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《基于FPGA芯片智能電梯控制系統(tǒng)設(shè)計.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于FPGA芯片的電梯自動控制系統(tǒng)學號：姓名：聶麗霞摘要：本論文是基于FPGA的電梯控制器的研究，是電梯控制的核心技術(shù)，通過電梯控制器可以對電梯運行模式和狀態(tài)進行全面的控制，這也是此次論文研究的重要性；由于FPGA技術(shù)近些年來蓬勃發(fā)展，而且在很多領(lǐng)域已經(jīng)應用的十分成熟，所以用FPGA可以實現(xiàn)對電梯精確、穩(wěn)定、實時性控制，同時用于FPGA開發(fā)的芯片都是一些微處理器芯片，便于集成和智能化設(shè)計。關(guān)鍵詞:FPGAVHDL電梯狀態(tài)機一、電梯控制器的需求分析目前，電梯的設(shè)計、工藝不斷提高，電梯的品種也逐漸增多，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，
2、在操縱控制方面更是步步出新：手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等；多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制、智能群控；雙層轎箱電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運輸能力的優(yōu)勢，變速式自動人行道扶梯大大節(jié)省了行人的時間；不同外形的電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。電梯的結(jié)構(gòu)分為：四大空間，八大系統(tǒng)；四大空間：機房部分、井道及地坑部分、轎廂部分、層站部分；八大系統(tǒng)：曳引系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)；電梯的功能結(jié)構(gòu)決定電梯的八大應用技術(shù)：⑴全數(shù)字識別乘客技術(shù)（所有乘客進入電梯前進行識別，其中
3、包括眼球識別、指紋識別）⑵數(shù)字智能型安全控制技術(shù)（通過乘客識別系統(tǒng)或者IC卡以及數(shù)碼監(jiān)控設(shè)備，拒絕外來人員進入）⑶第四代無機房電梯技術(shù)（主機必須與導軌和轎廂分離，完全沒有共振共鳴，速度可以達到2.0M/S以上，最高可以使用在30層以上。）⑷雙向安全保護技術(shù)（雙向安全鉗、雙向限速器，在歐洲必須使用，中國正在被普遍使用）⑸快速安裝技術(shù)（改變過去的電梯安裝方法，能夠快速組裝）⑵節(jié)能技術(shù)（采用節(jié)能技術(shù)，使電梯更節(jié)約能源） ⑶數(shù)字監(jiān)控技術(shù)（完全采用計算機進行電梯監(jiān)控與控制）⑷無線遠程控制及報警裝置（當電梯產(chǎn)生故障時，電梯可以通過無線裝置給手機發(fā)送故
4、障信息，并通過手機發(fā)送信號對電梯進行簡單控制。）本論文主要是控制電梯的運行模式和狀態(tài)，對信號進行處理的模塊，重點在對響應的信號進行處理，并將處理結(jié)果反饋給對應功能的控制端口，實現(xiàn)對電梯運行的全面控制。電梯方向優(yōu)先控制方式控制系統(tǒng)方框圖二、論文研究的主要內(nèi)容本論文的電梯控制器所有的程序可以集成在一個FPGA開發(fā)芯片上面，不用在用其他功能的分立邏輯元件，達到集成度高、響應快、功耗低的特點。本論文是基于FPGA的電梯控制器的研究，是電梯控制的核心技術(shù)，通過電梯控制器可以對電梯運行模式和狀態(tài)進行全面的控制，這也是次論文的研究重要性；電梯的層數(shù)為6層
5、，本次論文采用模塊化設(shè)計，主要分為四大模塊：時鐘分頻模塊、按鍵處理模塊、電梯運行控制模塊、數(shù)碼管顯示模塊。由于FPGA技術(shù)近些年來蓬勃發(fā)展，而且在很多領(lǐng)域已經(jīng)應用的十分成熟，用FPGA可以實現(xiàn)對電梯精確、實時性控制，而且用于FPGA開發(fā)的芯片都是一些微處理器芯片，便于集成和智能化設(shè)計，而且大大縮短了開發(fā)周期。三、FPGA概述FPGA（FieldProgrammableGateArry）即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決
6、了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點；FPGA采用了邏輯單元陣列LCA（LogicCellArray）這樣一個概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB（ConfigurableLogicBlock）、輸入輸出模塊IOB（InputOutputBlock）和內(nèi)部連線（Interconnect）三個部分。四、FPGA硬件體系結(jié)構(gòu)FPGA采用邏輯單元陣列（LCA，LogicCellArray）新概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊（CLB，ConfigurableLogicBlock）、輸入輸出模塊（IOB，InputOutputBloc
7、k）和內(nèi)部互連資源（IR，InterconnectResources）三部分組成。⑴可配置邏輯塊（CLB，ConfigurableLogicBlock）是FPGA的主要組成部分，主要是由邏輯函數(shù)發(fā)生器、觸發(fā)器、數(shù)據(jù)選擇器等電路組成。⑵輸入輸出模塊（IOB，InputOutputBlock）提供了器件引腳和內(nèi)部邏輯陣列之間的連接，主要是由輸入觸發(fā)器、輸入緩沖器和輸出觸發(fā)、鎖存器、輸出緩沖器組成。⑶可編程互連資源（IR，InterconnectResources）可以將FPGA內(nèi)部的CLB和CLB之間、CLB和IOB之間連接起來，構(gòu)成各種具有復
8、雜功能的系統(tǒng)，IR主要由許多金屬線段構(gòu)成，這些金屬線段帶有可編程開關(guān)，通過自動布線實現(xiàn)各種電路的連接。五、電梯控制器的工作原理本次論文是實現(xiàn)6層電梯的運行控制，當在某一樓層按下上
