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控制器局域网总线的电梯主控系统的设计实现开题报告
文章来源:www.biyezuopin.vip   发布者:毕业作品网站  

北京联合大学毕业设计(论文)开题报告

题目         控制器局域网总线的电梯主控系统的设计实现              

专业:         通信工程              指导教师:    段丽         

学院:         信息学院              学号:  2008080304339      

班级:       200808030401A           姓名:      李杨           

一、课题任务与目的

    设计一套控制器局域网总线的电梯主控系统,要求接收处理电梯各种状态,并做出相应动作,控制电梯总体运行,电梯驱动控制(如:门机开关,)接收控制器发送楼层指示信号,对电梯参数设置、监控。具备电梯必备的数码显示、上下按键。通过小型的电机带动模型模拟电梯的真实运作。并设计编写相关的电梯控制算法,以实现电梯正常的工作。

    总体任务:

完成系统整体方案的设计,包括各个功能模块的实现方法的设计;

完成电路原理图的设计,以及PCB电路板的绘制;

完成各个电路模块的驱动函数的编写;

完成控制算法的编写,以及主程序的设计。

二、调研资料情况

 现代社会中,电梯已经成为不可缺少的运输设备。电梯的存在使得每幢高层建筑的交通更为便利。电梯控制系技术的发展主要经历了三个阶段:继电器控制阶段、微机控制阶段、现场总线控制阶段。

现有国内的电梯控制系统大多采用PLC作为电梯的控制核心,对每层楼进行点对点的控制,进一步加大了电梯控制工作的复杂性。单片机为核心的分布式智能电梯控制系统主控器,可以有效地提高系统的可靠性、实时性和软件编程的灵活性。主控制器是整个电梯的核心,不但要保证整个系统的稳定运行,而且要在极短的时间内对系统所有的任务进行响应。

CAN总线是BOSCH公司在现代汽技术中首先推出的一种多主机局域网,它具有极高的可靠性,独特灵活的设计和低廉的价格,现在广泛应用于工业现场控制、智能大厦、交通工具、信号检测、环境控制领域。与其他的几种现场总线相比而言,CAN总线是最易实现,价格最为低廉的一种。目前电梯井道系统中,主要采用并行通信,上行和下行的电缆很多,安装和调试也比较麻烦,而采用CAN总线比通常的并行通信大大节省了电缆数量,给电梯安装,调试和维护都带来了极大地方便。

单片机系统设计可以分为如下五大方面。

1单片机能够运行的最小系统,包括振荡电路、复位电路以及电源电路。

(2)单片机I/O口的使用方法和定时器、中断系统的使用。   

(3)单片机的通信接口,单片机的通信在单片机设计中是经常遇到的功能,所以必须注意目前单片机系统常用的各种通信接口和协议。   

(4)单片机的系统扩展,系统扩展通常可以分为程序存储器的扩展、数据存储器的扩展以及单片机I/O口的扩展三部分。   

(5)信号转换接口,主要是A/D、D/A转换以及PWM的实现。这是单片机信号处理中经常遇到的问题。    

AT89C51单片机简介   

它的主要特性是:

A)    片内含有32 KB的Flash程序存储器,擦写周期为1000次;

B)    片内数据存储器内含512字节的RAM;

C)    具有可编程32线I/O口(P0,P1,P2和P3口);

D)    具有3个可编程定时器T0,T1和T2;

E)    中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2级中断优先权的中断结构;

F)    具有一个全双工UART串行口;

G)    低功耗工作方式为空闲模式和掉电模式;

H)    具有双数据指针DPTR0和DPTR1;

I)    具有3级程序锁定位;

J)    具有硬件看门狗定时器WDT;

K)    AT89C51工作电源为4.0~5.5V(AT89LV51为2.7~5.5V);

L)    AT89C51最高工作频率为33MHZ(AT89LV51为12MHZ);

M)    具有断电标志POF.

