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1、本章以电梯控制器的设计和实现为例， 介绍80C51单片机应用系统硬件电路设 计和软件编程方法。 第8章 单片机应用系统设计实例 游 隆 造 待 垫 肥 抽 每 趾 彪 炊 涎 募 蜡 咒 桶 肆 政 雄 镶 煌 钓 叙 簧 孤 颂 隙 蛇 贴 蜜 窥 扒 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 n8.1 设 计 要 求 n8.2 总 体 方 案 n8.3 硬件电路设计 n8.4 软 件 设 计 n本章小结 幕 狡 钨 臀 懊 牲 焊 狼 甚 称 荐 褂 斟 腆 噬 理 乓 雷 米 旷 啊 伪 钙 提 巧 绑 堆 秘 彪 陇
2、 玉 沿 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 3、步进电动机正转表示电梯上行，步进电动机反转表示电梯 下行。启动按钮按下去表示电梯控制系统可以运行。紧急停 止按钮按下，电动机停止运动。 设 计 要 求 以8位微处理器/微控制器和步进电动机为核心设计四层的小 楼上电梯控制器。 1、人机接口:显示器、按键、喇叭、指示灯 2、中间层每层楼的电梯口都有上楼、下楼两个按钮，顶层只 有下楼按钮，底层只有上楼按钮。一个7段数码管显示器作为 电梯当前层的指示灯，两个发光二极管作为电梯运行方向指示 灯；进入电梯里边，按数字键选择想要去的
3、目的楼层，一个7 段数码管显示器作为电梯当前层的指示灯，两个发光二极管作 为电梯上行和下行指示灯。 4、报警按钮按下，启动蜂鸣器和闪烁红色报警灯。 要求： 挨 捂 研 美 美 霓 打 锑 坐 在 焙 咎 坦 惑 蛋 祭 落 躁 吃 晴 依 资 听 骑 鬼 汕 睬 炬 式 弊 岗 妇 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 总 体 方 案 电梯控制器组成可分为六个单元： 诸 铃 酗 咋 牟 拷 郸 揭 注 坏 烙 桑 差 裴 绰 氨 恫 概 筑 诣 柠 君 当 漫 蛮 斌 期 飞 肚 塔 挤 织 单 片 机 应 用 系 统
4、设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 图8.2 电梯控制器仿真电路 艳 醇 闯 求 榜 验 妻 刻 串 央 住 已 狡 皱 床 学 纵 媳 鉴 控 未 落 韵 颊 止 芭 伦 娘 腺 浙 柜 晤 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 硬件电路设计 菜 六 邀 阳 酷 霞 勒 屎 拟 毖 衡 勾 块 酵 奴 心 绞 炙 豢 收 皱 纠 坝 嗓 葬 模 直 泵 付 屁 擅 胶 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第
5、8 章 步进电机单元 弃 刀 轮 禾 洋 豆 哮 捧 迄 皑 守 絮 懒 伸 刺 涕 栽 脏 宽 姨 镣 闽 饺 鸡 馆 坤 粤 宵 捣 歇 仗 脚 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 电梯内部状态显示单元 杜 径 榜 喷 吃 刹 臭 掐 敝 仆 边 艺 硒 怒 足 柠 椽 旺 博 迸 脆 致 速 痈 祟 衬 泽 拘 彭 漏 寂 卫 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 电梯内部按键操作单元 氨 纺 著 撬 蜡 豌 货 弯 趟 山 碰 护 桨 搓
6、 摹 鸥 颠 猎 媳 揖 贡 磅 蔬 麻 凭 娱 嘱 犀 盈 膘 徐 掌 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 电梯外部按键 操作单元 上 勤 虏 找 抢 陈 阅 距 汤 勾 佃 坏 涌 受 掸 蒙 冠 罕 筹 济 柯 奋 讶 感 下 澄 清 候 嘎 铜 沤 啃 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 软 件 设 计 主程序模块 主程序可分为三大部分 外部按键扫描内部按键扫描电机运转 程序初始化后，便循环执行上述三个部分，外部按键一被扫 描到有按下时
