使用STM32F407芯片豪华酒店电梯

一、硬件设计

核心控制板：以STM32F407为核心，搭配时钟电路、复位电路和电源电路，为芯片稳定运行提供基础。时钟电路采用外部高速晶体振荡器（如8MHz），经PLL倍频至168MHz；复位电路采用简单的RC复位电路；电源电路通过线性稳压器将外部电源（如12V）转换为3.3V为芯片供电。

楼层按钮与显示：每层楼设置上行、下行按钮，按钮一端接STM32F407的GPIO引脚，另一端接地。通过上拉电阻确保按钮未按下时引脚为高电平。楼层显示采用7段数码管或LCD显示屏，数码管通过GPIO引脚连接，利用动态扫描方式显示楼层数；LCD显示屏则通过SPI或I2C接口与STM32F407通信。

电梯轿厢按钮与显示：轿厢内设置楼层选择按钮、开门按钮、关门按钮、紧急呼叫按钮。按钮连接方式同楼层按钮。轿厢内的楼层显示可采用LCD显示屏，实时显示当前楼层。

电机驱动电路：采用专用的电机驱动芯片，如L298N或DRV8833。电机驱动芯片的控制引脚连接STM32F407的GPIO引脚，用于控制电机的正反转和速度。电机的电源需根据实际功率需求配置，确保能驱动电梯平稳运行。

位置检测传感器：在电梯井道内安装多个位置检测传感器，如霍尔传感器或光电传感器。传感器分布在每层楼的位置，用于检测电梯轿厢的当前楼层位置。传感器输出信号连接到STM32F407的GPIO引脚，当电梯经过传感器时，引脚电平发生变化，从而确定楼层。
门控制电路：电梯门的开、关控制由电机驱动，通过继电器或MOSFET控制电机电源。门的状态检测采用限位开关，限位开关信号连接到STM32F407的GPIO引脚，用于判断门是否完全打开或关闭。

二、软件编程

初始化GPIO：将用于按钮输入、显示输出、电机驱动控制、传感器输入等的GPIO引脚进行初始化配置。

void GPIO_Init(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOB | RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);

// 配置楼层按钮为输入
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

// 配置楼层显示为输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

// 配置电机驱动控制引脚为输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

}

楼层显示函数：实现将当前楼层数转换为7段数码管或LCD显示屏的显示代码。

void Display_Floor(uint8_t floor) {
// 7段数码管显示代码转换
uint8_t seg_code[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};
GPIO_Write(GPIOB, seg_code[floor]);
}

电梯运行控制函数：根据楼层按钮输入、轿厢按钮输入和当前楼层位置，控制电梯电机的运行方向和速度。

void Control_Elevator(void) {
// 读取楼层按钮和轿厢按钮状态
uint8_t up_button = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0);
uint8_t down_button = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1);
// 假设已读取轿厢按钮状态

// 读取当前楼层位置
uint8_t current_floor = Get_Current_Floor();

if (up_button) {
    // 控制电机向上运行
    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_0);
    GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_1);
} else if (down_button) {
    // 控制电机向下运行
    GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_0);
    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_1);
} else {
    // 停止电机
    GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_0);
    GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_1);
}

}
主函数：在主函数中循环调用上述函数，实现电梯的基本功能。

int main(void) {
GPIO_Init();
while (1) {
Control_Elevator();
// 显示当前楼层
uint8_t current_floor = Get_Current_Floor();
Display_Floor(current_floor);
}
}

三、电梯功能扩展

智能调度算法：根据各楼层按钮的呼叫情况和电梯当前位置，采用优化的调度算法，合理安排电梯运行顺序，提高运行效率。例如，采用“最近优先”算法，优先响应距离电梯最近的楼层呼叫。