摘要：传统电梯控制系统大多采用继电器或可编程控制器的方式来实现各种功能，存在着成本高、事故发生率高、维修困难、功能匮乏、需要三相供电等缺点，在使用过程中带来了诸多不便。本设计以单片机为核心，控制整个电梯的运行，从根本上改变了传统电梯控制系统的设计思想和方法，提高了系统灵活性以及便利性，更加人性化。
关键词：电梯控制;单片机
引言
随着国家实力的提高，人们的住所、办公楼都已逐渐高层化，很多商家也需要将大型物品运到高层进行加工处理，因此电梯已经成为了日常生活中不可缺少的运载工具，其不仅节约了人力物力，提高工作效率，而且为人们的生活带来了巨大的便利，提高了生活品质。在高层建筑中发挥着不可或缺作用的电梯，在当今社会经济活动与生活中已经成为了一种重要运输工具。电梯控制系统现阶段主要包括继电器控制、可编程控制器控制、具有重量检测精度高、成本低、功能与显示多样等优势的单片机(微机)控制3种控制方式。
1系统总体方案设计
（1）主控芯片选择：采用STC89C52RC作为核心控制器，该处理器包含完整的控制电路，其识别对象精确到位。不仅可以对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理同时还可以进行逻辑运算，能基本处理较小信息的请求，同时能减少设计人员的程序编写。（2）楼层显示模块：采用常见的一位数码管显示模块。该模块使用简单，操作方便，价格实惠，能清晰显示数字，能很好达到本设计对处显示器的要求。（3）报警提示模块：采用蜂鸣器作为报警器，当有紧急情况发生时，可以按下报警按钮，触发报警信号。其硬件电路简单，软件控制IO输出高低电平即可。（4）电动机模块：采用步进电机作为系统模块，因为步进电机在定位上精度高。并且步进电机不需要数模转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移。与其他电机相比，步进电机除了传递信息外还能传递矩阵，同时步进电机在电梯的升降上也有较高的精确度。（5）按键选择模块：采用矩阵键盘作为输入设备，它由相同的行和列所组成的线路构成，在行与列的交叉点上设置一个按键，该矩阵键盘集成度高，使用简单，易于驱动，线路直观。
2控制功能需求分析
通过驱动电路控制，对四层箱式电梯进行仿真，从而实现电梯升降、响应楼层呼叫、显示电梯运行状态等功能。电梯状态由二极管显示，UP灯亮表示电梯在向上运行，DOWN灯亮表示电梯在向下运行。电梯呼叫按键采用3行按键矩阵开关，共10个键，其中4个按键是电梯内部的选择键，6个按键是各楼层外呼按键。到达相应楼层后，电梯延时开门，进入电梯后选择相应按键。电梯延时关门并进入运行状态。综合分析四层电梯的控制需求，主要有以下几个动作：（1）电梯自动响应电梯内、外请求；（2）电梯到达目的楼层会延时开门；（3）显示当前电梯所在楼层；（4）语音提示功能；（5）电梯初始状态停靠在第一层；（6）若电梯初始状态在1楼停靠，2楼的上行键被按下，显示栏会显示上和上到2楼的信息；（7）若电梯在4楼停靠，4楼的下行键被按下，电梯门开，然后延时关门执行请求，内部选择即将到达的楼层，电梯门关，显示栏则会显示下和经过的楼层。到达相应楼层后，在开门的同时，LED会被点亮。
3单片机在电梯控制中的应用
3.1电梯主程序
（1）当电梯正式运行时，系统进入初始化程序，显示器显示“电梯表示电梯处在二楼，等待乘客进入电梯；初始化程序结束后进入循环主程序中。（2）主程序主要包括：单片机判断当有乘客进入电梯后，选择去哪一层，根据判断情况来决定电梯运行，到达目标楼层后做相应的处理，如呼叫指示灯熄灭，控制电梯门开闭等，开关门有一定的延时来保证乘客走出/进入电梯。
