李吳達(dá)

【摘要】隨著人口增多，社會(huì)用地面積的不斷減少，樓房的建設(shè)層次越來越高，電梯的使用更加廣泛，同時(shí)對(duì)電梯的控制也是越來越被看重，電梯的可維護(hù)性、安全性、穩(wěn)定性、舒適性是電梯開發(fā)中最主要的關(guān)注點(diǎn)，對(duì)于電梯的控制，單片機(jī)是其最主要的控制器，本文簡要介紹了電梯控制系統(tǒng)中單片機(jī)的工作原理，以及它的特點(diǎn)、應(yīng)用，并且總結(jié)了單片機(jī)工作時(shí)，對(duì)各部分的控制，利用LED顯示樓層的變化及其運(yùn)行方向。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；電梯控制；工作原理

隨著社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)代高新技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，辦公樓和住房都向著高層發(fā)展。電梯已經(jīng)發(fā)展成高層商場、賓館、住宅以及多層倉庫等建筑不可或缺的運(yùn)輸工具。由于傳統(tǒng)電梯采用了繼電器引導(dǎo)邏輯控制運(yùn)行線路的控制系統(tǒng)。它的缺點(diǎn)在于維護(hù)不方便、占用空間大、容易出故障、運(yùn)行壽命短等等，從現(xiàn)代快速發(fā)展的角度出發(fā)，在建筑物規(guī)模不斷擴(kuò)大、樓層不斷增高的背景下，電梯需要有更高要求的調(diào)速范圍、調(diào)速精度等動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性，因此，它被新技術(shù)所取代。而單片機(jī)處理速度快、功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉、體積小是合適的控制系統(tǒng)。而且單片機(jī)控制系統(tǒng)可以提高電梯的抗擾性，是既方便又有效的控制系統(tǒng)。

一.單片機(jī)的簡介及其特點(diǎn)

單片機(jī)是一個(gè)集成在芯片上的完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。雖然它只是集成在一塊小小的芯片上，但它卻擁有一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)正常工作所必需的大多數(shù)部件（例如：內(nèi)、外部總線系統(tǒng)，內(nèi)存，CPU；甚至，大多數(shù)還有外存）；并且，還集成了許多外圍設(shè)備，比如：實(shí)時(shí)時(shí)鐘、定時(shí)器、通訊接口等。甚至它可以將比較復(fù)雜的輸出輸入系統(tǒng)、圖像、聲音、網(wǎng)絡(luò)等集成在一起，形成一塊芯片。單片機(jī)的最小的系統(tǒng)，或者最小的應(yīng)用系統(tǒng)，便是指利用最少的元件共同組成的單片機(jī)能夠獨(dú)立完成工作的系統(tǒng)。因此，單片機(jī)擁有微型處理器沒有的功能，它可以獨(dú)立的完成工業(yè)控制中所需要的智能化控制，但是，它跟單板機(jī)是不同的，在沒有開發(fā)芯片以前，它僅僅是一個(gè)有很強(qiáng)功能的超大規(guī)模的集成電路，當(dāng)我們賦予了它特定的程序之后，它就可以成為一個(gè)完整的、最小的微型計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，單片機(jī)的本質(zhì)跟個(gè)人電腦或者單板機(jī)都是不同的。單片機(jī)的主要特征有以下幾點(diǎn)：

1.采用的指令系統(tǒng)是面向控制的。為了滿足控制的要求，單片機(jī)的邏輯的控制能力更強(qiáng)，尤其是位處理能力特別強(qiáng)。

2.單片機(jī)的RAM和ROM存儲(chǔ)器的區(qū)分是很嚴(yán)格的。ROM是程序存儲(chǔ)器，它只被用來存放固定常數(shù)、數(shù)據(jù)表格和程序。RAM是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，被用來存放用戶的數(shù)據(jù)以及工作區(qū)。這種結(jié)構(gòu)是因?yàn)閱纹瑱C(jī)在控制系統(tǒng)中需要比較大的程序型存儲(chǔ)空間，這樣可以把已經(jīng)成功被開發(fā)的程序固定在ROM之中，把少量的那些隨機(jī)的數(shù)據(jù)隨機(jī)存放在RAM之中。這種做法可以讓容量較小的數(shù)據(jù)型存儲(chǔ)器在單片機(jī)中以高速RAM形式存放，來使單片機(jī)達(dá)到加快執(zhí)行速度的目的。但是，單片機(jī)的存儲(chǔ)器RAM是用來作數(shù)據(jù)型存儲(chǔ)器的，并不是用作高速緩沖的存儲(chǔ)器。

