基于RTX51 Tiny的電梯控制器設(shè)計(jì)

　　摘要：介紹了基于RTX51 Tiny實(shí)時(shí)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(jì)方案。關(guān)鍵詞：RTX51 Tiny;實(shí)時(shí)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(kāi)始電梯在一層處于等待狀態(tài)，當(dāng)用戶需要乘坐電梯時(shí)，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(hào)后，根據(jù)電梯調(diào)度算法，輸出控制信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)，控制電梯轎廂的運(yùn)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(kāi)關(guān)門信息，經(jīng)過(guò)電梯控制器的處理輸出控制信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)電梯的升降、平層和開(kāi)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(gè)單元：日歷時(shí)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(shí)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(yùn)行狀態(tài)等信息、電梯運(yùn)行方向，及電梯的日歷時(shí)鐘信息。

　　主控單元是電梯控制器的核心。它通過(guò)對(duì)外部請(qǐng)求信號(hào)和繼電器、傳感器的反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)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(hào)存儲(chǔ)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(kāi)關(guān)門、緊急停止和報(bào)警等。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　本電梯控制器的設(shè)計(jì)基于RTX51 Tiny實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。電梯在工作過(guò)程中共有8種狀態(tài)：等待、上升、下降、開(kāi)門、關(guān)門、停止、超載報(bào)警及故障報(bào)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(qǐng)求后就開(kāi)始運(yùn)行。電梯在報(bào)警狀態(tài)時(shí)，電梯不運(yùn)行，直至報(bào)警信號(hào)被清除。系統(tǒng)由請(qǐng)求信號(hào)啟動(dòng)，運(yùn)行中每檢測(cè)到一個(gè)到達(dá)樓層信號(hào)，就將信號(hào)存儲(chǔ)器的請(qǐng)求信號(hào)和樓層狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行比較，再參考原方向信號(hào)來(lái)判斷是否停止，轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)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(kāi)門/關(guān)門，面向用戶顯示提示信息(含樓層顯示、電梯運(yùn)行方向顯示及接受用戶請(qǐng)求顯示等)。根據(jù)電梯工作流程和硬件電路要實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)可將電梯控制器工作分為6個(gè)任務(wù)。

　　1. Task 0主要完成定時(shí)器和串口初始化，時(shí)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)。