- 项目思路
电梯在我们日常生活中是非常便利的电器,我基于AT89C52单片机设计了一个三层电梯的电路,在数码管上显示所在楼层的位置,按下按钮呼叫电梯到所在楼层,电梯到达所在层数后响起蜂鸣声提示,在电梯内决定去哪一楼层的功能。
实现功能:
(1)通过数码管显示轿厢到达的楼层号。
(2)通过按键实现呼叫控制。
(3)直流电机控制,正转为电梯上行,反转为电梯下行。
(4)LED组成的上下行指示灯。
(5)到达楼层前通过检测装置检查是否到达指定楼层,若到达指定楼层,则通过蜂鸣器发出响声。
- 方案框图
根据要求,我使用了德捷的Scheme-it来设计框图,在学习过直播的简单介绍以后,使用起来很方便。
以单片机为核心,使用者操控电梯内部和外部的按钮,将上楼、下楼的信号输入单片机处理。然后操控步进电机工作控制电梯的上下;控制LED灯指示电梯上行还是下行;到达楼层后蜂鸣器工作提示使用者,且数码管显示出对应的楼层。
本项目的德捷网站链接如下:
https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/ecc85fda1eb5478c8f8b867c741baeb3
- 主要元器件:
一、单片机AT89C52-16JI
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2 个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
单片机的工作原理:
AT89C52为8 位通用微处理器,采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同,其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有:XTAL1(19 脚)和XTAL2(18 脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz 晶振。RST/Vpd(9 脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。VCC(40 脚)和VSS(20 脚)为供电端口,分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0 端口(32~39 脚)被定义为N1 功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13 脚定义为IR输入端,10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口,分别连接N1的SDAS(18脚)和SCLS(19脚)端口,12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口,连接主板CPU 的相应功能端,用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。
二、ULN2003AS16-13
ULN2003是高耐压、大电流复合晶体管阵列,由七个硅NPN 复合晶体管组成,每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。输入5VTTL电平,输出可达500mA/50V。
ULN2003是高耐压、大电流达林顿系列,由七个硅NPN达林顿管组成。 该电路的特点如下: ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路 直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。
- 电路图
总览电路图如下所示:
https://www.digikey.cn/schemeit/project/新项目-2023-07-30-2039-ecc85fda1eb5478c8f8b867c741baeb3
电路分为单片机系统、电梯内部状态电路、电梯内部操作电路、电梯外部操作电路和步进电机电路。
- 总结
在这次FastBond2阶段1,我想到了这样一个三层电梯的电路,能够显示楼层,通过按钮呼叫电梯,到达楼层蜂鸣提醒。不可忽视的是现在的楼层都是十层以上,并且电梯也不止一个,这样的电梯电路设计可能会更加复杂,要注意的东西也会更多。