单片机多电梯控制系统

单片机多电梯控制系统

写在前面:
前段时间单片机的课设题目，难度为5，算是选题1~5最难的一类。之前也没怎么学过，这次算是从头开始学习51单片机。此篇所写代码是基于我自己理解能让小白容易弄懂的代码，其中难免出现一些纰漏，所写不足之处，望指正(下载地址在我的公众号 For My Future对应文章文末)。
这篇文章是是从我公众号复制的，没有排版，想看美观排版及下载源代码，请关注我的公众号，找到对应的历史文章

一.应用场景
二.主要模块介绍
三.详细编写步骤

一.应用场景

先放图，心里有个大概认识(步进电机没拍到，后面有详细说明图)

模拟电梯系统，4层，两部电梯，用步进电机顺逆时针模拟电梯上下行，矩阵键盘模拟电梯内外层呼叫，数码管显示楼层数，蜂鸣器模拟故障警报，并且有多电梯中最近电梯响应的逻辑，板子是福讯的stc89c52。

最近电梯响应解释:我们正常坐电梯，一般一栋楼有两座电梯，我住在三楼，我按下呼叫按钮，这时A电梯在1层，B电梯在18层，假设都是空闲状态，那么A电梯离我最近,A电梯会下来接我。

二.主要模块介绍

1.电梯步进电机模块：
（1）步进电机正反转代表电梯上下行
（2）电梯每变化一层，步进电机转半圈

2.数码管显示模块
（1）选用两个数码管分别显示一号电梯，二号电梯的楼层数
（2）动态实时显示楼层数，楼层变化数码管数字变化

3.警报器模块
（1）当电梯发生故障时，按下按钮，蜂鸣器发出警报

4.电梯响应呼叫模块(难点)
（1）矩阵键盘模拟一，二号电梯内外呼叫
（2）一号电梯内部四个键盘代表四层，二号电梯同理，外呼叫四个按钮代表电梯外每层的呼叫按钮
（3）即时呼叫，按钮按下电梯工作
（4）判断最近电梯逻辑离呼叫层数最近的电梯响应

矩阵键盘按下所实现的任务:
4×4的键盘，编号为1~16。
14即第一行按键代表电梯14外层呼叫，通俗来讲就是我按下按键电梯要来接我。
5~8即第二行按键代表A电梯内部层数按钮，我进入A电梯内部，会有4个按钮，我想上4楼，就按下对应按钮即单片机键盘的8号按键，想去2楼，就按下单片机键盘的6号按键。
9~12即第三行按键代表B电梯内部层数按钮同上。
16号是报警按键，按下蜂鸣器就会响。

三.详细编写步骤

1.编写电梯步进电机模块：

步进电机无非是控制正转倒转以及控制圈数，
步进电机的方向是用脉冲来控制的

图示为三种方法，这里采用第一种写法，正转代码:
void cw(){
uchar o;
for(o=0;o<250;o++){
a=0;b=0;c=0;d=1;
delaydj(500); //改变这个参数可以调整电机转速 ,数字越小，转速越大
a=0;b=0;c=1;d=0;
delaydj(500);
a=0;b=1;c=0;d=0;
delaydj(500);
a=1;b=0;c=0;d=0;
delaydj(500);
}
}

倒转反着写就可以了。

编写此模块出现的问题:
在我测试的时候还发现了一个问题，就是要多加一个电压源，否则步进电机无法转动，这是个小问题，但当时我对电机原理不了解，耗了很长时间才发现原因所在。

2.数码管显示模块

首先要明确单片机是单线程的，要实现两位数字的显示，则切换的时间要短，达到视觉暂留的效应，这样看起来才是同时显示的。
首先我们来写一号电梯的显示函数
void display1(){
uchar i;
for(i=0;i<=100;i++){
P0=0X00;//关掉数码管的位选信号。阻止数码管受到P0口信号的影响。
delay(1);
wela=1;
delay(1);
wela=0;

dula=0;
P0 = table[floor2-1]; /显示数字 i/
dula=1;
dula=0;
wela=0;
P0=0x10; //数码管位选
wela=1;
wela=0;
delay(10);
P0=0X00;//关掉数码管的位选信号。阻止数码管受到P0口信号的影响。
delay(1);
wela=1;
delay(1);
wela=0;

dula=0;
P0 = table[floor1-1]; /显示数字 i/
dula=1;
dula=0;
wela=0;
P0=0x01; //数码管位选
wela=1;
wela=0;
delay(10);}}

