中0～9共10个数码键，用以设置楼层值使用。LED显示电路主要显示的是当前楼层数与乘客的当前位置，当升降机上升、或下降时利用红外检测可以判断当前计数值(楼层)。电动机的正反转带动升降机的上升和下降。上升、下降、调速、停车等都由控制器发出控制信号操纵电机执行。其他主要硬件部分包括：L298组成的驱动电路，ISDl420组成的语音电路，SEDl520组成的液晶显示电路，红外对管组成的楼层检测电路，LED组成的楼层显示电路，紧急情况处理电路以及升降机超层保护电路等。根据设计要求，方案选择时力求简单、成本低廉、安装方便的优点。

系统的软件设计采用C51语言，对单片机进行编程实现各项功能。所设计的软件主程序流程如图2所示。首先对所选楼层信息排序，找到最大目标楼层。若最大目标楼层大于当前楼层，表明升降机上行，反之，下行。由红外检测产生的编码，单片机可检测出是否已经上升至当前楼层，若是，则停车。若不是，则继续上升。

    升降机可以依据乘客在不同的楼层及上下楼的要求，自动运转或等待，对于超重情况有报警提示，同时升降机到位后可以语音播放、液晶显示提示乘客；当有紧急情况时乘客可按按键报警；同时，升降机可以自动统计升降机内的实时乘客数目。在升降机失控出现超出顶层的情况系统可以自行断电，以保证系统的安全，具有可靠性高、自动化水平强、控制准确、功能齐全、保护功能完善、操作简单等特点。

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