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编号：
T2052405M
设计简介：
本设计是基于STM32的8层楼房电梯控制系统，主要实现以下功能：
（1）电梯有上升和下降两种工作模式，并用两个指示灯显示工作模式；
（2）显示电梯当前所在楼层的位置；
（3）电梯的初始状态为第一层，并处于关门状态，相应的关门指示灯亮；
（4）电梯内部设有乘客到达楼层的停站开关及显示；
（5）电梯到达停站请求的楼层后，经过1S电梯门打开，开门指示灯亮；开门4s后，电梯自动关门，开门指示灯灭，电梯继续运行，直到执行最后一个请求信号后停在当前层；
（6）电梯控制器能记忆电梯内外的请求信号，并按照工作模式来响应乘客的请求，每个请求信号保留至执行完毕以后清除。
（7）具有超载报警和故障报警。
电源： 5V
传感器：压力传感器（HX711）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：有源蜂鸣器、步进电机（ULN2003A驱动）、舵机（SG90）
人机交互：独立按键、矩阵按键
标签：STM32、OLED12864、HX711、有源蜂鸣器、ULN2003A、SG90、独立按键、矩阵按键
题目扩展：无接触式电梯系统设计、八层智能电梯系统
基于 STM32 的 8 层楼房电梯控制系统设计与实现
一、主控部分
核心：STM32 单片机
功能：获取输入部分（内机、外机）数据、内部处理（楼层判断、超重逻辑运算、运行指令解析）、控制输出部分（内机、外机）执行动作
二、输入部分
- HX711 压力传感器（内机）：检测电梯轿厢是否超重
- 独立按键（内机）：获取操作键值，实现电梯内控制（如选层、开关门）
- 矩阵键盘（外机）：实现电梯外楼层选择及报警按钮触发
- 内机供电电路：为电梯内机模块（传感器、按键、内机显示等）供电
- 外机供电电路：为电梯外机模块（矩阵键盘、外机显示等）供电
- 预留扩展输入模块：供后续增加功能（如电梯故障检测、紧急呼叫）使用
三、输出部分
- OLED 显示模块（内机）：显示电梯到达楼层、当前工作模式（正常运行 / 检修）
- OLED 显示模块（外机）：显示电梯当前运行方向（上行 / 下行）
- 舵机模块：模拟电梯门的开关动作
- LED 指示灯模块（内机 + 外机）：内机提示上行 / 下行及开关门状态，外机辅助提醒运行方向
- 步进电机模块：控制电梯轿厢在 8 层楼之间的升降运行
- 蜂鸣器报警模块：当检测到电梯超重时，触发蜂鸣器报警提醒
第 5 章 实物调试
5.1 整体实物构成
该设计主要硬件包括单片机及其最小系统电路，用于控制整个电梯系统运行；矩阵键盘，供用户输入楼层及功能指令；显示屏，用于显示电梯楼层、运行状态等信息；还有电源电路，为各模块提供稳定电力，以及其他如步进电机驱动相关硬件等。
焊接流程大致是，先准备好焊接工具如电烙铁、焊锡丝等，清洁焊接点。从引脚少、体积小的元件开始焊接，比如电阻、电容等，接着焊接芯片插座，将单片机芯片插入插座。之后焊接矩阵键盘、显示屏等较大模块，最后连接排线。
注意事项方面，焊接前要确保元件型号、规格正确，防止错焊、漏焊。电烙铁温度要适中，避免高温损坏元件。焊接芯片时要注意方向，防止引脚短路。焊接完成后，仔细检查焊点是否牢固、有无虚焊，以及各模块连接是否正确，再进行通电测试。整体实物如图 5-1 所示：
图 5-1 整体实物图
5.2 超重报警功能测试
该电梯控制系统中的超重报警功能，依赖于称重传感器（如 HX711 芯片搭配相关传感部件）来实时监测电梯载重。当乘客进入轿厢，称重传感器将重量信号转换为电信号，并经过放大、AD 转换后传输给单片机。单片机将接收到的重量数据与预设的超重阈值进行对比判断，一旦检测到当前重量超过设定的阈值，便触发超重报警机制。此时，系统会控制蜂鸣器发出警报声，同时可能伴有相应的灯光提示，提醒轿厢内人员和外界该电梯已处于超重状态，并且会阻止电梯关门运行，直到载重恢复到正常范围，以保障电梯运行的安全性。超重报警测试图如下图 5-2 所示。