上面的代码意思就是选数码管的一位，然后把数组table[]的值显示出来，table里面放的就是1~4这四个数字，代码写的是table[floor1-1]，这个floor1就是我所设的全局变量，用来实时记录一号电梯当前的楼层数，比如我在三楼呼叫，此时一号电梯在一层，floor1=1，接着它会上来，从1变成2再到3，同理floor2表示的就是二号电梯的实时楼层数。接着数码管再选第二位，显示另一部电梯的楼层数，这是一次显示，要想长时间的显示，外面再套个for循环100次即可。

这里我写了两个display函数display1(),display2()，就是显示的顺序不一样，display1()是先显示第二位后显示第一位，那么循环完最后锁存的是第一位，也就是说display1()执行完后，再执行其它任务时数码管第一位是亮的，第二位是熄灭的，而
display2()执行完第一位是熄灭的，第二位是亮的。(不重要，不理解也没事，实操就明白了)

3.警报器模块

警报器编写较为简单
void fengming(){
feng=0;
delayms(1000);
feng=1;
delayms(1000);
}

4.电梯响应呼叫模块

在这之前，还要编写键盘扫描模块，去识别到
底是哪个按键按下
uchar KeyScan()
{ uchar temp; //用于存储 P3 口的状态
uchar key_value = 0; //键值的定义
P3 = 0x0f; //设置P3高四位为0，第四位为1
temp = P3; //用一个变量存储P3口的状态，以免外界影响P3口，从而造成扫描有误
if(temp != 0x0f)
{
delayms(10);
if(temp!= 0x0f) //确定有键按下
{
switch(temp) //查看P3（temp）的状态
{
case 0x0e :key_value = 1; break; //按下的为第一行
case 0x0d :key_value = 5; break;
case 0x0b :key_value = 9; break;
case 0x07 :key_value = 13;break; //按下的为第四行
}
}
P3 = 0xf0; //再将 P3 口重新赋值，高四位为1，第四位为0
temp = P3;
if(temp != 0xf0)
{
switch(temp)
{
case 0xe0 : key_value +=3 ; break; //按下的是第四列,键值key_value加3
case 0xd0 : key_value +=2 ; break;
case 0xb0 : key_value +=1 ; break;
case 0x70 : key_value +=0 ; break; //按下的是第一列，键值key_value加0
}
}
while(P3 != 0xf0); //松手检测，因为最近的一次赋值是P3 = 0xf0
}
return(key_value);
}
KeyScan()函数返回的就是按键按下的编号，5号按键按下就会返回5。

我把电梯的响应呼叫的编写分为两部分
(1)电梯外部按钮响应事件
(2)电梯内部电梯响应事件

(1)电梯外部按钮响应

即编写对应按键1~4按下所触发的事件，这里编写dotask()函数

void dotask(){
if((floor1-floor0)(floor1-floor0)<=(floor2-floor0)(floor2-floor0)){ flag=0;
if(floor0>=floor1) up1(floor0-floor1); else if(floor0<floor1) down1(floor1-floor0);
}
else if((floor1-floor0)(floor1-floor0)>(floor2-floor0)(floor2-floor0)){ flag=1;
if(floor0>=floor2) up2(floor0-floor2) ; else if(floor0<floor2)down2(floor2-floor0); }
}

这里面有一个全局变量floor0，记录的是电梯将要执行的任务，也就是说我在四楼呼叫，floor0就被赋值为4。dotask()函数先判断哪个电梯最近，然后再去选择是上升还是下降，一号电梯对应up1()，down1()

void up1(uchar m){
state1=0;
flag=0;
display1();
MotorCW(m);
display1();
state1=1;
}

参数m是上升还是下降m层的意思，up1(2)就表示一号电梯上升两层，state1代表一号电梯的状态，0是忙碌，1是空闲。flag=0表示现在是一号电梯执行任务，flag=1就表示二号电梯执行任务，MotorCW(m)表示正转m个半圈。

二号电梯up2()及down2()同理。

编写当中出现的问题:
一开始用的是 if else语句，会出现错误，换成 if elseif变得正常，现在想想可能是有一些情况没有考虑到，毕竟这个逻辑还是挺多的。

(2)电梯内部按钮响应

即编写一号电梯对应58，二号电梯对应912按键所触发事件。
这里用switch case来编写，举两个例子:

case 8: floor0=4; if(floor0>=floor1) up1(floor0-floor1) ;else down1(floor1-floor0);break;
case 12: floor0=4; if(floor0>=floor2) up2(floor0-floor2) ;else down2(floor2-floor0);break;

应该很容易理解，按下8号按键，即一号电梯内部4楼按钮，此时要执行的任务是一号电梯到4楼，floor0=4，然后根据当前电梯所在位置判断是上升还是下降。其它按键事件同理。

最后外部套个while(true)循环检测扫描按键是否按下就可以了，这样一个简易的多电梯控制系统就完成了。

(我的单片机还回去了，忘录视频了

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