基于RTX51 Tiny的電梯控制器設計

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

　　系統架構

　　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)，當用戶(hù)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后，根據電梯調度算法，輸出控制信號給步進(jìn)電機，控制電梯轎廂的運行。當乘客進(jìn)入電梯后，操作電梯內的鍵盤(pán)輸入需要的樓層信息和開(kāi)關(guān)門(mén)信息，經(jīng)過(guò)電梯控制器的處理輸出控制信號，控制步進(jìn)電機實(shí)現電梯的升降、平層和開(kāi)關(guān)門(mén)等功能。此外，電梯控制器還應有故障處理、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，并做出一些相應的控制判斷。

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

　　電梯狀態(tài)顯示單元主要用于給電梯內外的用戶(hù)提供狀態(tài)信息，包括顯示當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(shí)鐘信息。

　　主控單元是電梯控制器的核心。它通過(guò)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工作狀態(tài)的流轉。

　　控制器主控單元主要由8051單片機處理器，A/D轉換電路，復位電路，信號存儲電路組成，其電路圖如圖3所示。

　　步進(jìn)電機單元控制電梯轎廂的升降、開(kāi)關(guān)門(mén)、緊急停止和報警等。

　　軟件設計

　　本電梯控制器的設計基于RTX51 Tiny實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統。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(mén)、關(guān)門(mén)、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)，當收到上升請求后就開(kāi)始運行。電梯在報警狀態(tài)時(shí)，電梯不運行，直至報警信號被清除。系統由請求信號啟動(dòng)，運行中每檢測到一個(gè)到達樓層信號，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(lái)判斷是否停止，轉向等動(dòng)作。

　　系統設計實(shí)現的功能包括：步進(jìn)電機單元根據主控單元的輸出指令控制曳引電機正傳、反轉和停轉，并控制電梯開(kāi)門(mén)/關(guān)門(mén)，面向用戶(hù)顯示提示信息(含樓層顯示、電梯運行方向顯示及接受用戶(hù)請求顯示等)。根據電梯工作流程和硬件電路要實(shí)現的功能，對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)。