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文檔簡介

第9章電梯控制器的設(shè)計(jì)與分析,9.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求9.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案9.3主要VHDL源程序9.4系統(tǒng)仿真/硬件驗(yàn)證9.5設(shè)計(jì)技巧分析9.6系統(tǒng)擴(kuò)展思路,9.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,隨著社會(huì)的發(fā)展,電梯的使用越來越普遍,已從原來只在商業(yè)大廈、賓館使用,過渡到在辦公樓、居民樓等場所使用,并且對(duì)電梯功能的要求也不斷提高,相應(yīng)地其控制方式也在不停地發(fā)生變化。對(duì)于電梯的控制,傳統(tǒng)的方法是使用繼電器接觸器控制系統(tǒng)進(jìn)行控制,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,微型計(jì)算機(jī)在電梯控制上的應(yīng)用日益廣泛,現(xiàn)在已進(jìn)入全微機(jī)化控制的時(shí)代。,電梯的微機(jī)化控制主要有以下幾種形式:PLC控制;單板機(jī)控制;單片機(jī)控制;單微機(jī)控制;多微機(jī)控制;人工智能控制。隨著EDA技術(shù)的快速發(fā)展,CPLD/FPGA已廣泛應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)與控制的各個(gè)方面。本設(shè)計(jì)就是使用一片CPLD/FPGA來實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制的。,9.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,并考慮到系統(tǒng)的可驗(yàn)證性,整個(gè)系統(tǒng)的輸入輸出接口設(shè)計(jì)如圖9.1所示:系統(tǒng)工作用2Hz基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLKIN,樓層上升請求鍵UPIN,樓層下降請求鍵DOWNIN,樓層選擇鍵入鍵ST_CH,提前關(guān)門輸入鍵CLOSE,延遲關(guān)門輸入鍵DELAY,電梯運(yùn)行的開關(guān)鍵RUN_STOP,電梯運(yùn)行或停止指示鍵LAMP,電梯運(yùn)行或等待時(shí)間指示鍵RUN_WAIT,電梯所在樓層指示數(shù)碼管ST_OUT,樓層選擇指示數(shù)碼管DIRECT。,圖9.1電梯控制器DTKZQ的輸入輸出接口圖,電梯的控制狀態(tài)包括運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)及等待狀態(tài),其中運(yùn)行狀態(tài)又包含向上狀態(tài)和向下狀態(tài)。主要?jiǎng)幼饔虚_、關(guān)門,??亢蛦?dòng)。乘客可通過鍵入開、關(guān)門按鈕,呼喚按鈕,指定樓層按鈕等來控制電梯的行與停。據(jù)此,整個(gè)電梯控制器DTKZQ應(yīng)包括如下幾個(gè)組成部分:時(shí)序輸出及樓選計(jì)數(shù)器;電梯服務(wù)請求處理器;電梯升降控制器;上升及下降寄存器;電梯次態(tài)生成器。該電梯控制器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確定上升及下降寄存器的置位與復(fù)位。整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖如圖9.2所示。,圖9.2電梯控制器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖,9.3主要VHDL源程序,-DTKZQ.VHDLIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITYDTKZQIS,PORT(CLKIN:INSTD_LOGIC;-2Hz時(shí)鐘輸入信號(hào)UPIN:INSTD_LOGIC;-樓層上升請求鍵DOWNIN:INSTD_LOGIC;-樓層下降請求鍵ST_CH:INSTD_LOGIC;-結(jié)合DIRECT完成樓層選擇的鍵入CLOSE:INSTD_LOGIC;-提前關(guān)門輸入鍵DELAY:INSTD_LOGIC;-延遲關(guān)門輸入鍵RUN_STOP:INSTD_LOGIC;-電梯運(yùn)行的開關(guān)鍵LAMP:OUTSTD_LOGIC;-電梯運(yùn)行或停止指示鍵,RUN_WAIT:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);-結(jié)合LAMP指示電梯運(yùn)行或等待時(shí)間ST_OUT:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);-電梯所在樓層指示數(shù)碼管DIRECT:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);-樓層選擇指示數(shù)碼管ENDENTITYDTKZQ;ARCHITECTUREARTOFDTKZQIS,SIGNALUR,DR:STD_LOGIC_VECTOR(16DOWNTO1);-上升或下降樓層請求寄存器SIGNALDIR,LIFTOR:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