安徽省巢湖市第一人民醫(yī)院 趙向東

基于單片機的升降機控制模型研究

安徽省巢湖市第一人民醫(yī)院 趙向東

施工升降機是高層建筑施工中不可缺少的垂直運輸工具，它主要擔負著運送施工人員和施工設備及施工物料的任務。本文對施工升降機自動控制系統(tǒng)的原理及模塊進行介紹，并對控制系統(tǒng)的特色硬軟件部分作了進一步的分析。

施工升降機；單片機；編碼器；平層

升降機是高層建筑和煤礦立井中不可缺少的垂直運輸工具。它主要擔負著運送人員、設備及物料的任務。目前施工升降機自動化控制水平較低，多數(shù)仍采用手工操作。因此，我國現(xiàn)有建筑運輸控制系統(tǒng)急需更新、改造。本文采用單片機設計了一種新型的建筑升降機自動控制系統(tǒng)模型，是想把升降機技術朝著快、穩(wěn)、安全、人性化的方向發(fā)展。

1 組成及工作原理

(1)控制器模塊

控制器是中央調控器，它負責調控鍵盤模塊，電機及其驅動模塊，樓層顯示模塊，語音播放模塊，液晶顯示模塊，并要解決模塊之間的協(xié)同工作，信息傳遞的問題。因此，針對于此種情況，控制器的選擇采用AT89C51作為系統(tǒng)的控制器，AT89C51單片機運行速度中等，有4KB的程序存儲區(qū)，5個中斷源。

(2)步進電機及其驅動模塊

步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

步進電機的驅動電路L298內部包含4通道邏輯驅動電路，一般為15引腳。其中，1、15腳是輸出電流反饋引腳，在通常使用中這2個引腳也可以直接接地；4、9是電源接入端，為L298提供工作電源；6、11是控制引腳，高通低止；5、7、10、12是單片機控制信號的輸入端；2、3、13、14是L298的輸出端，為下級的電機提供驅動信號。L298作為驅動電路，一方面它要接受來自單片機的輸出信號(P0.4口—P0.7口)。另外， L298使能控制端ENA、ENB直接連接到高電平。單片機與L298之間應加光耦，用于隔離；另一方面它要給步進電機以輸入信號(OUT1口~OUT4口)，使單片機受控運轉，因此，L298成為連接步進電機和單片機的橋梁。

(3)控制鍵盤模塊

控制鍵盤模塊可以實現(xiàn)對升降機運行狀態(tài)的手動控制，此模塊將乘客當前的位置及要求及時準確地傳送給主單片機，是單片機進一步的控制指令產(chǎn)生的重要依據(jù)之一。

(4)紅外檢測模

紅外線遙控信號無線延伸器由”接收器”和”發(fā)射器”兩部分組成，這里所說的接收和發(fā)射，是相對于無線電波而言的。其主體由6個紅外對管及2個四輸入的與門組成，與門連接主單片機的外部中斷INT0。紅外對管檢測到樓層經(jīng)過時，產(chǎn)生一個下降沿;與門主要是完成對6個紅外對管發(fā)送信息的綜合，即只要有一個紅外對管被觸發(fā)，與門即會輸出一個下降沿觸發(fā)主單片機的外部中斷0，進而進入相應的中斷服務子程序，具體查詢出當前出發(fā)的紅外對管，亦即當前樓層數(shù)。

(5)樓層及鍵盤顯示模塊

樓層及鍵盤顯示模塊將當前樓層數(shù)及乘客最后一次的操作顯示在各自的LED上。其中當前樓層顯示LED連接在P3.5，P3.6，P3.7上;鍵盤顯示則由2個LED組成，分別顯示乘客的等梯位置和目的地(均已最后一個操作為顯示對象)，采用動態(tài)顯示。

(6)語音播放模塊

語音播放模塊主要由ISD1420語音錄放芯片組成，主要對升降機到位情況起到播報作用，主要采用單段錄放音模式。

(7)液晶顯示模塊

液晶顯示模塊主要用于以提醒乘客升降機運行狀態(tài)的功能部件，由液晶顯示器件與專用的集成電路組裝成，液晶模塊液晶?？煲許ED1520為主體。

(8)失控保護模塊

在升降機頂層上部按裝有電路開關，控制驅動電路通斷，當升降機的箱體超過最高層后，就撞動控制開關，升降機的電源被撞開而停止，保證乘客的安全。

2 硬件和軟件組成

本設計硬件部分采用偉福公司單片機E51/u芯片為主控芯片實現(xiàn)了本升降機模型所具有的功能。系統(tǒng)還配置可編程看門狗監(jiān)控E~2PROM-X25045，將預置值裝入EPROM中，確保系統(tǒng)在發(fā)生故障時能夠再次重新工作。LED顯示電路在降機上升、或下降時利用紅外檢測判斷當前計數(shù)值(樓層)，顯示當前樓層數(shù)與乘客的當前位置。升降機的上升和下降由電動機的正反轉帶動，上升、下降、調速、停車等都由控制信號操縱電機執(zhí)行。其他主要硬件部分包括：L298組成的驅動電路，ISD1420組成的語音電路，SED1520組成的液晶顯示電路，紅外對管組成的樓層檢測電路，LED組成的樓層顯示電路，緊急情況處理電路以及升降機超層保護電路等。

系統(tǒng)的軟件設計采用C51語言，對單片機進行編程實現(xiàn)各項功能。

3 結束語

本文從提高系統(tǒng)的綜合性能入手，在保持原有保護裝置和器件的基礎上，充分考慮了單片機技術在控制系統(tǒng)中的應用具有可靠性高、自動化水平強、控制準確、功能齊全、保護功能完善、操作簡單等特點。