3.單片機(jī)有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展能力。當(dāng)其內(nèi)部功能不能完成任務(wù)時(shí)，可以向外擴(kuò)展（例如：擴(kuò)展RAM，ROM，中斷系統(tǒng)，計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，I/O接口等等），給應(yīng)用的系統(tǒng)帶來很大的靈活性和方便。

4.單片機(jī)通常有多功能I/O引腳。因?yàn)槠湫酒嫌邢薜囊_數(shù)目，利用復(fù)用引腳功能的方法，來達(dá)到解決需要的信號(hào)線跟實(shí)際引腳之間矛盾的目的。并且，可以通過機(jī)器的狀態(tài)來區(qū)分或者通過指令來設(shè)置引腳的功能。

二、單片機(jī)的應(yīng)用及其對(duì)電梯的控制及原理

單片機(jī)功能多，使用方便，工作靈活，使其應(yīng)用比較廣泛，例如：航空航天、醫(yī)用設(shè)備、家用電器、儀表儀器、專用設(shè)備的過程控制以及智能化管理等等諸多領(lǐng)域，大致有幾個(gè)范疇：

1.應(yīng)用在工業(yè)控制方面：許多種類型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)均是由單片機(jī)構(gòu)成。比如：電梯的智能化控制、和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)一起組成的二級(jí)控制系統(tǒng)、各種類型的報(bào)警系統(tǒng)等等。

2.應(yīng)用在家用電器方面：單片機(jī)控制了幾乎所有的現(xiàn)代家用電器，例如：洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)、電子秤量設(shè)備、彩電、電冰箱、電飯煲以及音響視頻器材等等。

3.應(yīng)用在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域方面：單片機(jī)廣泛的應(yīng)用在醫(yī)用設(shè)備中，例如：各種分析儀、超聲診斷設(shè)備、病床呼叫系統(tǒng)、監(jiān)護(hù)儀以及醫(yī)用呼吸機(jī)等等。

4.應(yīng)用在通信領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中：單片機(jī)大都有通信接口，可以隨時(shí)隨地與計(jì)算機(jī)相連接，形成數(shù)據(jù)通信，為通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的方便應(yīng)用提供很好的條件，而且，現(xiàn)在大多數(shù)通信設(shè)施均實(shí)現(xiàn)的智能化控制都是通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的。例如：電話機(jī)、無線對(duì)講機(jī)、列車的無線通信、小型程控的交換機(jī)等等。

5.應(yīng)用在智能化的儀表儀器方面：單片機(jī)有功耗低、擴(kuò)展靈活、使用方便、微型化、體積小和控制功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通過單片機(jī)控制儀器儀表達(dá)到智能化、微型化、數(shù)字化的目的，并且，擁有比利用數(shù)字或者電子回路更強(qiáng)大的功能。例如：示波器，分析儀，功率計(jì)等等。

另外，單片機(jī)在金融，國防航天航空，教育、科研，工商等領(lǐng)域都應(yīng)用十分廣泛。

單片機(jī)對(duì)電梯的控制主要表現(xiàn)在啟動(dòng)、選層、停車、換速、平層等環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中先采集電梯外部控制的請(qǐng)求信號(hào)，再將采集的信息分類并儲(chǔ)存、處理并判斷，收集有效的控制信號(hào)進(jìn)行向外輸出，它的輸出部分便是電梯的樓層顯示、運(yùn)行方向顯示、門控電機(jī)以及拖動(dòng)電梯的電機(jī)等外部設(shè)施，其中，選層是工作最復(fù)雜的。跟其他平常的電器控制相比較，單片機(jī)的控制系統(tǒng)不必利用“選層器”以及中間夾雜各種繼電器控制選層電路。而且，單片機(jī)利用LED來隨時(shí)顯示樓層的高度以及電梯的動(dòng)向，而控制三相電機(jī)反正轉(zhuǎn)的單片機(jī)加接觸器，可利用單片機(jī)內(nèi)部的鍵盤控制電梯的升降運(yùn)行也能利用光電耦合器感應(yīng)電梯的位置。

結(jié)束語

單片機(jī)應(yīng)用的重要意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止其應(yīng)用范疇或者因此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，更為重要的是單片機(jī)從根本上改變了電梯的控制方法，使其內(nèi)部工作不再如此繁雜，維修不再如以前那般困難，是一次控制技術(shù)領(lǐng)域的革命，是電梯發(fā)展的重要里程碑。單片機(jī)的控制系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、簡便，完成了電梯的主要功能。并使電梯運(yùn)行更加穩(wěn)定更加舒適。

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