);-樓選指示及樓層數(shù)計(jì)數(shù)器SIGNALWAI_T:STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);-運(yùn)行或等待計(jì)數(shù)器SIGNALDIVID,HAND:STD_LOGIC;-時(shí)鐘2分頻和樓選復(fù)位變量SIGNALLADD:STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);-電梯運(yùn)行狀態(tài)變量SIGNALCLOSEX,DELAYX,LAMP0:STD_LOGIC;-提前關(guān)門及延遲變量,BEGIN-內(nèi)部信號(hào)值的輸出DIRECT=DIR+1;ST_OUT=LIFTOR+1;RUN_WAIT=0,HAND=WAI_T(2)AND(NOTWAI_T(1)ANDWAI_T(0);CLOSEX=CLOSEAND(NOTLADD(1);DELAYX=DELAYAND(NOTLADD(1);-分頻及樓選信號(hào)產(chǎn)生進(jìn)程P1:PROCESS(CLKIN)BEGIN,IF(CLKINEVENTANDCLKIN=1)THENDIVID=NOTDIVID;IF(DIR=1111)THENDIRUR(1)UR(2)UR(3)UR(4)UR(5)UR(6)UR(7)UR(8)UR(9)UR(10)UR(11)UR(12)UR(13)UR(14)UR(15)UR(16)NULL;ENDCASE;,ELSIF(HAND=1)THENCASENUMISWHEN1=UR(1)UR(2)UR(3)UR(4)UR(5)UR(6)UR(7)UR(8)UR(9)UR(10)UR(11)UR(12)UR(13)UR(14)UR(15)UR(16)NULL;ENDCASE;ENDIF;,IF(TDR(1)DR(2)DR(3)DR(4)DR(5)DR(6)DR(7)DR(8)DR(9)DR(10)DR(11)DR(12)DR(13)DR(14)DR(15)DR(16)NULL;ENDCASE;ELSIF(HAND=1)THENCASENUMIS,WHEN1=DR(1)DR(2)DR(3)DR(4)DR(5)DR(6)DR(7)DR(8)DR(9)DR(10)DR(11)DR(12)DR(13)DR(14)DR(15)DR(16)NULL;ENDCASE;ENDIF;,ELSEUR=0000000000000000;DR0)THENLADD(1)IF(UR(2)ORDR(2)0)THENLADD(1)00000000000000)OR(UR(1)ORDR(1)=0)THENLADD0)THENLADD(1)0000000000000)OR(UR(2DOWNTO1)ORDR(2DOWNTO1)=00)THENLADD0)THENLADD(1)000000000000)OR(UR(3DOWNTO1)ORDR(3DOWNTO1)=000)THENLADD0)THENLADD(1)00000000000)OR(UR(4DOWNTO1)ORDR(4DOWNTO1)=0000)THENLADD0)THENLADD(1)0000000000)OR(UR(5DOWNTO1)ORDR(5DOWNTO1)=00000)THENLADD0)THENLADD(1)000000000)OR(UR(6DOWNTO1)ORDR(6DOWNTO1)=000000)THENLADD0)THENLADD(1)00000000)OR(UR(7DOWNTO1)ORDR(7DOWNTO1)=0000000)THENLADD0)THENLADD(1)0000000)OR(UR(8DOWNTO1)ORDR(8DOWNTO1)=00000000)THENLADD0)THENLADD(1)000000)OR(UR(9DOWNTO1)ORDR(9DOWNTO1)=000000000)THENLADD0)THENLADD(1)00000)OR(UR(10DOWNTO1)ORDR(10DOWNTO1)=0000000000)THENLADD0)THENLADD(1)0000)OR(UR(11DOWNTO1)ORDR(11DOWNTO1)=00000000000)THENLADD0)THENLADD(1)000)OR(UR(12DOWNTO1)ORDR(12DOWNTO1)=000000000000)THENLADD0)THENLADD(1)00)OR(UR(13DOWNTO1)ORDR(13DOWNTO1)=0000000000000)THENLADD0)THENLADD(1)0)OR(UR(14DOWNTO1)ORDR(14DOWNTO1)=00000000000000)THENLADDIF(UR(16)ORDR(16)0)THENLADD(1)=0;,ELSELADDNULL;ENDCASE;ENDIF;ENDIF;ELSELADD=00;ENDIF;ENDPROCESS;,-電梯運(yùn)行樓層計(jì)數(shù)及提前/延遲關(guān)門控制進(jìn)程P4:PROCESS(WAI_T,LADD,CLOSEX,DELAYX,DIVID)BEGINIF(DIVIDEVENTANDDIVID=1)THENIF(WAI_T=000ORCLOSEX=1)THENWAI_T=110;ELSEIF(DELAYX=0)THENWAI_T=WAI_T-1;ELSEWAI_T=010;ENDIF;,IF(LADD=11)THENLIFTORUR(1)UR(2)UR(3)UR(4)UR(5)UR(6)UR(7)0)THENLADD(1)IF(UR(2)ORDR(2)0)THENLADD(1)00000000000000)OR(UR(1)ORDR(1)

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