摘要：本系統使用STC12C5A60S單片機為核心的部件，通過對用戶按鍵信息的檢測和處理、按預定的運行規則和程序、發出控制信號對電機進行調節，從而控制電梯的起停速度、升降和運行時間。通過由LM393的電壓比較器和H92B4構成的測速傳感器檢測電梯的速度、識別所在的樓層、系統將接收的信號進行處理，通過OLED顯示屏。該控制系統還實現了緊急按鍵的功能，整個系統實現了電梯的基本控制功能。1總體方案的設計1.1系統板的設計
本系統的系統板主要就是單片機STC12C5A60S2組成，整合了JQ6500芯片的語音模塊、OLED顯示模塊、獨立按鍵模塊。 STC12C5A60S2是STC生產的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換，針對電機控制，強干擾場。
1.2動力的選擇本設計選用了直流電機和和驅動器L298N，直流電機具有良好的起動、制動、調速性能，已廣泛用于工業，航天領域等各方面。最常用的直流調速技術是PWM，它具有調節精度高、調節范圍寬和耗能低的特點。L298N是一種高電壓、大電流的電機驅動芯片；該芯片采用15腳封裝內含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅動器可以驅動直流電機和步進電機。 2硬件電路的設計2.1單片機最小系統板的設計采用了STC12C5A60S單片機控制系統，單片機最小系統如圖 供電電路：20引腳接地、31引腳接電源vcc、完成了單片機的供電。 復位電路:由10k的電阻R2和100NF的電容c2組成。 時鐘電路：時鐘電路是由兩個100NF的電容C3、C5和晶振X1構成。 撥動開關:通過撥動開關柄使電路接通或斷開，達到切換電路的目的。 2.2電機驅動模塊的設計電機驅動模塊由型號為L298N的電機驅動芯片、光電隔離部分、供電設備、c續流二極管和控制接口組成，如圖所示。 主芯片部分：L298N是一種高電壓，大電流的電機驅動芯片，該芯片采用15腳封裝內含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅動器，可以驅動直流電機和步進電機，采用標準邏輯電平信號控制，具有兩個使能控制端，不受輸入信號影響下使每部邏輯電路部分在低電平下工作，。內部包含4個通道邏輯驅動電路，可以方便驅動兩個直流電機，OUT1,OUT2和OUT3，OUT4之間分別接電機，ENA，ENB接控制使能端控制電機的停轉。 光電隔離：TLP521-4是可控制光耦和器件用于電路之間的信號的傳輸，使前端和負載完全隔離，目的在于增強安全性，保護因電機啟動停止瞬間產生的尖峰脈沖對主控制器的影響。R3-R10為上拉電阻。 1，光耦的輸入端是一個發光二極管，加電阻是為了限制電流；不加電流容易燒壞。 2，光耦的輸出端是有光敏三極管構成的反相放大器，當無信號輸入時，發光二極管截至，無電流流過不發光，故光敏三極管因無光照也截至，集電極電流Icc=0，輸出U=Vcc-Ic*R；所以U=Vcc輸出為高電平。當有輸入信號時，二極管因有電流而發光，光敏三極管因光照而飽和導通R上的電壓為Vcc，集電極對地電壓為0，輸出為低電平。 續流二極管部分：使用續流二極管IN4007 D1—D8。電機接口沒有正負之分，如果發現電機轉向不對將兩線調整即可。 
2.3按鍵模塊的設計本設計中所需按鍵數量比較少，使用獨立式鍵盤完全能夠很好的滿足要求，同時獨立式鍵盤較容易編程使用也較為簡單。 按鍵控制系統有S2~S7六個按鍵組成表示為目標樓層第一層到第五層和在電梯出現故障時使用的緊急按鍵。當任何一個按鍵按下時，與之相連的輸入數據線被清0，平時該線為1，用單片機的位處理判斷按鍵是否按下。 2.4測速傳感器模塊 1，測速模塊使用了LM393電壓比較器，PNP三極管，和型號為H92B4傳感器構成能夠檢測電梯的速度。 2，H92B4是直射式紅外光電傳感器，特點是：易安裝；可靠性高；響應速度快；槽寬4mm。它由發光源和受光器兩部分組成，發光源為二極管，受光器為光敏三極管，當發光源和受光器之間存在光線阻擋時，輸出端由高電平變為低電平，恢復光通路變為高電平，形成高低電平脈沖，對脈沖計數記錄速度。 3，PNP的三極管起到電流的放大作用。 4，LM393的雙電壓比較器，將同相輸入端INB+與反向輸入端INB-的電壓進行比較，OUT輸出相應的電平。 2.5顯示與語音模塊的設計顯示模塊使用的IIC協議的OLED顯示屏，顯示屏與單片機的IIC接口相連，顯示電梯的速度；所在樓層以及電梯的上升或下降。 在語音部分采用的芯片是JQ6500，它是一種提供串口的MP3芯片，完美的結合了MP3，WMVde硬解碼，無需繁瑣的低層操作，使用方便相對穩定可靠，可以通過簡單的串口完成指定的操作。 它由AD按鍵模式的串口模式，主要是用的是它RXD數據輸入端和RTXD數據輸出端可以通過單片機串口進行控制；起到報層的作用。
結論：本次電子設計有較強的綜合性，不僅要求設計者能熟練使用單片機，熟練編寫程序，還要求對單片機的電路連接結構，對芯片有明確清晰的了解與認識，否則在設計的第一步就會遇到障礙。經過多天的努力，系統完成了一些要求，系統設計功能不完全，有待改進。
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2019-5-9 11:59 上傳
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