基于RTX51 Tiny的電梯控制器設(shè)計

　　摘要：介紹了基于RTX51 Tiny實時多任務(wù)操作系統(tǒng)的電梯控制器，描述了電梯控制器的構(gòu)成及其工作原理，給出了系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計方案。關(guān)鍵詞：RTX51 Tiny;實時多任務(wù)操作系統(tǒng);電梯控制器

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　電梯控制器的整體工作流程是：開始電梯在一層處于等待狀態(tài)，當(dāng)用戶需要乘坐電梯時，可按下電梯外部操作單元的呼叫按鈕。電梯控制器接收到呼叫信號后，根據(jù)電梯調(diào)度算法，輸出控制信號給步進(jìn)電機(jī)，控制電梯轎廂的運行。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯后，操作電梯內(nèi)的鍵盤輸入需要的樓層信息和開關(guān)門信息，經(jīng)過電梯控制器的處理輸出控制信號，控制步進(jìn)電機(jī)實現(xiàn)電梯的升降、平層和開關(guān)門等功能。此外，電梯控制器還應(yīng)有故障處理、狀態(tài)顯示等功能。

　　電梯控制器按功能可分為五個單元：日歷時鐘單元、步進(jìn)電機(jī)單元、電梯狀態(tài)顯示單元、電梯按鍵輸入單元、控制器主控單元。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　日歷時鐘單元用于信息的處理和獲取，并做出一些相應(yīng)的控制判斷。

　　電梯按鍵輸入單元包括電梯內(nèi)部的鍵盤及外部按鈕，內(nèi)部鍵盤用于服務(wù)電梯內(nèi)部的乘客，并接受電梯內(nèi)部乘客的各種指令，外部操作按鈕提供與電梯外用戶的交互，響應(yīng)電梯外部用戶的呼叫。

　　電梯狀態(tài)顯示單元主要用于給電梯內(nèi)外的用戶提供狀態(tài)信息，包括顯示當(dāng)前樓層及電梯運行狀態(tài)等信息、電梯運行方向，及電梯的日歷時鐘信息。

　　主控單元是電梯控制器的核心。它通過對外部請求信號和繼電器、傳感器的反饋信號進(jìn)行運算處理，輸出控制指令控制電梯系統(tǒng)工作狀態(tài)的流轉(zhuǎn)。

　　控制器主控單元主要由8051單片機(jī)處理器，A/D轉(zhuǎn)換電路，復(fù)位電路，信號存儲電路組成，其電路圖如圖3所示。

　　步進(jìn)電機(jī)單元控制電梯轎廂的升降、開關(guān)門、緊急停止和報警等。

　　軟件設(shè)計

　　本電梯控制器的設(shè)計基于RTX51 Tiny實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。電梯在工作過程中共有8種狀態(tài)：等待、上升、下降、開門、關(guān)門、停止、超載報警及故障報警狀態(tài)。初始狀態(tài)一般在下端站處于等待狀態(tài)，當(dāng)收到上升請求后就開始運行。電梯在報警狀態(tài)時，電梯不運行，直至報警信號被清除。系統(tǒng)由請求信號啟動，運行中每檢測到一個到達(dá)樓層信號，就將信號存儲器的請求信號和樓層狀態(tài)信號進(jìn)行比較，再參考原方向信號來判斷是否停止，轉(zhuǎn)向等動作。

　　系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)的功能包括：步進(jìn)電機(jī)單元根據(jù)主控單元的輸出指令控制曳引電機(jī)正傳、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，并控制電梯開門/關(guān)門，面向用戶顯示提示信息(含樓層顯示、電梯運行方向顯示及接受用戶請求顯示等)。根據(jù)電梯工作流程和硬件電路要實現(xiàn)的功能，對可將電梯控制器工作分為6個任務(wù)。

　　1. Task 0主要完成定時器和串口初始化，時鐘控制，創(chuàng)建其他任務(wù)，使其他任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)。