用非接触检测方式。
ST278的参数如下:
我们把光电传感器固定在轿厢的底部,并在竖井的对应位置放置反光的薄板。这样当轿厢到达我们定义的位置时,将会有光被反射回来,这样光电传感器将会接收到,并将其转换为低电平,再由电路传至单片机中,从而控制轿厢的制动。
2.5 AD转换模块设计
芯片选择:本系统主要有二个AD转换模块,将传感器得到的信号转换为单片机可以处理的数字信号。本系统的AD转换我们选用的芯片为MAX191。MAX191是12位低功率的转换器,它的平均转换时间为7.5~8.125us,即采样速率可以达到120K左右,而我们以前常用的AD0809的平均转换时间只有90~115us,采样速率远小于MAX191。另MAX191除了具有上述优点外,它自身带有触发脉冲,和状态位,可以进行状态查询,这些都是ADC0809所没有的性能,故我们选择MAX191作为本实验用的AD转换器。
关于此AD的转换部分,我们仍采用查表法编著程序。转换波形如下:
2.6系统板(二)IO的分配 P0.0~P0.3 : 1~4层的上呼信号输入。 P0.4~P0.7 : 2~5层的下呼信号输入。 P1.0~P1.3 : 接数码显示管,用于楼层显示。 P2.0~P2.4 : 用于轿厢类的楼层选择信号输入。 P2.5 : 开门按钮。 P2.6 :关门按钮。 P2.7 : 接报警模块。 P1.4 : 开门到位信号。 P1.5 :关门到位信号。 P1.6 : 电梯停好信号输入。 P1.7 :接重力传感器。 P3.2 :光传感器信号输入。 P.3.0~P3.1 : 用于两机通信。
3. 软件设计
3.1整个系统程序设计思路(流程图)
3.2 电机控制部分 3.2.1轿厢运行部分:
我们知道,任何从静止开始的运动过程都要经过加速和减速的过程。故我们在程序的设计过程中把电机的运行过程分为加速、匀速和减速三个阶段。我们调节方波的频率大小来控制步进电机的转速,调节方波信号的个数来控制步进电机的转过的角度,达到控制轿厢移动高度。整个电机的运行过程大致如图3.1.1所示:
3.2.2平层部分
平层过程由A、B两个部分控制: A: 程序控制电机的步长 a) 自学习阶段:
1)让电机从楼顶到楼底,再从楼底到楼顶来回运动几个回合,查询出竖井的高度和上下边界,记录入TABLE,方便后面使用。
2)让电机再来回运行几个回合,通过光耦查询出每层楼的高度和光耦所在的位置,记录入TABLE。
b) 实际控制阶段:
在自学习阶段测试完整个竖井的高度和每层楼的高度后,将其数据记录入一个专用的表TABLE中。实际程序执行时,程序自动查阅TABLE,找出所要转动的长度,再计算出步进电机要转动的圈数,然后再经过电机的驱动对电机控制。
B: 光传感器接收到的信号经过处理后进行制动
我们在电梯内的轿厢底部装置单光束反射取样式光电传感器ST278,对平层进行控制,当轿厢到达后会有反射光使ST278的电平改变。其具体工作原理详见光传感器模块。
平层过程工作如图3.1.2所示:
3.3 显示及报警部分 3.3.1楼层显示
楼层显示部分命令由系统板一控制实现,由传感器的感应次数来对显示数字的变化进行控制。另外,此部分加了锁存器,对显示的楼层数据进行锁存,以保证电梯显示指定的楼层。
3.3.2电梯外部按键显示
由于此部分只要求每层只显示上下标志,所以我们采用一般的发光二级管。发光二级管电路简单,易于控制。此外,由于一楼和五楼只能分别上和下,故我们在一楼和五楼都只安装一个发光二级管。
3.3.3超重报警
当重力传感器检测到超重时,经系统处理后会发出一个持续的高电平,使图2.3.1中的多谐振荡器工作,最终驱动蜂鸣器工作。
3.3.4紧急报警
轿厢内设紧急报警按钮,当电梯突然发生故障使轿箱内的人被困时,可以通过按下紧急报警按钮,使紧急报警灯亮同时发出音响信号,由于这个部分要求电梯的任何运行状况下都要有效,为保险起见,我们将此作为一个独立的模块。具体电路见附图,控制过程如下: