最近设计了一个项目基于单片机的八层电梯系统，与大家分享一下：
一、基本介绍
项目名：八层电梯
项目编号：mcuclub-jj-003
单片机类型：STC89C52、STM32F103C8T6
功能简介：
1、通过3*4矩阵键盘实现电梯内部的1-8层、开门、关门、呼叫(继电器模拟)
2、通过其中一个四相步进电机模拟电梯开关门（正反半圈）
3、通过另一个四相步进电机模拟电梯升降，每转一圈，代表一层
4、通过hx711采集电梯内重量，当开门时，电梯如果超载，则蜂鸣器报警，不关门，直到不超载
5、通过分离式红外对管模拟防夹，如果关门时触发，则自动开门
6、通过两个LED灯代表此时电梯上下行状态
7、通过数码管显示电梯处于的楼层
8、通过蓝牙，将当前楼层发送导外机
外机部分：
1、通过4*4矩阵键盘实现电梯外部的1-8层呼叫
2、通过8个LED灯，指示当前电梯到达的楼层
3、通过蓝牙，获取数据并发送楼层请求
二、51实物图
单片机型号：STC89C52
板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口：TYPE-C
三、51仿真图
仿真软件版本：proteus8.9
电路连线方式：网络标号连线方式
注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样
四、32实物图
单片机型号：STM32F103C8T6
板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口：TYPE-C
五、原理图
软件版本：AD2013
电路连线方式：网络标号连线方式
注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图
内机：
外机：
六、PCB图
由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。
两层板，上下覆铜接地。
内机：
外机：
七、系统框图
本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，此次设计包括主机和从机，主机和从机都包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。
主机输入由四部分组成，第一部分是称重模块，通过该模块可以检测当前电梯内当前人体的重量，当检测到电梯内人体的重量大于设置的最大值进行报警提醒；第二部分是分离式红外对管检测模块，在电梯进行关门时，检测到有人，电梯门不打开；第三部分是矩阵键盘，通过该矩阵键盘用户可以输入想要到达的电梯楼层等；第四部分是供电模块，给整个系统进行供电；输出包括三个部分，第一部分是显示模块，通过数码管显示当前的楼层；第二部分是步进电机，控制电梯的运行及其电梯门的开关；第三部分是报警模块，检测到电梯内体重大于设置的最大值，进行报警提醒；第四部分是蓝牙模块，将当前按下的楼层数进行传输到外机进行显示
主机输处包括两个三个部分，第一部分是矩阵键盘模块，用户可以通过该模块进行电梯楼层的输入，第二部分是供电模块，用户可以通过该模块进行供电，第三部分是蓝牙模块，将内机输入的信息进行传输进来进行显示；输出通过LED指示灯指示当前的按下的楼层数。
具体系统框图如图所示。
八、软件设计流程
主机系统的主流程图如图所示；在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，比如确定楼层数、开门、关门；紧接着进入第二个函数处理函数，获取电梯内的重量，及其获取外机按下的楼层数；然后进入第三个函数显示函数，数码管显示当前楼层，LED显示当前的电梯方向；然后进入第四个函数处理函数，当电梯处于停止状态时，按下的电梯楼层数为目标楼层数，如果当前电梯为下行方向，当前楼层高于按下楼层，当电梯下行，检测到按下楼层小于当前运行楼层，则目标楼层为按下楼层。如果当前电梯上行，检测到按下楼层高于当前楼层，目标楼层为按下楼层；如果当前楼层比目标楼层高，电梯下行，且电梯运行楼层到达当前的楼层数-1，如果当前楼层比目标楼层低，电梯上升，如果电梯运动时间到达，当前楼层加一，当前楼层等于目标楼层，如果门是关闭的，开门，如果门已经打开了，开启停留定时，如果超重，门不关闭且声光报警，如果没超重，门关闭，关闭声光报警，如果停留时间到达，如果门是开启的，关门，如果触发防夹，标记未停留完成，门已关闭清除当前按下楼层标志位，如果电梯方向为下降，清除当前楼层下标志位，发送当前楼层，如果电梯方向为上升，清除当前楼层上标志位，发送当前楼层。
九、部分程序展示
软件版本：keil5
逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件
void Manage_function(void)
{
if(flag_lift == 0) //如果当前电梯停止
{
if(flag_stop == 1 && flag_door == 0)
{
if(flag_floor_d[1] == 1 || flag_floor_u[1] == 1) //一楼按下，目标楼层为一楼
{
target_floor = 1;
}
else if(flag_floor_d[2] == 2 || flag_floor_u[2] == 2) //二楼按下，目标楼层为二楼
{
target_floor = 2;
}
else if(flag_floor_d[3] == 3 || flag_floor_u[3] == 3) //三楼按下，目标楼层为三楼
{
target_floor = 3;
}
else if(flag_floor_d[4] == 4 || flag_floor_u[4] == 4) //四楼按下，目标楼层为四楼
{
target_floor = 4;
}
else if(flag_floor_d[5] == 5 || flag_floor_u[5] == 5) //五楼按下，目标楼层为五楼
{
target_floor = 5;
}
else if(flag_floor_d[6] == 6 || flag_floor_u[6] == 6) //六楼按下，目标楼层为六楼
{
target_floor = 6;
}
else if(flag_floor_d[7] == 7 || flag_floor_u[7] == 7) //七楼按下，目标楼层为七楼
{
target_floor = 7;
}
else if(flag_floor_d[8] == 8 || flag_floor_u[8] == 8) //八楼按下，目标楼层为八楼
{
target_floor = 8;
}
}
}
if(flag_lift == 1) //如果电梯当前方向下降
{
if(flag_floor_d[7] == 7) //如果七楼下
{
if(current_floor > 7) //如果当前高于七楼，目标楼层等于七楼
{
target_floor = 7;
}
}
else if(flag_floor_d[6] == 6) //如果六楼下
{
if(current_floor > 6) //如果当前高于六楼，目标楼层等于六楼
{
target_floor = 6;
}
}
else if(flag_floor_d[5] == 5) //如果五楼下
{
if(current_floor > 5) //如果当前高于五楼，目标楼层等于五楼
{
target_floor = 5;
}
}
else if(flag_floor_d[4] == 4) //如果四楼下
{
if(current_floor > 4) //如果当前高于四楼，目标楼层等于四楼
{
target_floor = 4;
}
}
else if(flag_floor_d[3] == 3) //如果三楼下
{
if(current_floor > 3) //如果当前高于三楼，目标楼层等于三楼
{
target_floor = 3;
}
}
else if(flag_floor_d[2] == 2) //如果二楼下
{
if(current_floor > 2) //如果当前高于二楼，目标楼层等于二楼
{
target_floor = 2;
}
}
else if(flag_floor_d[1] == 1) //如果一楼
{
if(current_floor > 1) //如果当前高于一楼，目标楼层等于一楼
target_floor = 1;
}
}
if(flag_lift == 2) //如果当前电梯上升
{
if(flag_floor_u[2] == 2) //如果二楼上
{
if(current_floor < 2) //如果当前楼层低于二楼，目标楼层等于二楼
{
target_floor = 2;
}
}
else if(flag_floor_u[3] == 3) //如果三楼上
{
if(current_floor < 3) //如果当前楼层低于三楼，目标楼层等于三楼
{
target_floor = 3;
}
}
else if(flag_floor_u[4] == 4) //如果四楼上
{
if(current_floor < 4) //如果当前楼层低于四楼，目标楼层等于四楼
{
target_floor = 4;
}
}
else if(flag_floor_u[5] == 5) //如果五楼上
{
if(current_floor < 5) //如果当前楼层低于五楼，目标楼层等于五楼
{
target_floor = 5;
}
}
else if(flag_floor_u[6] == 6) //如果六楼上
{
if(current_floor < 6) //如果当前楼层低于六楼，目标楼层等于六楼
{
target_floor = 6;
}
}
else if(flag_floor_u[7] == 7) //如果七楼上
{
if(current_floor < 7) //如果当前楼层低于七楼，目标楼层等于七楼
{
target_floor = 7;
}
}
else if(flag_floor_u[8] == 8) //如果八楼上
{
if(current_floor < 8) //如果当前楼层低于八楼，目标楼层等于八楼
{
target_floor = 8;
}
}
}
if(current_floor > target_floor) //如果当前楼层比目标楼层高，电梯下降
{
flag_timer_begin = 0;
flag_stop = 0;
flag_lift = 1;
if(flag_bujin_2_o == 0 && flag_bujin_2_c == 0 && flag_door == 0)
{
flag_bujin_1_c = 1;
flag_bujin_1_o = 0;
}
flag_send = 0;
}
else if(current_floor < target_floor) //如果当前楼层比目标楼层低，电梯上升
{
flag_timer_begin = 0;
flag_stop = 0;
flag_lift = 2;
if(flag_bujin_2_o == 0 && flag_bujin_2_c == 0 && flag_door == 0)
{
flag_bujin_1_c = 0;
flag_bujin_1_o = 1;
}
flag_send = 0;
}
else //当前楼层等于目标楼层
{
if(flag_stop == 0) //如果没有停留完成
{
if(flag_door == 0) //如果门是关闭的，开门
{
flag_bujin_2_o = 1;
flag_bujin_2_c = 0;
}
else if(flag_door == 1) //如果门已经打开了
{
flag_timer_begin_s = 1; //开启停留定时
}
if(weight_value > 1000|| INFRARED == 1) //如果超重了，进行蜂鸣器提醒，清除停留时间计数
{
timer1_count_s = 0;
if(weight_value > 1000) //如果超重，声光报警
{
if(time_num % 15 == 0)
{
BEEP = ~BEEP;
}
}
}
else if(weight_value < 1000) //如果没有超重，蜂鸣器关闭
{
BEEP = 1;
}
if(flag_time_s == 1) //如果停留时间到达
{
flag_timer_begin_s = 0;
flag_time_s = 0;
flag_stop= 1;
}
}
if(flag_stop == 1) //如果停留完成
{
if(flag_door == 1) //如果门是开启的，关门
{
flag_bujin_2_o = 0;
flag_bujin_2_c = 1;
if(INFRARED == 1 && flag_bujin_2_c == 1) //如果触发防夹，标记未停留完成
{
flag_door = 0;
flag_stop = 0;
}
}
else if(flag_door == 0) //如果门已关闭清除当前按下楼层标志位
{
if(flag_lift == 1) //如果电梯方向为下降，清除当前楼层下标志位
{
if(flag_send == 0)
{
send_buf[1] = (current_floor/10*0x10 + current_floor%10);
Uart_Sent_Str(send_buf);
flag_send = 1;
}
flag_floor_d[target_floor] = 0;
}
if(flag_lift == 2) //如果电梯方向为上升，清除当前楼层上标志位
{
if(flag_send == 0)
{
send_buf[1] = (current_floor/10*0x10 + current_floor%10);
Uart_Sent_Str(send_buf);
flag_send = 1;
}
flag_floor_u[target_floor] = 0;
}
if(flag_lift == 0)
{
flag_floor_d[target_floor] = 0;
flag_floor_u[target_floor] = 0;
}
flag_timer_begin = 1; //开启定时
}
}
}
if(flag_time == 1) //定时500ms到达，清除电梯运动标志位
{
flag_timer_begin = 0;
flag_lift = 0;
flag_time = 0;
flag_floor_d[current_floor] = 0;
flag_floor_u[current_floor] = 0;
}
}
