3 硬件电路设计

电梯最低层是 1 楼，乘客在 1 楼只能上升不能下降，故在 1 楼应只有上升按键而无下降

按键；而电梯最顶层为 4 楼，乘客在 4 楼只能下降不能上升，故 4 楼只有下降键而无上升键； 电梯在 2、3 层既可上升又可下降，故应有上升、下降两个按键；在电梯里面则应设置 1~4 四个数字按键来选择目标楼层。由于时间等原因，本设计仅涉及电梯内部电路，不包含控制 台等外部电路，因此设计中在二、三楼仅有一个按键。根据需要，按键的一端接电阻，另一 端连接单片机芯片的 P1。0~P1。3 引脚，无论哪一个按键按下，都会有低电平信号送至 INT0 端， 从而引发外部中断 0 服务程序运行。根据设计任务要求，在电梯外设计上升或下降按键，在 电梯内设计各楼层选择按键组，这样就组成了按键组模块。

其次，需要实时的显示电梯所处的楼层，当电梯在上升或下降的时候需要通过发光二极 管来显示，因此，可分别设计楼层显示模块以及电梯状态指示灯模块。

最后，在电路设计报警模块中，当遇到错误的时候单片机会发出信号通过报警电路使蜂 鸣器响，产生报警的效果。文献综述

本课题是基于单片机的电梯控制系统，所用单片机芯片是 AT89C51。硬件电路分为：单 片机控制模块、位置指示灯模块、键盘输入模块、报警模块等。

3。1 各模块的器件选择

在对本设计总体设计方案了解的基础上，在本设计各模块已知的基础上，对应各模块所 要实现的功能以及各方面的因素，对各模块所需器件进行选择。

3。1。1 主控芯片选择

方案一：多片单片机共同控制，只将其中一片当成主控制器。根据设计需要选用4片 AT89C51单片机来实现该电梯的功能，每个单片机控制一层的控制系统，然后通过单片机与 单片机之间的互相交换信息来达到对电梯系统的控制这一目的。这种方案的控制系统的结构 比较简单且独立，因此比较容易维护，但是此方案的缺点是单片机之间的需要互相的交换信 息，这在目前是一个比较困难的地方，会使得控制系统缺乏稳定性。故不采用此方案。

方案二：采用CPLD 器件进行控制，统一管理整个系统的操作使用。设计者需要对此器 件有比较完整和系统的理解和较强的专业水皮，才能采用这种方案。实现起来比较困难且器 件较为昂贵，而且还需要单片机的配合才能实现系统的中电动机运行时间的控制，以及楼层 的显示等功能。所以决定不采用第二种方案[7]。

方案三：将一片单片机进行控制所有的按键、数码管显示等，并对以上所有信号进行处

理。此方案一般用于控制较为简单的系统。 综上分析，本次设计采用方案三。

3。1。2 键盘类型选择

在实际应用中，需要向系统输入数据来控制系统的工作状态，因此系统中需要设有按键 或是键盘。使用键盘更为灵活，并且对系统的控制更为方便。随着材料科学和电子技术的发 展，键盘的物理结构也在不断地变化发展。不同的结构的键盘，具有不同的特点，适用于不 同的场合[8]。

（1）机械式结构键盘 其工作原理与金属接触式开关相似，都是通过按键使触点接通或断开。交叉接触式键盘

用的比较多，它具有结实耐用的优点，但也有不防水、敲击比较费力的缺点，此种键盘经常 用在单片机应用系统中。

（2）电容式结构键盘 当按键按下时，极距发生变化，使得电容量也发生变化，当参数设计适合时，按键时则