2025年STONE HMI 电梯显示与控制系统 - STONE 智能串口显示屏模组

概述

随着中国经济水平的快速提升，电梯早已融入人们的日常生活，成为不可或缺的日常工具。

本文基于STONE STVC070WT-01显示屏，提供了一套电梯显示控制解决方案，包括：轿外显示控制、轿内显示控制、控制终端三部分，也可作为广告播放器使用。

STONE+STVC070WT-01+Elevator+display+and+control+system+based+on+Stone+HMI+screen

实现功能

(A) 轿外显示控制

1. 轿外显示面板，显示电梯所在楼层。

2. 轿外召唤控制面板，用户完成上下楼层选择以召唤电梯。

(B) 轿内显示控制

1. 轿内显示控制面板，完成楼层选择、开门、关门及报警功能。

2. 轿内广告面板，完成视频或音频广告的播放。

(C) 控制柜显示控制

控制柜设置面板，完成电梯设置，如停止或启动运行、特定楼层不停停等。

(D) 电梯集成控制单元

电梯集成控制单元的基本逻辑，以完成整个电梯系统的运行控制。

系统原理与组成

(A) 系统原理

电梯是一种由机械与电气紧密结合的大型机电产品，主要由机房、井道、轿厢、门系统和电气控制系统组成。

基本原理如下：

控制柜设置面板，可控制整个电梯是否运行及哪些楼层不可用。

系统根据轿厢外呼叫指令（上下指令）召唤电梯至对应楼层，并在平层校验系统确认无误后打开轿厢门。

外部呼叫和内部开门/关门指令可控制轿厢门的开闭。

轿厢内的楼层选择指令可控制到达的楼层。

到达设定楼层后，在平层校验后开门。

运行中发生意外情况时按报警铃。

轿厢内的显示屏根据显示控制系统的指令播放或暂停（运行时不广播公告）；

(B) 系统组成

该系统主要由四部分组成：轿外显示控制、轿内显示控制、控制柜显示控制、电梯集成控制单元。本文主要完成轿内外显示控制部分。

1. 轿外显示控制

可进一步细分为：“电梯楼层显示单元”和“电梯召唤单元”。

2. 轿厢内显示控制

主要实现当前楼层显示、楼层选择与取消、门开闭控制、报警等功能。

3. 控制柜显示控制（详见下一篇文章）

可控制电梯整体运行状态、哪些楼层不可用、获取当前电梯位置、连续运行时间、电梯载重状态；电梯内部温度和湿度信息；烟雾报警系统；照明系统状态等。

4. 电梯集成控制单元

电梯的操作控制中心，通常采用PLC实现电梯的电气分配、电源、消防、照明等控制。本文为配合显示控制单元演示MCU程序而设计。

系统硬件设计

(A) 轿外显示控制

1. 电梯楼层显示单元硬件设计

采用北京STONE科技有限公司的HMI屏幕，模块型号为STVC070WT-01，集成了TFT显示屏和触摸控制器。

(1) STVC070WT-01产品特点：

可由任意MCU控制。
显示图片/文字/曲线。
65536色TFT显示屏。
带/不带触摸屏。
RS232/RS485/TTL UART接口和USB端口。
宽电压范围。

(2) 接口

电源接口。
由5V 1A电源适配器供电。
通信接口
通过RS232串口与电梯集成控制单元通信，以9600bps波特率接收发送的楼层和运行状态信息（上升、下降、停止）。

2. 电梯呼叫单元硬件设计

(1) 显示控制硬件

采用相同的7英寸STONE HMI STVC070WT-01，配备TTL UART接口用于通信，波特率设置为9600bps。

(2) 接口

-电源接口。

由5V 1A电源适配器提供直流电源。

-通信接口

通过RS232串口以9600bps的波特率向集成控制单元发送当前楼层及上下行信息。

(B) 轿厢内显示控制

1. 轿厢内显示控制面板

采用STVC070WT-01的7英寸屏幕，带触摸功能，用于显示楼层选择、开门、关门、报警等功能。

电源由5V 1A电源适配器供电，通信接口为RS232串口。

2. 轿内广告面板（详见后续文章）

与上述相同，通过HMI屏幕的音频输出接口连接外部扬声器。

电源采用5V 1.5A电源适配器供电，通信接口采用音频接口。

(C) 模拟集成控制单元

1. 硬件组成

控制电路采用C8051F340作为核心芯片板。

开发板配备按键，可模拟电梯运行状态并通过RS232串口向Stone HMI开发的内部及外部显示控制单元发送相应指令。

2. 主控制器芯片

C8051F340 设备是一款全集成混合信号系统级芯片（SoC）微控制器。

高速、流水线架构，配备与 8051 兼容的微控制器内核（最高 48 MIPS）。
全速、非侵入式系统调试接口（片上集成）
支持通用串行总线（USB）的控制器，配备8个灵活的端点管道、集成收发器和1KB FIFO RAM。
电源调节器。
真正的10位200 tips单端/差分ADC，带模拟多路复用器。
片上电压参考和温度传感器。
片上电压比较器（两个）。
精密校准的12 MHz内部振荡器和4倍时钟倍频器。
片上闪存内存最高可达64KB。
片上RAM最高可达4352字节（256+4KB）。
硬件实现的SMBus/I2C、增强型UART（最多两个）和增强型SPI串行接口。
四个通用16位定时器。
最多40个端口I/O（5V耐压输入）。