图 5-2 超重报警功能测试图
5.3 电梯运行测试
该电梯控制系统硬件包含左右两块电路板，均设有矩阵键盘用于输入楼层等指令，显示屏实时显示电梯当前楼层（图中为 2 楼）及运行方向（向上）。按下按键后，单片机接收指令，经内部逻辑处理，控制步进电机等执行部件驱动电梯上下行，同时通过指示灯、蜂鸣器等反馈状态，实现楼层呼叫响应、电梯运行控制与状态显示等功能，模拟实际电梯的基本运行逻辑，完成垂直交通的指令交互与动作执行。电梯运行测试功能如下图 5-3 所示：
图 5-3 电梯运行测试图
第 6 章 软件调试
6.1 软件介绍
Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。
该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。
此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：
图 6-1 软件界面图
6.2 电梯运行测试
该电梯控制系统的硬件部分由左右两块电路板构成，在这两块电路板上都配备了矩阵键盘，人们可通过该键盘输入楼层等相关指令。与此同时，系统设有显示屏，它能够实时展示电梯当前所处的楼层（比如当前显示为 2 楼）以及运行的方向（像此刻是向上运行）。
当按下矩阵键盘上的按键后，单片机便会接收相应的指令，接着在其内部依照既定的逻辑进行处理，随后去控制步进电机等执行部件，以此来驱动电梯实现上下行的动作。并且，系统还会借助指示灯、蜂鸣器等部件来反馈电梯的实时状态，从而达成楼层呼叫响应、对电梯运行进行有效控制以及展示电梯状态等功能，模拟出实际电梯运行时的基本逻辑，进而完成垂直交通方面的指令交互以及相应的动作执行。电梯运行测试功能如下图 6-2 所示：
图 6-2 电梯运行测试图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
随着城市化进程的加快，高层建筑日益增多，电梯作为垂直运输的关键设备，其控制系统的性能愈发重要。目前，部分传统的电梯控制系统存在响应不够灵活、对内外请求信号记忆处理不够完善以及缺乏全面的报警功能等不足，难以满足现代高效、安全出行的需求。
基于stm32设计的8层楼房电梯控制系统具有重要意义。该系统可精准实现上升和下降两种工作模式，并通过指示灯直观展示，能实时显示当前所在楼层。对于各楼层入口处及电梯内部的请求信号可有效记忆并按规则响应，保障乘客便捷使用。同时，设置了合理的电梯门开关时间控制机制，提升运行效率。此外，超载报警和故障报警功能进一步增强了系统的安全性，有助于打造更可靠、舒适的电梯使用环境，为高层建筑的人员运输提供有力保障。
关键词：超载报警；单片机；8层电梯
字数：11000+
目录：
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与方法
1.4 论文章节安排
第2章 系统总体分析
2.1 系统总体框图
2.2系统主控方案选型
2.3按键模块选择
2.4显示模块选择
第3章 系统电路设计
3.1 系统总体电路组成
3.2 主控电路设计
3.3 电源电路设计
3.4 矩形按键电路设计
3.5 步进电机电路设计
3.6 称重模块电路设计
第4章 系统软件设计
4.1 系统软件介绍
4.2 内机主程序流程图
4.3内机按键函数流程图
4.4内机显示函数流程设计
4.5内机处理函数流程设计
4.6外机主函数流程设计
图4-5 外机程序子流程图
4.7外机主函数流程设计
4.8外机按键函数流程设计
4.9外机处理函数流程设计
第5章 实物调试
5.1 整体实物构成
5.2 超重报警功能测试
5.3 电梯运行测试
第6章 软件调试
6.1 软件介绍
6.2 电梯运行测试
第7章 总结
参考文献
致谢