当电梯在移动时，最小系统需要实时的扫描按钮，用来判断各楼层是否有请求，若检测到有按钮信息，表示正在有乘客呼叫，此时，在主控制系统中会有指示灯亮起显示器以及指示灯会实时显示当前电梯所在楼层和电梯是在移动还是在停止；当发生意外时，紧急处理程序。
3.2基于单片机AT89C52根据系统设定速度值的电机控
制电梯控制系统的电机控制模块单片机输出不同占空比的PWM，电机速度控制可以实现硬件平滑滤波后对运行速度的控制;确定电梯上下线或停止位置的电机运行方向的控制:一个引脚控制电梯设备继电器的接通状态的单片机，根据控制系统的输入信号进行逻辑分析，然后实现电机的升降。处理电梯到达地面时的电梯轿厢比率:可以在系统设计系统中使用反向电压控制，当电梯到达地面时，控制系统直接切断电源的电梯轿厢会引起地面错误，具有一定提高调平精度的实用性。
3.3主要模块设计
（1）按键电路：按键电路为4按键键盘矩阵，矩阵键盘的p1.0-p1.3是接STC89C52的RCP1.0-P1.3，用来检测是否有键盘按下，P1.4-P1.7是接STC89C52RC的P1.4-P1.7，用来换扫描信号。（2）显示电路：选择则共阴数码显示管来显示当前电梯所在的层数，将所有的LED灯的正极与STC89C52RC的P0.0-P0.6端口连接。通过单片机编程控制输出数字进行楼层的显示。（3）电机驱动电路：采用步进电机，利用其驱动模块来驱动步进电机运转，电机驱动模块与微型控制器的P3.0-P3.6端口连接[3]。（4）指示电路：指示电路由9个独立的LED灯组成，其中5个LED灯表示目的楼层指示、2个LED灯电梯运行状态指示，2个灯表示电梯门开关状态。当选择按下按键选择目的楼层后，对应的楼层指示灯亮起，当到达目的楼层后，指示灯熄灭。电梯运行状态由对应的指示灯来表示，当电梯向上运行时，UP灯点亮，表示电梯在向上运行，反之则在下运行，当按下开门按钮时OPEN灯点亮，当按下关门按钮时，Close灯点亮。（5）报警电路：电梯内设置了紧急报警按钮，在电梯运行过程中，由于某种原因导致了电梯的工作停止，电梯内的乘客可以按下紧急按钮，并发出报警信号，系统设计中采用有源蜂鸣器作为报警器，与STC89C52RC的P3.7的端口进行连接。（6）供电电路：采用LM7805降压、稳压芯片提供+5V电压，给单片机以及各部分电路供电。
结语
总之，系统设计完成后，连接电源进行调试。打开电梯电源，在电梯上升/下降队列的响应过程中，选择各层钥匙，相应的上升/下降指示灯正常显示，每个模块的功能都可以正常使用，基本实现了运行仿真，电梯运行即可完成。基于单片机的电梯控制系统AT89C52包括单片机系统、呼叫信号传输系统、电机控制模块等。系统利用模块设计思想进行了电梯各模块的硬件设计和软件设计，并对电梯进行了总体调试，具有方向优先、距离优先、完成设计指标的功能，得到了基于单片机的电梯控制系统。运行测试表明，基于单片机的电梯控制系统设计具有很多优点，如成本低、功能多样、灵活性强、精度高等，使系统可根据按键要求，合理地做出判断，高效、正确地完成载客任务，为电梯控制系统的优化提供了参考。
参考文献
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[2]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天出版社,2006.
[3]万长建,张莉.用单片机实现高层电梯运行自动控制[J].实验技术与管理,2007,24(5):73-77.
[4]孟红强，王君艳．无刷直流电机在电梯控制系统中应用的研究［J］．电工技术，2008(9)．