7、，如果电梯不在当前层，则马上响应并运转， 否则仍然停在当前层。当内部按键按下时，需再次按下“启动 ”键，相当实际中的“关门”，此时电梯以内部按键按下的层为 目标层运行。在电机运转循环中，也增加了内外按键的扫描 ，以时电梯运行时能接受请求。 电梯控制器软件主要设计人机交互和步进电机驱动 电梯主程序流程图 贬 猖 第 争 虐 久 绦 野 不 掳 虱 备 头 婪 鳃 插 在 肌 鹏 揣 赢 溢 宁 希 志 堡 召 术 身 滚 封 甲 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 每到一层的状态控制 首先判断该层是否有当 前运行方向的请
8、求，若 有，则停留在此层，按 下启动键继续运行，若 没有任何请求或者请求 方向不同，则不停留 其状态控制流程图 篡 陋 佛 劝 放 阂 唤 丸 僚 痪 寓 辖 丈 炬 刹 页 泻 甚 赔 血 蓑 以 疆 壤 澄 蚂 愧 狮 询 剁 皿 琵 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 内部按键扫描 按顺序扫描每个按键，如果按键被按下，则保存其值， 若发现被按下的按键刚好是电梯当前所在的层，则电梯 保持不动，否则，若电梯当前为停止状态，则马上做运 行方向相应的调整并自动启动，若电梯当前为运行状态 ，则只保存请求 内部按键扫描流程
9、魔 挞 暑 规 挪 去 陡 朱 校 石 抬 响 日 材 农 深 襟 惫 临 斯 哄 旱 口 兆 仿 帐 该 菏 祸 廓 勿 匪 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 外部按键扫描 按顺序扫描每个按键， 如果按键被按下，则保 存其值，若发现被按下 的按键刚好是电梯当前 所在的层，则电梯保持 不动，否则，若电梯当 前为停止状态，则马上 做运行方向相应的调整 并自动启动，若电梯当 前为运行状态，则只保 存请求 外部按键扫描流程 悠 蛀 堑 撞 蔽 叛 仅 否 导 岂 顷 腊 蕾 功 呜 再 开 论 青 玲 丝 姿 尚 苯 扁
10、绽 舷 霜 祖 讫 左 朗 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 仿真运行 拌 象 业 恫 透 遍 怒 瑞 称 勿 端 绕 耳 裤 邹 决 凛 坍 松 绥 达 纱 歧 贿 砖 阮 厨 手 灯 迢 咽 甫 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 本 章 小 结 根据嵌入式应用系统要实现的功能要求，对系统功能细化 ，分成若干功能模块，画出系统功能框图，再对功能模块 进行硬件和软件功能实现的分配。 具体设计包括硬件设计和软件设计。 硬件设计主要是根据性能参
11、数要求对各功能模块所需要使 用的元器件进行选择和组合，其选择的基本原则就是市场上 可以购买到的性价比最高的通用元器件。必要时，须分别对 各个没有把握的部分进行搭试、功能检验和性能测试，从模 块到系统找到相对优化的方案，画出电路原理图。 硬件设计的关键一步就是利用印制板（PCB）计算机辅助 设计（CAD）软件对系统的元器件进行布局和布线，接着是 印制板加工、装配和硬件调试。 洞 蝶 样 啤 兑 趟 哆 芋 吭 腐 辑 日 半 刚 简 鹿 暗 续 毕 兑 浚 踏 渝 貉 撵 辱 半 绚 戎 芝 汀 嘶 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技
12、术 第 8 章 软件设计 软件设计贯穿整个系统的设计过程，主要包括任务分析、 资源分配、模块划分、流程设计和细化、编码调试等。软 件设计的工作量主要集中在程序调试，所以软件调试工具 就是关键。 基于Proteus电路设计、Keil C51程序设计以及两者联合 仿真调试的方法，建立起单片机应用系统硬件电路设计、 软件设计以及调试的全虚拟环境，使得全部的设计工作在 PC上就能完成，可显著提高单片机应用系统的设计开发效 率，降低开发风险，这对嵌入式系统设计是一个很好的思 路。 齐 袒 镐 镜 狡 育 凶 馈 上 覆 恫 屈 蓉 仔 坟 萌 澎 授 虞 咎 奏 愁 禄 摄 闷 鹿 伞 荒 风 塑 惋 辫 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章 单 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 第 8 章