51单片机课设——模拟电梯控制系统

基于51单片机的模拟电梯控制系统

利用51单片机模拟5层电梯控制系统，还原真实生活场景。当某层被按下呼梯按键（电梯厢外）时，电梯将运行到该楼层，同时步进电机模拟电梯运转，液晶显示屏实时显示楼层数及电梯运行方向，到达该楼层时电机停止，电梯开门，乘客进入电梯后按下目的楼层按键，电梯运行至目的楼层。同时设有消防呼叫功能，且在所有呼叫中，消防优先级最高，当消防呼叫按键被按下时，电梯就近平层停车，不再响应任何外呼叫信号。

一、系统功能

矩阵键盘模拟电梯内外按键。其中8个按键为电梯厢外按键，作为电梯呼叫信号，分别为“1楼上、2楼上、3楼上、4楼上、2楼下、3楼下、4楼下、5楼下”。其中5个按键为电梯厢内目的楼层按键。1个按键为报警功能。
LCD1602液晶显示屏实时显示当前楼层以及电梯运行方向“up/down”。
28BYJ48步进电机模拟电梯运转，电梯上行为正转，电梯下行为反转。
外部中断系统（外部中断1）触发消防呼叫，且在所有呼叫中，消防优先级最高，当消防呼叫按键被按下时，电梯就近平层停车，电梯开门，乘客出来，并不再响应任何外呼叫信号。（显示out）
红外遥控功能 ：可以利用遥控器模拟矩阵键盘所有按键。（仅拓展供娱乐QWQ）
报警功能，电梯紧急停止，其他所有按键失效。

二、硬件电路原理图

结构框图如下：

电路图如下：

三、C语言实现

流程图

主要逻辑：

void main()
{  Speed = 20;LCD1602_Init();  LCD1602_DisplayOneCharOnAddr(0,0,floor[lc-1]);  //显示初始楼层init();  //构造函数，初始化while(1){keyscan();zhishideng();if(flag==0)  //电梯静止时{LCD1602_MoveToPosition(1,0);   //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(jz);  //显示静止shang[lc]=0;xia[lc]=0;nei[lc]=0;      //按键初始化n=lc ;for(i=n+1;i<=5;i++)// 上行{keyscan();zhishideng();if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1){flag=1;break;  }  }for(i=n-1;i>=1;i--)// 下行{keyscan();zhishideng();if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1){flag=2;  break;}}}if(flag==1){  keyscan();zhishideng();LCD1602_MoveToPosition(1,0);    //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(up);  //显示上升UPUP();//步进电机正转delay(200);lc++;LCD1602_DisplayOneCharOnAddr(0,0,floor[lc-1]);  //显示楼层if(shang[lc]==1||nei[lc]==1){    //上升一层后再次判断shang[lc]=0;nei[lc]=0;zhishideng();LCD1602_MoveToPosition(1,0);  //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(jz);  //显示静止delay(200);                    }if(xf == 1){LCD1602_MoveToPosition(1,0);    //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(xiaofang);    //显示outwhile(1);}flag=0;n=lc ;for(i=n+1;i<=5;i++){keyscan();zhishideng();if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1){flag=1;break;}}if(flag==0||lc>=5){n=lc ;if(shang[n]==0&&nei[n]==0){LCD1602_MoveToPosition(1,0);  //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(jz);  //显示静止}xia[n]=0;for(i=n-1;i>=1;i--){keyscan();zhishideng();if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1){flag=2;  break;}}}  }if(flag==2){keyscan();zhishideng();LCD1602_MoveToPosition(1,0);    //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(down);    //显示下降DOWNDOWN();//步进电机反转delay(200);lc--;LCD1602_DisplayOneCharOnAddr(0,0,floor[lc-1]);  //显示楼层if(xia[lc]==1||nei[lc]==1){xia[lc]=0;nei[lc]=0;zhishideng();LCD1602_MoveToPosition(1,0);   //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(jz);  //显示静止delay(200);}if(xf == 1){LCD1602_MoveToPosition(1,0);    //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(xiaofang);    //显示静止while(1);}flag=0;n=lc;for(i=n-1;i>=1;i--){keyscan();zhishideng();if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1){flag=2;break;}}                if(flag==0||lc<=1){n=lc ;if(xia[n]==0&&nei[n]==0){LCD1602_MoveToPosition(1,0); //显示位置移动到指定位置（第二行）LCD1602_DisplayString(jz);  //显示静止}shang[n]=0;for(i=n+1;i<=5;i++){keyscan();zhishideng();if(shang[i]==1||xia[i]==1||nei[i]==1){flag=1;  break;}}}    }   }
}

