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设计要求
- 电梯设置内外键，按下任一键，电梯控制系统响应；
- 电梯楼层和升降状态通过数码管、LED灯实时显示;
- 具有紧急停止和声光报警功能，保护乘客安危;
- 使用步进电机模拟电梯升降，顺时转动为升，逆时为降；
- 电梯无人时，默认停留在一楼；
系统概述
本系统以51单片机作为控制核心，实时读取电梯内外部操作按键，及时响应乘坐要求。数码管和LED指示灯，分别表示当前电梯所在楼层和升降状态；步进电机模拟电梯运行过程（电机顺时针转动为升，逆时针为降）。
同时，本系统具有电梯紧急停止和报警功能。电梯运行过程中，按下报警键，报警灯闪烁，蜂鸣器鸣叫，电梯停止运行。长按启动键后，解除报警，电梯恢复运行；
按下紧急停止按键，电梯急停，数码管显示当前急停楼层，上行灯和下行灯均熄灭，表明电梯处于不可用状态。
需要注意的是，启动键用于模拟电梯关门，在电梯内部按下要去的楼层后，再按下启动键，电梯才会开始运行。
整个系统构建如下所示：
仿真电路图
仿真分析
双击单片机，加载C程序文件夹里的elevator.hex，运行仿真，结果如下。电梯停靠在1楼，上行灯点亮，等待乘客乘坐；
假设4楼住户要到2楼，4楼住户在电梯外部按下“下”的按键后，电梯从1楼开始上升，上行灯点亮，步进电机顺时转动，数码管依次显示楼层；下图为电梯上升过程中，到达3楼位置；
到达4楼后，步进电机停止转动，数码管显示数字4，同时黄色下行灯点亮，表明电梯将开始下降；
4楼住户进入电梯，按下电梯内部按键2F后，再按下启动键（模拟电梯关门），电梯运行，步进电机逆时针转动；到达2楼后，如下所示；
报警与急停
在电梯运行的任何时刻，按下电梯内部报警按钮，红色LED报警灯点亮，蜂鸣器鸣叫，电梯停止在当前楼层，步进电机也停止转动；长按启动键，警报解除，电梯恢复运行；下图为电梯在2楼位置报警。
出现意外情况时，按下紧急停止按键后，电梯立即停止，数码管显示当前急停楼层，上行灯或下行灯都熄灭，表明电梯此时不可用，同时步进电机停转；此时只有重新运行系统才可解除急停；下图为电梯在3楼位置急停；
部分C代码
#include <REG52.H>
#include <INTRINS.H>
unsigned char ucMotorDrvPuls; //电机运转时初始值
unsigned char FORREV=1; //1表示上行，0表示下行
unsigned char STOPCUR=0;//1电梯停留在当前层，0不停留
unsigned char CURFLR=1; //当前所在楼层
unsigned char count=0; //累计到COUNT即表示运行过一层
#define UCTIMES 8 //设置电机转速
#define OUTPUT P2 //电机驱动信号口
#define COUNT 8 //电机每循环8次表示电梯经过一层楼
sbit UP1=P3^4;
sbit DOWN2=P3^3;
sbit UP2=P3^2;
sbit DOWN3=P3^1;
sbit UP3=P3^0;
sbit DOWN4=P1^7;
sbit FLOOR1=P1^0;
sbit FLOOR2=P1^1;
sbit FLOOR3=P1^2;
sbit FLOOR4=P1^3;
sbit START=P1^4;
sbit STOP=P1^5;
sbit ALARM=P1^6;
//报警位
sbit alarmBit=P0^4;
sbit upLight=P0^5;
sbit downLight=P0^6;
void time(unsigned int ucMs);//延时单位：ms
void outPress();//按下电梯外按钮
unsigned char inPress();//按下电梯内楼层按钮
unsigned char elevator();//到达某一层返回1，否则返回0
void storeUP(unsigned char);//存储当前所有上行请求
void storeDOWN(unsigned char);//存储当前所有下行请求
//延时函数
void time(unsigned int ucMs);
//初始化所有灯
void initLights(void);
//设置当前楼层
void setFloor(int floor);
//设置电梯向上运行灯
void setUpLight();
//设置电梯向下运行灯
void setDownLight();
//设置电梯停止运行灯
void setStopLight();
//设置电梯向上运行灯
void setAlarmLight();
//设置电梯报警灯和喇叭