系统软件设计

(A)电梯轿厢外显示控制

1. “电梯楼层显示单元”的软件设计

(1) 人机界面（HMI）的开发过程

首先，创建项目并加载所需图片至项目中。在此处制作背景图片，通过Ico显示楼层及上下方向信息。

其次，使用TOOL-2019控件创建并动态关联关系；主要控件包括：“动画图标”、“变量图标”；

第三，进行软件仿真与编译以生成可执行文件。

第四步，通过调试工具将HMI屏幕连接至电脑端，并将可执行文件下载至屏幕。

(2) 模拟控制终端的软件设计

模拟端软件通过“+”、“-”、“上”、“下”和“停”按钮模拟电梯的运行状态，并向HMI屏幕发送对应指令。
Elevator arrives on the 1st floor: A5 5A 05 82 00 05 00 00.
Elevator arrives on the 2nd floor: A5 5A 05 82 00 05 00 01.
Elevator arrives on the 3rd floor: A5 5A 05 82 00 05 00 02.
Elevator arrival on the 4th floor: A5 5A 05 82 00 05 00 03.
Elevator arrival on the 5th floor: A5 5A 05 82 00 05 00 04.
Elevator arrival on the 6th floor: A5 5A 05 82 00 05 00 05.

/*******************************************************/
void GUI_Key_Execute(void)
{
switch(KeyValue)
{
//--Standby mode
case Key_ADD_Short:
{//--1-1：ADD button is pressed；
if(LouCeng<6)
{
LouCeng++;
}
CMD_LouCeng[7]=LouCeng;
Uart0_SendCommand(CMD_LouCeng,8);
}
break;
case Key_SUB_Short:
{//--1-1：SUB button is pressed；
if(LouCeng>0)
{
LouCeng--;
}
CMD[7]=LouCeng;
Uart0_SendCommand(CMD_LouCeng,8);
}
break;
case Key_Up_Short:
{//--1-1：UP button is pressed；
Uart0_SendCommand(CMD_ShangXing,8);
}
break;
case Key_Down_Short:
{//--1-1：SUB button is pressed；
if(LouCeng>0)
{
LouCeng--;
}
CMD[7]=LouCeng;
Uart0_SendCommand(CMD_XiaXing,8);
}
break;
case Key_Ting_Short:
{//--1-1：SUB button is pressed；
CMD_ShangXing[7]=0;
Uart0_SendCommand(CMD_ShangXing,7);
CMD_XiaXing[7]=0;
Uart0_SendCommand(CMD_XiaXing,7);
}
break;
//--Standby mode
default:break;
}
}
/******************************************************/

2. 电梯召唤单元软件设计

在控制面板显示上下触摸后，向控制端口发送命令相对简单，具体命令如下。

Elevator up command: A5 5A 06 83 00 01 01 00 00.
Elevator down command: A5 5A 06 83 00 02 01 00 00.
The function of the MCU emulation port is mainly to handle the serial port to receive commands.

/*******************************************************/
void Uart0_ISR(void) interrupt 4
{
//--Receiving interruptions
u8 tmp;
if(RI0)
{
RI0 = 0;
tmp = SBUF0;
//-Determine if a data message is being received
if(right_com_type)
{
Packet_Rx_Buffer_Uart0[Packet_Current_Order_Uart0++] = tmp;
//--Received data length < set length of the packet
if(Uart0_Current_Order == 8)
{
                 //--Determine if end of packet && checksum is correct
                 if(tmp == Uart0_Packet_Tail)
                 {
                      Packet_Valid_Flag_Uart0 = 1; //--Received valid packet
                 }
                 Packet_Valid_Flag_Uart0    = 0; //--No longer in receive packet state
                 Packet_Current_Order_Uart0 = 0; //--Clear the serial number
              }
}
//-Determine if it is a packet header
else if(tmp==Packet_Header_Uart0)
{
        right_com_type = 1;
        Packet_Rx_Buffer_Uart0[0] = tmp;
    Packet_Current_Order_Uart0 ++;
}
}
//--Sending interrupt
else if(TI0)
{
  TI0 = 0;
}
}
Main函数中
if(Uart0_Packet_Flag)
{
Uart0_Packet_Flag=0;
switch(Uart0_RX_Buf[2])
{
//--Up
case 0x05:
//--Light up the light 1
break;
case 0x06:
//--Light up the light 2
break;
default:break;
}
}