【proteus仿真】基于 STM32 单片机电梯运行状态监控设计(仿真图+程序)

一、项目简介

本项目以STM32F103C8T6单片机作为主控核心,在 Proteus 仿真平台完成电梯运行状态监控系统设计。系统实现电梯载重采集、电梯门控制、状态本地显示、RS485 通信上传、超重声光报警等功能,可模拟电梯运行过程中的载重监测与超限告警,适合嵌入式毕设、课程设计学习。

整体功能概述:

  1. 压力传感器模拟采集电梯轿厢载重量,通过 STM32 ADC 模数转换读取模拟量;
  2. OLED 屏实时本地显示当前载重数值与电梯状态;
  3. 超重触发 LED 指示灯 + 蜂鸣器声光报警;
  4. 预留控制开关、电机模块模拟电梯门开关动作;
  5. RS485 通信模块将电梯运行数据向外传输;
  6. 虚拟串口终端打印电梯运行日志,方便调试查看。

二、硬件电路设计(Proteus 原理图解析)

1. 主控单元

采用 STM32F103C8T6 最小系统,作为整个系统的控制核心,负责 ADC 采集、外设驱动、逻辑判断、串口数据收发。

2. 载重检测模块

电位器模拟压力传感器输出模拟电压信号,接入 STM32 ADC 通道,完成模数转换,换算为轿厢载重量。图中 PCF8591 作为 AD/DA 转换芯片,读取压力模拟量,送给主控。

3. 显示模块

  • OLED12864:I2C 接口屏幕,实时显示载重量、电梯运行状态、报警状态;
  • Virtual Terminal 虚拟终端:串口打印电梯运行信息,在调试时实时输出载重日志。

4. 报警与指示电路

  • D1:检测指示灯,系统正常工作常亮;
  • D2:报警指示灯;
  • BUZ1 蜂鸣器,搭配三极管 Q1 驱动;当采集到载重超过阈值,触发声光报警。

5. 电梯门模拟单元

直流电机模拟电梯门机构,由 IO 口输出电平控制电机启停,模拟电梯门开 / 关动作;搭配按键开关作为数字量输入,模拟楼层 / 门控触发信号。

6. RS485 通信模块

RS485 总线接口,STM32 串口外接 485 芯片,把电梯载重、运行状态上传至上位机,实现远距离数据传输,适合工业电梯监控场景。

三、系统工作原理

系统上电后,STM32 初始化 ADC、I2C、串口、GPIO 等外设。

  1. ADC 持续采集压力模块模拟信号,换算得到当前轿厢载重量;
  2. 将载重数据刷新到 OLED 屏幕,同时串口打印到虚拟终端;
  3. 程序判断载重是否大于设定阈值:
    • 未超重:报警灯熄灭、蜂鸣器关闭,系统正常监测;
    • 超重:触发声光报警,提示电梯超载;
  4. 电梯门按键信号输入,控制电机启停,模拟电梯门开关;
  5. 电梯运行状态、载重信息通过 RS485 向外发送,实现远程监控。

四、仿真演示效果

在 Proteus 运行仿真后:

  1. 虚拟终端持续循环打印载重量:xx、电梯运行状态信息;
  2. OLED 屏幕同步刷新载重数值与报警状态;
  3. 调节电位器改变模拟压力值,载重数值随之变化;
  4. 当载重超过阈值,报警 LED 点亮,蜂鸣器响起;
  5. RS485 模块输出电梯状态数据,可对接上位机;
  6. 按键可以控制电梯门电机,模拟开关门动作。

五、项目拓展方向

  1. 增加楼层检测模块,实现电梯上下楼层调度;
  2. 增加掉电存储,记录电梯超载次数、故障记录;
  3. 把 RS485 数据上传到 PC 上位机,编写上位机 GUI 界面;
  4. 增加故障检测:电梯门卡滞、速度异常等故障判断;
  5. 更换真实压力传感器,脱离 Proteus 仿真,做成实物硬件。

六、总结

本设计基于 STM32 完成电梯运行状态监控,使用 ADC 采集载重、I2C OLED 显示、声光告警、RS485 通信,在 Proteus 中完成完整仿真验证。项目覆盖嵌入式常用外设:ADC、I2C、串口通信、GPIO 驱动,非常适合单片机课程设计、毕业设计学习,能够很好的锻炼模拟量采集、工业总线通信、状态机逻辑开发能力。

通过网盘分享的文件:仿真文件获取.zip

链接: https://pan.baidu.com/s/1V5zzxbpHc_fRqfGIzSdLfg?pwd=6666 提取码: 6666

相关推荐
周洲08305 小时前
STM32 串口底层深度解析|USART 中断标志、硬件 FIFO,乱码根源底层定位
stm32·单片机·嵌入式硬件
女神下凡9 小时前
芯参谋(29):UFS UMCP 软件设计规范
arm开发·单片机·嵌入式硬件
李日华大战鸡红10 小时前
IC-MU128编码器使用教程
stm32
周洲083010 小时前
STM32片内Flash读写深度详解|掉电参数保存、底层原理
linux·前端·stm32
RISCV_Explorer11 小时前
RISC-V电源管理与低功耗实战——WFI指令、电源域划分与唤醒路径设计
单片机·嵌入式硬件·risc-v
zd84510150011 小时前
支持双向输入信号的开关量电路
单片机·嵌入式硬件
齐落山大勇11 小时前
【裸机程序】IMX 6ULL的中断机制的理解
单片机·嵌入式硬件
cu14311 小时前
细谈GM8229的具体功能与其应用
c语言·c++·人工智能·单片机
HRTOS12 小时前
HRTOS 任务优先级与调度模式说明
单片机·嵌入式硬件·系统架构·51单片机
cu14312 小时前
细谈GM7123C的具体功能与其应用
c语言·c++·人工智能·嵌入式硬件