CAN控制器SJA1000芯片简介

     SJA1000是CAN总线控制器,是PHILIPS公司的82C200控制器的替代品,实现了CAN的物理层和数据链路层的大部分,用户只需对SJA1000进行初始化和对CAN总线上的数据进行收发即可,使用起来更加方便快捷。其具有BASICAN和PELICAN两种工作模式,本系统工作在PELICAN模式,它支持CAN2.0协议规定的所有功能,能接受和发送帧报文,增强错误处理能力,在确认报文正确后予以应答,可完成CAN总线协议的物理层和数据链路层的所有功能,可向所有节点广播信息,也支持多主从节点相互通信。

CAN收发器82C250简介

     PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线之间的接口,该器件对总线提供差动发送能力并对CAN控制器提供差动接收能力。这是全世界使用最广泛的CAN收发器。

82C250收发器的主要特点如下:

●完全符合“ISO11898标准;

●高速(可达 1Mbit/s

●可挂110个节点;

●低电流待机模式;

●未供电的节点不会干扰总线;

●斜率控制以降低射频干扰(RFI

●差动接收器具有宽共模范围,有很强的抗电磁干扰(EMI的能力。

三、初步设计方法与实施方案

各模块任务

硬件设计:

主控电路:局域网总线控制器sjal000为主控芯片 can收发器82c250芯片

电机驱动电路:选用可方便启停和控制的步进电机作为电梯的驱动电机,使用其配套的控制盒作为控制器和驱动器,通过电机的正反转带动模型电梯的升降。

楼层检测电路:通过布置在各楼层的接近开关(当有物体接近时,输出电平会变化)检测电梯当前所在楼层。

显示电路:用数码管在各层实时显示当前电梯所在楼层信息。

上下按键电路:各楼层的按键(分为上下)用来模拟真实乘客呼叫电梯的情形。

蜂鸣器电路:当电梯停靠的时候,通过楼层安装的蜂鸣器发声模拟电梯门开启关闭等一系列动作。

系统的结构设计框图

本系统使用AT89C51、DPLD和SJA1000设计的电梯主控制器系统,系统具体功能如下:

● 接收、处理电梯的各种状态,并作出相应的动作,控制电梯的总体运行。

● 实施对电梯驱动部分的控制,包括抱闸的松放,门机的开关,变频器的低,中,高速的给出等控制。

● 接收轿厢控制器送来的内选信号,执行内选外乎指令。

● 向轿厢控制器、呼梯控制器发送楼层指示信号。

● 能对电梯参数设置、监控。

主控制器不仅要完成复杂的逻辑控制,还要实现数据通信、数据处理、安全监测及实时响应的功能。据此,本系统采用双单片机和CPLD的控制策略。其中一个单片机用来完成数据的实时处理、运算和响应、输入/输出信号的处理、电源监控及数据的非易失性保存;另一个单片机完成与控制系统中其他微处理器之间的CAN局域网数据通信;双CPU保证了系统的实时性。CPLD是应用很广泛的专用集成电路,具有集成度高、工作速度快和在线编程方便等特性,在系统中用于实现可编程I/O口的扩展、片内时序逻辑电路和组合逻辑电路设计、输入缓冲、输出驱动及产生其它器件的片选信号;CPLD通过片内可编程数据交换逻辑模块发送输入端口状态信息到单片机,接收单片机发出的控制信息,对于系统中部分输入、输出逻辑关系直接在CPLD中由可编程逻辑处理模块完成。

软件部分:

主控制器的主程序流程序图如下:

以上的软件部分均通过protues软件进行仿真

四、预期结果

仿真出电梯自动控制的每个过程,并且试着综和在一起

    、进度计划

毕业设计进度计划表

时间

完成任务

第一周

整理相关资料并熟悉开发环境及工具

第二周

需求分析完成系统综合需求描述

第三周

完成系统总体设计

第四周

完成系统详细设计

第五周

各功能模块的详细设计

第六周

各功能模块的详细设计

第七周

各功能模块的详细设计

第八周

各功能模块的程序编写

第九周

各功能模块的测试及调试工作

第十周

各功能模块的测试及调试工作

第十一周

系统的测试及调试工作

第十二周

系统的测试及调试工作

第十三周

撰写毕业论文

第十四周

撰写毕业论文

第十五周

准备答辩内容

第十六周

答辩

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