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编号：
CP-51-2021-004
设计简介：
本设计是基于单片机的八层电梯设计，主要实现以下功能：
①可实现通过内机按键和外机按键控制电梯到达楼层
②可实现通过一个四相步进电机控制电梯升降，另一个四相步进电机控制电梯开关门
③可实现通过HX711测量总重，超载报警
④可实现延时关门和提前关门
⑤实现通过数码管显示当前楼层，相应楼层指示灯亮
标签：51单片机、数码管、HX711、四相步进电机、蓝牙模块
题目扩展：基于51单片机的八层电梯设计、具有超载提醒的八层电梯设计、8层电梯
主机部分概述
中控部分概述
中控部分是电梯系统的核心，采用STC89C52单片机作为控制器。它的主要功能是接收来自输入部分的数据，包括电梯内的重力信息、键盘指令以及供电状态等，然后经过内部逻辑处理，根据这些信息发出相应的控制信号到输出部分。STC89C52单片机在这里起到了数据处理和决策制定的关键作用，确保电梯能够按照预定的逻辑和规则运行。
输入部分概述
输入部分主要由三个模块组成：
- 重力传感器：用于实时监测电梯内人员的重力，以防止电梯超载。当检测到超过设定重量时，会向中控部分发送超载信号。
- 3*4矩阵键盘：安装在电梯内部，用于乘客控制电梯的运行，如开关电梯门、选择目标楼层等。
- 供电电路：为整个电梯系统提供稳定的电力供应，确保所有模块能够正常工作。
输出部分概述
输出部分同样由多个模块组成，用于实现电梯的各种功能：
- 数码管显示模块：用于显示当前电梯所在的楼层信息，方便乘客了解电梯的运行状态。
- 继电器模块：模拟对讲状态，可能用于电梯内的紧急通讯系统。
- 步进电机：控制电梯门的开启和关闭，确保乘客能够安全进出电梯。
- 蓝牙通信模块：在主机和从机之间建立通信连接，实现数据的实时传输和指令的远程控制。
- LED指示灯：分别表示电梯的上行和下行状态，当电梯运行时，相应的指示灯会亮起。
- 蜂鸣器：在电梯超载或其他紧急情况下发出报警声，提醒乘客注意安全。
从机部分概述
从机是电梯系统中与主机协同工作的重要组成部分，其输入和输出部分设计如下：
输入部分：
- 4*4矩阵键盘：安装在电梯外部，每个楼层的上下按键都通过此键盘实现。乘客可以通过按下相应的按键来呼叫电梯，并指示电梯到达指定的楼层。
- 供电电路：为从机提供稳定的电力供应，确保键盘、LED指示灯等模块能够正常工作。
- 蓝牙通信模块：接收来自主机的指令和数据，实现与主机的实时通信。这有助于从机根据主机的控制信号来响应乘客的呼叫。
输出部分：
- 八个LED灯：分别对应八个楼层，当电梯到达某个楼层时，相应的LED灯会亮起。这为乘客提供了直观的楼层到达信息，方便他们及时上下电梯。
- 蓝牙通信模块（作为输出功能时）：将从机的状态信息（如楼层呼叫情况）反馈给主机，以便主机根据这些信息来调度电梯的运行。
综上所述，从机部分通过接收乘客的楼层呼叫指令，并将这些信息通过蓝牙通信模块传输给主机，同时根据主机的控制信号来点亮相应的LED灯，为乘客提供楼层到达信息。这样，从机与主机协同工作，共同实现了电梯系统的正常运行。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分蓝牙通信模块，第十部分是HX711称重模块，第十一部分是继电器，第十二部分是步进电机。下图5-1为焊接完整实物图：
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图5-1电路焊接总图
5.2 内外机检测实物测试
如图5-2所示，下图为上电后，此设分为外机内机俩块板子，上面为外机，下面为内机。两块板子靠蓝牙通信连接。外机右上一排LED灯从右到左是一楼指示灯到八楼指示灯。到哪一层，那一层的指示灯就亮起。按键模拟电梯按键。
图5-2内外机检测实物图
5.3 超重提示实物测试
如图5-3所示，我们现在一楼，一楼的指示灯亮起，当你先按下六楼，再按三楼，不会先去六楼再去三楼，我们采用了“冒泡排序法”。HX711称重模块模拟电梯超重，当超重时，蜂鸣器会滴的响。俩个步进电机分别为模拟开关电梯门和模拟升降电梯。
图5-3超重提示实物图
设计摘要：
本论文介绍了一个基于STC89C52单片机的8层电梯系统设计。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成，旨在实现电梯的控制、楼层显示和通信功能。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责获取输入数据、进行逻辑处理和控制输出模块。输入部分包括重力传感器、34矩阵键盘和供电电路，用于检测电梯内人员重量、乘客控制电梯操作以及为系统供电。输出部分包括数码管显示模块、继电器、步进电机、蓝牙通信模块、LED指示灯和蜂鸣器，用于显示楼层、模拟对讲、控制电梯门、通信、指示运行方向和进行超载警报。此外，论文还介绍了从机部分，其包括44矩阵键盘、供电电路、蓝牙通信模块和八个LED指示灯，用于模拟楼层按键、通信和楼层指示。本设计充分应用了单片机编程、电路设计和通信技术，实现了多功能电梯系统。通过重力传感器的应用，系统能够实时监测电梯内人员重量，有效防止电梯超载。3*4矩阵键盘使乘客能够方便地控制电梯，进行开门、关门和楼层选择。数码管、LED指示灯和步进电机的协同作用，实现了楼层的显示、电梯门的自动控制以及运行方向的指示。蓝牙通信模块为主从机通信提供了一种有效的方式，使得系统更具扩展性和智能化。综上所述，本论文设计的8层电梯系统充分满足了电梯的基本运行需求，同时还提供了一系列安全、便捷和智能化的功能。
关键词：单片机；数码管；步进电机；蓝牙通信模块
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5电机方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3数码管显示模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主机主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
4.5 从机主程序流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 内外机检测实物测试
5.3 超重提示实物测试
结 论
参考文献
致 谢
