-基于单片机AT89S51电梯控制系统设计Word文档格式.doc
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应用电子技术
成都电子机械高等专科学校成教院制
2012年3月5日
18
毕业设计(论文)任务书
题目:
基于单片机AT89S51电梯控制系统设计
任务与要求:
设计了一个八层电梯系统,使用单片机汇编语言进行编程,实现运送乘
客到任意楼层,并且显示电梯的楼层和上下行。
要给出系统的硬件设计
原理图和软件流程设计图。
最后要完成系统调试,并要求完成论文。
时间:
2011年12月15日至 2012年3月15日共12周
重庆科创职业学院
学号:
专业:
应用电子技术
指导单位或教研室:
指导教师:
职称:
毕业设计(论文)进度计划表
日期
工作内容
执行情况
指导教师
签字
12月15日
至
12月25日
选题
12月26日
1月2日
论文提纲写作
1月3日
2月15日
初稿写作
2月29日
二稿写作
3月1日
3月10日
定稿并上交论文的电子文稿
3月15日
做好论文评阅准备
教师对进度计划实施情况总评
签名
年月日
本表作评定学生平时成绩的依据之一。
摘要
单片机即单片微型计算机(Single-ChipMicrocomputer),是集CPU,RAM,ROM,定时,计数和多种接口于一体的微控制器。
其中51单片机是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用于各个领域.电梯是集机械原理应用、电气控制技术、微处理器技术、系统工程学等多学科和技术分支于一体的机电设备,它是建筑中的永久垂直交通工具。
本论文选择AT89S51为核心控制元件,设计了一个八层电梯系统,使用单片机汇编语言进行编程,实现运送乘客到任意楼层,并且显示电梯的楼层和上下行。
利用单片机控制电梯有成本低,通用性强,灵活性大及易于实现复杂控制等优点。
关键词:
单片机、电梯、控制
Abstract
SCMnamelySingleChipcomputer(Single-ChipMicrocomputer),isthecollectionCPU,RAM,ROM,time,countandavarietyofinterfaceinoneofthemicrocontroller.Oneofthesinglechipmicrocomputer51SCMisthemosttypicalandmostrepresentativeofa,usedineveryfield.Theelevatorissetforthemechanicalprincipleisapplied,electricalcontroltechnology,themicroprocessortechnology,systemengineeringscienceandtechnologybranchinoneofthemechanicalandelectricalequipment,itisthearchitectureofverticaltransportationpermanent.
ThispaperAT89S51asthecorecontrolcomponentselection,designaeightelevatorsystem,usingsinglechipassemblylanguagesprogramming,realizetheferrypassengerstoanyfloor,anddisplaytheelevatorfloorsofthebuildinganddownlink.Usingsinglechipcomputercontrolofelevatorhaslowcost,versatility,flexibleandiseasytorealizethecomplexcontrol,etc.
Keywords:
Singlechipmicrocomputer、elevator、control
目录
第一章单片机概述 1
第一节单片机简介 1
第二节单片机的特点 2
第三节单片机的应用领域 3
第四节单片机的发展趋势 3
第五节单片机的主要生产厂家和机型 4
第二章硬件系统实现 6
第一节功能模块图 6
第二节AT89S51芯片 6
第三节显示模块 9
第四节复位开关模块 9
第五节振荡器电路模块 9
第六节程序下载模块 10
第七节设计电路及连线 11
第三章软件设计 12
第一节软件功能描述 12
第二节流程图设计 12
第三节程序设计 14
一、程序初始化 14
二、主程序调用 14
三、中断程序调用 15
第四章系统调试 18
第一节硬件调试 18
第二节软件调试 18
结束语 20
谢辞 21
参考文献 22
第一章单片机概述
单片机全称为单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer),又称为微控制器(MicrocontrollerUnit)或嵌入式控制器(EmbeddedController)。
它是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机,通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。
(如图1-1所示)。
随着技术的发展,单片机片内集成的功能越来越强大,并朝着SOC(SystemonChip)方向发展
图1-1单片机结构
单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点,在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。
第一节单片机简介
单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(I/O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCD或LED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个最小,然而完善的计算机系统。
这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。
由此来看,单片机有着微处理器所不具备的功能,它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能,这是单片机最大的特征。
然而单片机又不同于单板机,芯片在没有开发前,它只是具备功能极强的超大规模集成电路,如果赋予它特定的程序,它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统,它与单板机或个人电脑(PC机)有着本质的区别,单片机的应用属于芯片级应用,需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术,用这样特定的芯片设计应用程序,从而使该芯片具备特定的功能。
不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征,即它们的技术特征均不尽相同,硬件特征取决于单片机芯片的内部结构,用户要使用某种单片机,必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。
这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等,这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。
软件特征是指指令系统特性和开发支持环境,指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式,数据处理和逻辑处理方式,输入输出特性及对电源的要求等等。
开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性,支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。
要利用某型号单片机开发自己的应用系统,掌握其结构特征和技术特征是必须的。
单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统,可以软件控制来实现,并能够实现智能化,现在单片机控制范畴无所不在,例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等,单片机的应用领域越来越广泛。
诚然,单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益,更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。
是控制技术的一次革命,是一座重要的里程碑。
第二节单片机的特点
1、单片机集成度高。
单片机包括CPU、4KB容量的ROM(8031无)、128B容量的RAM、2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口。
2、系统结构简单,使用方便,实现模块化;
3、单片机可靠性高,可工作到10^6~10^7小时无故障;
4、处理功能强,速度快。
第三节单片机的应用领域
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:
(1)在智能仪器仪表上的应用:
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。
(2)在工业控制中的应用:
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。
(3)在家用电器中的应用:
可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。
(4)在计算机网络和通信领域中的应用:
现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
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