基于单片机的电梯控制探讨

李吴达

【摘要】随着人口增多，社会用地面积的不断减少，楼房的建设层次越来越高，电梯的使用更加广泛，同时对电梯的控制也是越来越被看重，电梯的可维护性、安全性、稳定性、舒适性是电梯开发中最主要的关注点，对于电梯的控制，单片机是其最主要的控制器，本文简要介绍了电梯控制系统中单片机的工作原理，以及它的特点、应用，并且总结了单片机工作时，对各部分的控制，利用LED显示楼层的变化及其运行方向。

【关键词】单片机；电梯控制；工作原理

随着社会的进步，现代高新技术以及经济的快速发展，办公楼和住房都向着高层发展。电梯已经发展成高层商场、宾馆、住宅以及多层仓库等建筑不可或缺的运输工具。由于传统电梯采用了继电器引导逻辑控制运行线路的控制系统。它的缺点在于维护不方便、占用空间大、容易出故障、运行寿命短等等，从现代快速发展的角度出发，在建筑物规模不断扩大、楼层不断增高的背景下，电梯需要有更高要求的调速范围、调速精度等动态、静态特性，因此，它被新技术所取代。而单片机处理速度快、功能强大、价格低廉、体积小是合适的控制系统。而且单片机控制系统可以提高电梯的抗扰性，是既方便又有效的控制系统。

一.单片机的简介及其特点

单片机是一个集成在芯片上的完整的计算机系统。虽然它只是集成在一块小小的芯片上，但它却拥有一台完整的计算机正常工作所必需的大多数部件（例如：内、外部总线系统，内存，CPU；甚至，大多数还有外存）；并且，还集成了许多外围设备，比如：实时时钟、定时器、通讯接口等。甚至它可以将比较复杂的输出输入系统、图像、声音、网络等集成在一起，形成一块芯片。单片机的最小的系统，或者最小的应用系统，便是指利用最少的元件共同组成的单片机能够独立完成工作的系统。因此，单片机拥有微型处理器没有的功能，它可以独立的完成工业控制中所需要的智能化控制，但是，它跟单板机是不同的，在没有开发芯片以前，它仅仅是一个有很强功能的超大规模的集成电路，当我们赋予了它特定的程序之后，它就可以成为一个完整的、最小的微型计算机的控制系统，单片机的本质跟个人电脑或者单板机都是不同的。单片机的主要特征有以下几点：

1.采用的指令系统是面向控制的。为了满足控制的要求，单片机的逻辑的控制能力更强，尤其是位处理能力特别强。

2.单片机的RAM和ROM存储器的区分是很严格的。ROM是程序存储器，它只被用来存放固定常数、数据表格和程序。RAM是数据存储器，被用来存放用户的数据以及工作区。这种结构是因为单片机在控制系统中需要比较大的程序型存储空间，这样可以把已经成功被开发的程序固定在ROM之中，把少量的那些随机的数据随机存放在RAM之中。这种做法可以让容量较小的数据型存储器在单片机中以高速RAM形式存放，来使单片机达到加快执行速度的目的。但是，单片机的存储器RAM是用来作数据型存储器的，并不是用作高速缓冲的存储器。

3.单片机有很强的外部扩展能力。当其内部功能不能完成任务时，可以向外扩展（例如：扩展RAM，ROM，中断系统，计数器/定时器，I/O接口等等），给应用的系统带来很大的灵活性和方便。

4.单片机通常有多功能I/O引脚。因为其芯片上有限的引脚数目，利用复用引脚功能的方法，来达到解决需要的信号线跟实际引脚之间矛盾的目的。并且，可以通过机器的状态来区分或者通过指令来设置引脚的功能。

二、单片机的应用及其对电梯的控制及原理

单片机功能多，使用方便，工作灵活，使其应用比较广泛，例如：航空航天、医用设备、家用电器、仪表仪器、专用设备的过程控制以及智能化管理等等诸多领域，大致有几个范畴：

1.应用在工业控制方面：许多种类型的数据采集系统和控制系统均是由单片机构成。比如：电梯的智能化控制、和计算机互联网一起组成的二级控制系统、各种类型的报警系统等等。

2.应用在家用电器方面：单片机控制了几乎所有的现代家用电器，例如：洗衣机、空调机、电子秤量设备、彩电、电冰箱、电饭煲以及音响视频器材等等。

3.应用在医用设备领域方面：单片机广泛的应用在医用设备中，例如：各种分析仪、超声诊断设备、病床呼叫系统、监护仪以及医用呼吸机等等。

4.应用在通信领域和计算机网络中：单片机大都有通信接口，可以随时随地与计算机相连接，形成数据通信，为通信设备和计算机网络的方便应用提供很好的条件，而且，现在大多数通信设施均实现的智能化控制都是通过单片机实现的。例如：电话机、无线对讲机、列车的无线通信、小型程控的交换机等等。

5.应用在智能化的仪表仪器方面：单片机有功耗低、扩展灵活、使用方便、微型化、体积小和控制功能强等优点，通过单片机控制仪器仪表达到智能化、微型化、数字化的目的，并且，拥有比利用数字或者电子回路更强大的功能。例如：示波器，分析仪，功率计等等。

另外，单片机在金融，国防航天航空，教育、科研，工商等领域都应用十分广泛。

单片机对电梯的控制主要表现在启动、选层、停车、换速、平层等环节。在这个过程中先采集电梯外部控制的请求信号，再将采集的信息分类并储存、处理并判断，收集有效的控制信号进行向外输出，它的输出部分便是电梯的楼层显示、运行方向显示、门控电机以及拖动电梯的电机等外部设施，其中，选层是工作最复杂的。跟其他平常的电器控制相比较，单片机的控制系统不必利用“选层器”以及中间夹杂各种继电器控制选层电路。而且，单片机利用LED来随时显示楼层的高度以及电梯的动向，而控制三相电机反正转的单片机加接触器，可利用单片机内部的键盘控制电梯的升降运行也能利用光电耦合器感应电梯的位置。

结束语

单片机应用的重要意义远远不止其应用范畴或者因此产生的经济效益，更为重要的是单片机从根本上改变了电梯的控制方法，使其内部工作不再如此繁杂，维修不再如以前那般困难，是一次控制技术领域的革命，是电梯发展的重要里程碑。单片机的控制系统实用性强、操作简单、简便，完成了电梯的主要功能。并使电梯运行更加稳定更加舒适。

参考文献

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[2]申玉宏，刘丽，编.单片机在电梯自动控制中的应用分析[J].电子制作，2015，01.