目 录
一、 引言 1
（一） 智能扶梯控制系统的发展背景 1
（二） 智能扶梯控制系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要设计内容 1
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控单片机芯片的选择 3
（二） AT89C51单片机芯片介绍 3
（三） 步进电机简介 5
（四） 步进电机使用方法 5
（五） 热释电红外传感器概述 7
（六） LCD1602液晶概述 8
三、 硬件系统设计 10
（一） 课题方案设计 10
（二） 51单片机最小系统电路设计 10
（三） 热释电红外传感器电路设计 12
（四） 步进电机及其驱动电路设计 13
（五） LCD1602液晶显示器电路设计 13
四、 软件系统设计 14
（一） 软件系统流程图设计 14
（二） 步进电机工作流程图设计 15
（三） HC-SR501热释电红外传感器工作流程设计 16
（四） LCD1602显示流程设计 17
五、 系统仿真 19
总结 23
致谢 24
参考文献 25
附录一 原理图 26
附录二 PCB图 27
附录三 元件列表 28
附录四 程序 29
引言
随着经济的不断发展，高楼大厦也一幢幢的建起。当然，许多行业也随之兴起，包括电子行业。在这些商业、工业、办公大楼里，电子系统无处不在。有酒店管理系统、物业管理系统、一卡通系统、楼宇智能化管理系统等等。而我，要研究的就是楼宇智能化管理系统，当然，楼宇智能化管理也运用到电子的许多方面，我具体要写的就是商业大楼中智能扶梯。
智能扶梯控制系统的发展背景
所谓智能扶梯控制系统，主要是指能够通过主控核心对扶梯进行监控从而实时改变扶梯运行方式的自动控制系统。智能扶梯控制系统主要依赖于微处理器对传感器的信号处理以及步进电机驱动来实现，在单片机技术还没有成熟之前，大多数扶梯控
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统等等。而我，要研究的就是楼宇智能化管理系统，当然，楼宇智能化管理也运用到电子的许多方面，我具体要写的就是商业大楼中智能扶梯。
智能扶梯控制系统的发展背景
所谓智能扶梯控制系统，主要是指能够通过主控核心对扶梯进行监控从而实时改变扶梯运行方式的自动控制系统。智能扶梯控制系统主要依赖于微处理器对传感器的信号处理以及步进电机驱动来实现，在单片机技术还没有成熟之前，大多数扶梯控制系统采用人工控制继电器的形式来控制，这种控制系统不能根据现场的状况而实时改变系统参数，因此扶梯一直以同一个速度转动，在没有乘客时也在快速运转，这样系统整体的功耗非常高。在单片机等微处理器以及半导体技术迅速发展之后，技术人员将步进电机电机和单片机结合在一起，催生出了步进电机的自动控制系统，通过代码流程的精准控制，步进电机能够实现准确的定位、转速和转向。自动扶梯控制系统的实现还要依赖于传感器技术，在这种系统中主要用到的传感器是人体红外信号采集模块，用来监控扶梯上是否有乘客，这样就形成了智能扶梯闭环控制系统，既有输出信号，又有反馈信号，从而扶梯在有无乘客时能够以不同的方式运行，将系统的功耗降到最低。
智能扶梯控制系统的国内外发展现状
目前国际上对于智能扶梯的研究和开发正处于如火如荼的状态，各种新型的智能正在不断地投入到生产和人们的家居生活中，目前国外最著名并且技术最为成熟的当属美国的最新型智能扶梯控制系统，改型扶梯目前已经在欧美国家成为一种标准协议，它主要的功能是通过一条通信协议能够将商场中的所有设备进行集中管理，通过远程的信息交互，比如几乎人手一个的手机或者电脑，就可以直接实现对商场中的扶梯、电梯以及大型显示屏等的监控，为商场的管理添加了极大的舒适性和方便性。而在国内，许多著名的企业也在不断地加大对智能扶梯的开发和研制，比如海尔电器电器，目前都已经研制出了通过手机就能遥控智能扶梯的方案。
本文主要设计内容
本文首先从智能扶梯的设计的发展背景出发，观察并总结了当前这项设计存在的不足与待优化之处，提出了使用51单片机作为本设计的控制核心的观点，主要基于以下几点考虑：一是51单片机的发展较早，技术和稳定性已经接近成熟；二是51单片机的低功耗性能够使得整个系统的耗电量得到下降，对设计是有种大的意义的；三是通过51单片机并结合外部相关模块，能够使得系统的整体硬件系统体积得到大幅压缩，达到嵌入式的目的。本文在第二章进行了主控核心以及外部相关器件的介绍和选择，并阐述了各器件在系统中的主要作用。第三章对系统的总体硬件电路进行了设计，并通过各模块分别设计的方式来对各模块电路原理进行了详细的描述。本文在第二章进行了主控核心以及外部相关器件的介绍和选择，并阐述了各器件在系统中的主要作用。第三章对系统的总体硬件电路进行了设计，并通过各模块分别设计的方式来对各模块电路原理进行了详细的描述。第五章通过proteus软件构建了本系统的仿真系统，验证了本设计的正确性以及可行性。
方案选择及元器件介绍
主控单片机芯片的选择
方案一：选择8位的51内核单片机作为主控核心，由于51单片机进入中国学生的视野比较早，它通常作为高校里单片机课程的主要教学题材，因此具有广泛可使用的资料和现成例程，其库函数目前也比较丰富，因此在使用时比较容易上手，尤其是对刚开始迈进单片机大门的学生来说。目前使用最广泛的AT89C51和STC89C51同是采用经典51内核的8位单片机，这两者的区别是AT89C51是单片机巨头ATMEL公司研发的，STC89C51是国内的宏晶公司推出的，两者相互兼容，另外最基本的C51单片机采用串口下载程序，不需要昂贵的仿真器，因此成本非常低。但是其缺点也非常明显，由于C51单片机比较基础，因此其内部资源非常贫乏，只集成了UART、定时器等模块，中断资源比较少，只有P3.2和P3.3两个管脚能够进入管脚中断，其他管脚无中断能力，因此在开发大型的复杂项目时将显得非常逊色，如果需要使用AD转换或者DA转换等功能时，需要在片外扩展相关芯片，因此电路形式将显得复杂。
方案二：选择美国德州仪器（TI）公司研发的MSP430系列单片机作为主控核心，这种单片机进入市场的最大优势是其低功耗性能，该公司曾用一个新鲜柠檬的汁液进行处理来给430单片机供电，以此来展示其低功耗的优势。430单片机采用了RISC精简指令系统，另外430是一种16位单片机，该系列单片机的高端型号的主频能够达到40M，处理速度相对于经典的8位单片机来说非常快。430单片机中大多数芯片具有JTAG口，这使得用户能够通过专用的仿真器来设置断点来分析程序的运行现象，方便查看相关的寄存器值，给程序调试带来了极大的方便，为项目的成功
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