基于单片机的升降机控制模型研究

安徽省巢湖市第一人民医院 赵向东

基于单片机的升降机控制模型研究

安徽省巢湖市第一人民医院 赵向东

施工升降机是高层建筑施工中不可缺少的垂直运输工具，它主要担负着运送施工人员和施工设备及施工物料的任务。本文对施工升降机自动控制系统的原理及模块进行介绍，并对控制系统的特色硬软件部分作了进一步的分析。

施工升降机；单片机；编码器；平层

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。

1 组成及工作原理

(1)控制器模块

控制器是中央调控器，它负责调控键盘模块，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，并要解决模块之间的协同工作，信息传递的问题。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，AT89C51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

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机的驱动电路L298内部包含4通道逻辑驱动电路，一般为15引脚。其中，1、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是电源接入端，为L298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入端；2、3、13、14是L298的输出端，为下级的电机提供驱动信号。L298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， L298使能控制端ENA、ENB直接连接到高电平。单片机与L298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(OUT1口~OUT4口)，使单片机受控运转，因此，L298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

红外线遥控信号无线延伸器由”接收器”和”发射器”两部分组成，这里所说的接收和发射，是相对于无线电波而言的。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

语音播放模块主要由ISD1420语音录放芯片组成，主要对升降机到位情况起到播报作用，主要采用单段录放音模式。

(7)液晶显示模块

液晶显示模块主要用于以提醒乘客升降机运行状态的功能部件，由液晶显示器件与专用的集成电路组装成，液晶模块液晶模快以SED1520为主体。

(8)失控保护模块

在升降机顶层上部按装有电路开关，控制驱动电路通断，当升降机的箱体超过最高层后，就撞动控制开关，升降机的电源被撞开而停止，保证乘客的安全。

2 硬件和软件组成

本设计硬件部分采用伟福公司单片机E51/u芯片为主控芯片实现了本升降机模型所具有的功能。系统还配置可编程看门狗监控E~2PROM-X25045，将预置值装入EPROM中，确保系统在发生故障时能够再次重新工作。LED显示电路在降机上升、或下降时利用红外检测判断当前计数值(楼层)，显示当前楼层数与乘客的当前位置。升降机的上升和下降由电动机的正反转带动，上升、下降、调速、停车等都由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，ISD1420组成的语音电路，SED1520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。

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。

3 结束语

本文从提高系统的综合性能入手，在保持原有保护装置和器件的基础上，充分考虑了单片机技术在控制系统中的应用具有可靠性高、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。