键盘扫描函数：

void keyscan()
{num=0;P1=0xfe; //11111110temp=P1;temp=temp&0xf0; //11110000while(temp!=0xf0)  //有键被按下{delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;  //11110000while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xee:num=1;    //11101110    第一行第一个按键break;case 0xde:num=2;    //11011110   第一行第二个按键break;case 0xbe:num=3;    //10111110   第一行第三个按键break;case 0x7e:num=4;   //01111110    第一行第四个按键break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfd;  //11111101temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0)      //11110000{delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xed:num=5; //11101101  二行第一个break;case 0xdd:num=6;  //11011101  二行第二个break;case 0xbd:num=7;  //10111101    二行第三个break;case 0x7d:num=8;  //01111101  二行第四个break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfb;temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xeb:num=9;      //三行一break;                case 0xdb:num=10;       // 三行二break;case 0xbb:num=11;      // 三行三break;case 0x7b:num=12;      //三行四break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xf7;temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xe7:num=13;   // 四行一break;case 0xd7:num=14;   //四行二break;case 0xb7:num=15;   //四行三break;case 0x77:num=16;   //四行四break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}//红外遥控功能if(irok)                        //如果接收好了进行红外处理{   Ircordpro();irok=0;}if(irpro_ok)                   //如果处理好后进行工作处理，如按对应的按键后显示对应的数字等{Ir_work();}switch(num){case 1:shang[1]=1;break;case 2:shang[2]=1;break;case 3:shang[3]=1;break;case 4:shang[4]=1;break;case 5:xia[2]=1;break;case 6:xia[3]=1;break;case 7:xia[4]=1;break;case 8:xia[5]=1;break;case 9:nei[1]=1;break;case 10:nei[2]=1;break;case 11:nei[3]=1;break;case 12:nei[4]=1;break;case 13:nei[5]=1;break;case 14:break;case 15:break;case 16:alarm1=0;alarm2=1;while(1);break;}
}

变量声明：

unsigned char code floor[]="12345";  //楼层字符用于液晶屏显示
unsigned char code up[]="up  ";        //显示上升"up"
unsigned char code down[]="down";    //显示下降"down"
unsigned char code jz[]="    ";    //到达目的楼层后清除up/down
unsigned char code xiaofang[]="out ";    //消防呼叫显示
unsigned char Speed;//步进电机速度变量uint xf=0;
uint shang[6]={0,0,0,0,0,0};
uint xia[6]={0,0,0,0,0,0};
uint nei[6]={0,0,0,0,0,0};
uint num,temp,flag=0,lc=1,i,n;    //i，n是层数

电梯上升函数：

void UPUP(void)
{unsigned int i = 128;while(i--){Coil_A1       delay(Speed);Coil_AB1                 //遇到Coil_AB1  用{A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;}代替delay(Speed);            //改变这个参数可以调整电机转速        Coil_B1                  //数字越小，转速越大,力矩越小delay(Speed);Coil_BC1delay(Speed);Coil_C1       delay(Speed);Coil_CD1delay(Speed);Coil_D1       delay(Speed);Coil_DA1delay(Speed);Coil_OFF}
}

电梯下降函数类似……

四、结果

下降中：

按下消防按键：

欢迎大佬提出优化方案！
如有错漏之处，敬请指正，不吝赐教。

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