資源描述：
《基于FPGA的電梯控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于FPGA的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)介紹了基于FPGA的四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)采用Altera公司的CycloneII系列FPGA芯片EP2C5T144作為主控制芯片，采用Verilog-HDL編程描述，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的智能控制，經(jīng)仿真驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了上升下降請(qǐng)求按鍵、所在樓層顯示、電梯運(yùn)行狀態(tài)顯示、開門指示、超載報(bào)警等功能。該設(shè)計(jì)采用模塊化編程，升級(jí)可實(shí)現(xiàn)任意多層電梯系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞：電梯控制、FPGA、Verilog、控制模塊ThedesignofcontrolsystemofelevatorbasedonFPGAAbstract:Thisdesignintro
2、ducedthedesignoffourlayerelevatorcontrolsystembasedonFPGA.ThesystemadoptstheAlteracompany'sCycloneseriesFPGAchipEP2C5T144asthemaincontrolchip,usingVerilog-HDLprogramming,toachievecontroloftheelevatorintelligent,simulationresultsshowthat,theriseandfalloftherequest,floordisplay,keyoperationstateofelev
3、atordoordisplay,indicating,overloadalarmfunction.Thedesignusesthemodularprogramming,upgradecanbearbitrarymultilayerelevatorsystem,hasstrongadaptabilityandpracticabilityKeywords:elevatorcontrol、FPGA、Verilog、controlmodule引言隨著社會(huì)的發(fā)展，電梯的使用越來越普遍，對(duì)電梯功能的要求也不斷提高，其相應(yīng)控制方式也在不斷發(fā)生變化。電梯的微機(jī)化控制主要有：PLC控制、單板機(jī)控制單片機(jī)控制、單
4、微機(jī)控制、多微機(jī)控制和人工智能控制等。隨著專用集電路ASTC設(shè)計(jì)技術(shù)和EDA技術(shù)的發(fā)展,可編程邏輯器件的廣泛使用，為數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了革命性的變化，改變了傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)中使用的芯片多、電路復(fù)雜、出現(xiàn)問題不易查找、不易進(jìn)行功能擴(kuò)展的缺點(diǎn)。本設(shè)計(jì)使用FPGA器件作為主控制芯片，采用Verilog-HDL語言設(shè)計(jì)一個(gè)四樓層單個(gè)載客箱的電梯控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于修改和升級(jí)，可稍加改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)多層電梯控制。1電梯控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1.1電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖該統(tǒng)主要由FPGA控制器、各輸入信號(hào)模塊、輸出驅(qū)動(dòng)模塊組成。FPGA控制模塊的輸入信號(hào)有：
5、電梯內(nèi)外請(qǐng)求信號(hào)、樓層到達(dá)信號(hào)、重啟超載報(bào)警等信號(hào);其輸出信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)顯示電路、電梯開關(guān)門電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、以及其他如報(bào)警電路等。FPGA控制模塊是本設(shè)計(jì)的核心。2FPGA控制器的模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)FPGA控制編程主要由六個(gè)模塊組成:按鍵請(qǐng)求模塊、狀態(tài)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、顯示及報(bào)警模塊、開關(guān)門控模塊、分頻模塊。2.1按鍵請(qǐng)求模塊該模塊的接口信號(hào)如表1所示，(1)利用鎖存器對(duì)輸入的請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)請(qǐng)求滿足后清0。為了數(shù)據(jù)表示方便,本設(shè)計(jì)的后綴o~3分別表示r4層。(2)根據(jù)電梯的運(yùn)行狀態(tài)，按照方向優(yōu)先、循環(huán)執(zhí)行的原則,在請(qǐng)求信號(hào)中提取電梯下一站的樓層信號(hào)并輸岀。如目前樓層為2層，狀態(tài)為升，
6、那么判斷優(yōu)先級(jí)為:p2/up2fp3/down3—down2—down1—p0/upO。(3)當(dāng)無請(qǐng)求信號(hào)時(shí),下一站樓層為0。表1按鍵請(qǐng)求模塊信號(hào)信號(hào)方向功能dockinput時(shí)鐘信號(hào)resinput重啟信號(hào)P()~P3input1~4戻的目標(biāo)樓層請(qǐng)求up()~up2input1~3層的上升請(qǐng)求信號(hào)downl-down3input2~4展的下降請(qǐng)求信號(hào)updown)1:0
7、input電梯運(yùn)行?狀態(tài)(升或降)posit)1:()
8、input所在樓層goto)1:0
9、output下一站樓層2.2狀態(tài)控制模塊本模塊是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心控制模塊。把電梯運(yùn)行劃分為4個(gè)狀態(tài)，分別為:上升、下降、停止、空閑。控
10、制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖3所示。圖3控制器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖系統(tǒng)重啟時(shí)(res二1),進(jìn)入空閑狀態(tài)(Idle),空閑狀態(tài)下，輸出信號(hào)posit二up二down二open二0,當(dāng)輸入信號(hào)goto為0口寸,保持空閑狀態(tài)；當(dāng)goto信號(hào)不為0時(shí)，進(jìn)入上升狀態(tài)(Stop)o當(dāng)?shù)谝粚由仙盘?hào)觸發(fā)時(shí),進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。停止?fàn)顟B(tài)下，open信號(hào)上升沿觸發(fā)電梯開門；up二down=0,posit=gotOo在電梯開門延時(shí)期間(
