毕业设计(论文)电梯楼层显示器的设计.doc
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1、前言目前电梯的生产情况和使用数量成为一个国家现代化程度的标志之一。电梯是机电一体的高层建筑的复杂运输设备。它涉及机械工程、电子技术、电力电子技术、电机与拖动理论、自动控制理论等多个科学领域。电梯楼层显示器用于给出每一楼层的呼叫请求信息,并显示电梯当前运行情况。乘客可以通过显示器、按键等了解到电梯运行的大量信息。同时随着安全防护要求的不断提高,电梯监控也开始被提上日程,电梯楼层显示器作为电梯监控系统的一个主要控制设备,发挥着重要作用。它将电梯的上下运行楼层及电梯标号等叠加在电梯摄像机的视频图像上。因此,保安人员能准确地获知出人大楼的人员所在楼层,以便及时处理各种情况。当大楼发生案件时,根据历史记
2、录图像能够很好地分析进出人员的活动情况,以帮助破案。电梯楼层显示将在小区高层电梯及智能大楼电梯内获得广泛的应用。本文设计的楼层显示器具有以下特点: 采用红外线传感器识别楼层,防止电梯内电磁干扰,有更好的可靠性; 系统掉电后视频输人与视频输出直通,保证视频连续输出; 没有视频输人时也能显示楼层相关信息,并会给出提示; 能够显示1999楼层数,并可随意更改楼层显示表,方便一些有夹层或者有漏层的大厦安装; 楼层显示数可附加字符,方便一些特殊楼层显; 字符镶边,无论背景亮暗均可清晰显示; 字符可全屏移动,大小可调,适用于分割器和硬盘录像机; 无需接监视器,在安装现场即可独立调试系统状态,安装极为方便:
3、支持新电梯监控系统安装和旧电梯监控系统进行改造; 可以设置112个字符的电梯名称; 自带国标一、二级汉字库。第一章 电梯楼层显示器的总体方案电梯楼层显示器采用双AT89S52单片机作为主要控制芯片,与MB90092、LM1881、AM29F080B、AT24C64等芯片共同构成电梯楼层显示器的核心器件。此系统从功能上可分为上位机、下位机。上位机主要作用是运行视频叠加功能,根据控制面板输人控制指令把相应的字符信息叠加到视频输人信号上,并对视频输人信号具有监控和报警功能;下位机是一个单片机系统,将控制面板的输人信息传到上位机,并用LED显示相应的控制状态。上、下位机通过RS232实现通信。本系统可
4、以分为控制面板设置和楼梯显示两大功能:控制面板设置。开机后,操作人员通过设置控制面板,把相应的楼层信息及功能代码发送到上位机,并且上位机加以保存,以防止掉电丢失。 楼梯显示功能。显示单元是乘客与电梯之间人机交流的部分,它的作用是电梯门区等待电梯的乘客能够及时的了解电梯当前所在运行楼层,电梯当前运行方向以及当前本楼层的呼叫情况。本系统采用两个8段发光LED作为楼层显示器,采用两个带有上下箭头LED作为电梯上下运行的方向显示器,呼梯控制器通过与主控进行通信,获取当前电梯情况并显示出来。系统的总框图如图1所示。第二章 硬件设计2.1下位机硬件设计 位机硬件以AT89S52单片机为核心,外接键显电路、
5、指示灯电路、电梯升降信号检测电路。硬件连接如图2所示。 键显电路 包括按键灯、楼层、方向箭头和检修灯的显示。传统的电梯都是用七段码来显示方向箭头和楼层数,本系统采用57的LED点阵显示屏来显示,并且可以让箭头和楼层数在电梯运行的时候进行滚动显示。PIC通过TX口发送4个8位串行信号,发送顺序依次为箭头方向,十位楼层,个位楼层和行选中。将上一个串行转并行器件74HC164的并行输出端Q7与下一个74HC164的串行输入端A相连,构成4个74HC164的级连,最先发送的箭头方向信号就被传送到最后一个74HC164上,后3个74HC164的输出端Q0Q6分别连接3个点阵的列地址A1A7,第一个74H
6、C164的 Q0Q4通过单向驱动器件MC1413连接3个点阵的行地址B1B5。点阵采用扫描的方式,软件中每隔1ms输出一行,因此5行只需要5ms的时间, 人眼不会感到闪烁;列信号每隔50ms移一位,因此可以产生箭头和楼层数的滚动效果。当电梯出现故障时,单片机通过I/O口输出高电平来点亮检修灯。点阵显示原理图如图1所示。图1LED点阵显示屏硬件原理图指示灯电路该部分由l2个发光二级管组成,通过译码器74LS154控制。不同的按键按下后,对应的发光二级管点亮,指示进入相应功能的设置状态。 电梯升降信号检测电路该部分采用红外线传感器识别楼层升降,上升与下降信号分别与定时器中断0与定时器中断1相连接。
7、当电梯每通过一层时障碍物对传感器产生遮挡,此时传感器产生相应脉冲并输入单片机。由于传感器采用红外线,可以防止电梯内电磁干扰,从而具有更好的可靠性。2.2上位机硬件设计 上位机硬件由OSD字符叠加电路、微处理电路、频输入输出电路、行场同步分离电路、视频传输线路检测电路等构成,结构如图3所示。2.2.1 OSD字符叠加电路OSD字符叠加电路的原理。主要由字符叠加芯片MB90092和字库存储芯片AM29F080B构成,作用是完成输入视频信号和内部字符的叠加工作。字符数据在叠加显示之前,统一存储在字库存储芯片中,只有当字符被显示的时候才能被提取。MB90092的内部结构主要由串行输入控制电路、NTSC
8、PAL信号发生器电路、显示存储器控制电路、显示存储器VRAM、字库读操作控制电路、输出控制电路、视频信号合成器及模拟开关组成。 OSD字符叠加控制电路。OSD字符叠加电路的核心控制,就是对MB90092的控制。MB90092只有CS、SCLK、SIN三条通信线与AT89S52进行通信。由于AT89S52本身没有串行外设接口,因此,在硬件设计中,AT89S52通过IO线P、P5、P6与MB90092通信,其中P4与MB90092的数据线SIN相连,作为数据输入输出;P与SCLK相连,作为串行时钟;P与CS相连作为片选信号。而在软件设计中,利用89S52的普通IO口模拟串行通信,利用软件实现模拟S
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