void setAlarmLight();
//关闭电梯报警灯和喇叭
void offAlarmLight();
//报警开关
int alarmSwitch=1;
unsigned char UP_req[5]={0,0,0,0,0}; //上行请求
unsigned char DOWN_req[5]={0,0,0,0,0}; //下行请求
//电机定位
void position(void)
{
OUTPUT=0x01|(P2&0xf0);time(200);
OUTPUT=0x02|(P2&0xf0);time(200);
OUTPUT=0x04|(P2&0xf0);time(200);
OUTPUT=0x08|(P2&0xf0);time(200);
ucMotorDrvPuls=0x11;
OUTPUT=0x01|(P2&0xf0);
}
/****************************************/
/* 主函数 */
/****************************************/
void main(void)
{
time(100);
initLights();
position();//电机定位
ucMotorDrvPuls=0x11;
OUTPUT=0x00|(P2&0xf0);//电机停止
setFloor(CURFLR);
setUpLight();
time(100);
while(1)//主循环
{
outPress();//按下电梯外按钮
while(STOPCUR==1)//电梯在当前层，电梯不动，可以继续接受请求
{
outPress();
inPress();
}
if(inPress())//按下电梯内楼层按钮
{
while(START)//等待启动按键按下，电梯不动，可以继续接受请求
{
outPress();
inPress();
}
}
while(1)//电机运转循环
{
if(UP_req[1]==0&&UP_req[2]==0&&UP_req[3]==0&&
DOWN_req[2]==0&&DOWN_req[3]==0&&DOWN_req[4]==0)
{
break;//没有请求，跳出电机运转循环，电梯不动
}
if(FORREV)//上行
{
setUpLight();//上行灯亮
if(STOPCUR==1){break;}//
if(elevator())//往上到达某一层
{
if(CURFLR==4) {setDownLight();break;}//到达四楼
}
OUTPUT=(ucMotorDrvPuls&0x0f)|(P2&0xf0);
ucMotorDrvPuls=_crol_(ucMotorDrvPuls,1);
}
if(!FORREV)//下行
{
setDownLight();//下行灯亮
;
if(STOPCUR==1){break;}
if(elevator())//往下到达某一层
{
if(CURFLR==1) {setUpLight();break;}//到达一楼
}
OUTPUT=(ucMotorDrvPuls&0x0f)|(P2&0xf0);
ucMotorDrvPuls=_cror_(ucMotorDrvPuls,1);
}
outPress();//按下电梯外按钮
//if(inPress())//按下电梯内楼层按钮
//{
// while(START)//等待启动按键按下
//{
// outPress();
inPress();//电梯运行时，内部按钮按下，无需按启动按钮
// }
//}
time(380-UCTIMES*16);
}//end while-电机运转循环
OUTPUT=0x00|(P2&0xf0);//电机停止，有请求时按下启动按钮启动
}//end while-主循环
}
8层电梯控制系统设计
8层电梯仿真分析
按下电梯外部按键8F，模拟8层住户需要电梯，8F LED指示灯点亮，数码管从1到8依次显示，电梯上行箭头点亮；下图为电梯上行过程中。
电梯到达8楼后，上行箭头闪烁后熄灭，提示音哔两声，表示电梯到达8楼；
假设8楼住户要去5楼，按下电梯内部按键5F，5F LED指示灯点亮，数码管从8到5依次显示，模拟电梯下行，同时下行箭头点亮；下图为电梯下行过程中经过6楼；
电梯到达5楼后，5F LED指示灯熄灭，同样，下行箭头闪烁后熄灭，提示音哔两声，表示电梯到达5楼；
资源内容有
（1）四层电梯Proteus仿真文件；
（2）C程序；
（3）参考资料；
（4）系统框图；
（5）设计2：八层电梯控制；
资源截图
8层电梯设计资源
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