課程設計實驗報告基于CPLDEDA的電梯控制系統(tǒng)

1、基于sopc/eda的電梯控制系統(tǒng)目錄第一章 電梯的概述21.1電梯的定義21.2電梯微機化控制分類2第二章 sopc/eda在電梯控制中的應用32.1 項目實現(xiàn)原理32.2 項目分塊及其實現(xiàn)方案42.3 分塊源程序52.4 仿真波形132.5 總體組裝圖142.6 引腳綁定表142.7 硬件測試結果及其分析14設計總結15參考文獻15第一章 電梯的概述1.1 電梯的定義隨著社會的發(fā)展，科技的進步，電梯的使用越來越普遍，已經(jīng)從商業(yè)大廈、賓館使用，過渡到在辦公樓、民居樓等場所使用，而且對電梯的控制系統(tǒng)功能的要求也越來越多，相應的電梯的控制系統(tǒng)也在不斷的發(fā)生變化。對于電梯的控制，傳統(tǒng)的方法是使用繼

2、電器接觸器控制系統(tǒng)進行控制，隨著技術的不斷發(fā)展，微型計算機在電梯控制上的應用日益廣泛，現(xiàn)在已進入全微機化控制的時代。電梯是服務于規(guī)定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的傾角小于15度的鋼性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)，是輸送人員或貨物的垂直提升設備的交通工具。1.2 電梯微機化控制分類電梯的微機化控制主要有以下幾種形式：plc控制；單片機控制；單板機控制；單微機控制；多微機控制；人工智能控制。第二章 sopc/eda在電梯控制中的應用2.1 項目實現(xiàn)原理根據(jù)系統(tǒng)設計要求，并考慮到系統(tǒng)的可檢驗性，整個系統(tǒng)的輸入輸出接口設

3、計如圖2-1所示：系統(tǒng)工作用2hz基準時鐘信號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，提前關門輸入鍵close,延遲關門輸入鍵delay，電梯運行的開關鍵run_stop，電梯運行或停止指示鍵lamp,電梯運行或等待時間指示鍵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. dtkzqclkin lampupin downinst_ch1 ru_waitclose st_outdelay directrun_stop圖 2.1 電梯控制器dtkzq的輸入輸出接口圖各輸入端口的功能如下：clkin:基準時鐘信

4、號，為系統(tǒng)提供2hz的時鐘脈沖，上升沿有效；upin:電梯上升請求鍵。由用戶向電梯控制器發(fā)出上升請求。高電平有效；downin:電梯下降請求鍵，由用戶向電梯控制器發(fā)出下降請求。高電平有效；st_ch2.0:樓層選擇鍵入鍵，結合direct完成樓層選擇的鍵入，高電平有效；close:提前關門輸入鍵?？蓪崿F(xiàn)無等待時間的提前關門操作，高電平有效；delay:延遲關門輸入鍵?？蓪崿F(xiàn)有等待時間的延遲關門操作，高電平有效；run_stop:電梯運行或停止開關鍵。可實現(xiàn)由管理員控制電梯的運行或停止，高電平有效。一下為輸出端口：lamp:電梯運行或等待指示鍵，指示電梯的運行或等待狀況。高電平有效；run_wa

5、it:電梯運行或等待時間指示鍵，指示電梯運行狀況或等待時間的長短，高電平有效；st_out:電梯所在樓層指示數(shù)碼管，只是電梯當前所在的樓層數(shù)。即15層，高電平有效；direct:樓層選擇指示數(shù)碼管，指示用戶所要選擇的樓層數(shù)，高電平有效。2.2 項目分塊及其實現(xiàn)方案電梯的控制狀態(tài)包括運行狀態(tài)停止狀態(tài)及等待狀態(tài)，其中運行狀態(tài)又包含向上狀態(tài)和向下狀態(tài)。主要動作有開、關門，乘客可通過鍵入開、關門按鍵，呼喚按鍵，指定樓層按鈕等來控制電梯的行與停。據(jù)此，整個電梯控制器dtlzq應包括如下幾個組成部分：時序輸出及樓選計數(shù)器；電梯服務請求處理器；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

6、計的關鍵是確定上升及下降寄存器的置位與復位。整個系統(tǒng)的內(nèi)部組成結構圖2.2所示。電梯服務請求處理器時序輸出及樓選計數(shù)器（dir）drectclkinuoindowninst_ch電梯升降 控制器（liftor）delay電梯次態(tài)生成器（ladd）上升請求寄存器（ur）下降請求寄存器（dr）closerun_stoplamprun_waitst_out圖2.2 電梯控制器的內(nèi)部組成結構圖時鐘clk請求信號輸入模塊樓層請求超 載超 載關門中斷提前關門清楚報警控制模塊 輸出顯示模塊請求信號顯示運行狀態(tài)顯示所在樓層顯示門控制信號超載報警 圖2.3 電梯控制器系統(tǒng)框圖2.3 分塊源程序2.3.1 主要v

7、hdl 源程序-dtkzq.vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all ;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity dtkzq isport(clkin:in std_logic; upin:in std_logic; downin:in std_logic; st_ch:in std_logic; close:in std_logic; delay:in std_logic; run_stop:in std_logic; lamp:out std_logi

8、c;run_wait:out std_logic_vector(3 downto 0); st_out:out std_logic_vector(3 downto 0); direct:out std_logic_vector(3 downto 0);end entity dtkzq;architecture art of dtkzq issignal ur,dr:std_logic_vector(16 downto 1);signal dir,liftor:std_logic_vector(3 downto 0);signal wai_t:std_logic_vector(2 downto

9、0);signal divid,hand:std_logic;signal ladd:std_logic_vector(1 downto 0);signal closex,delayx,lamp0:std_logic;begin 2.3.2 內(nèi)部信號值的輸出direct=dir+1; st_out=liftor+1; run_wait=0&wai_t; p0:process(clkin) is begin if (clkinevent and clkin=1) then lamp=ladd(1); end if;end process p0;hand=wai_t(2)and (not wai_

10、t(1)and wai_t(0);closex=close and (not ladd(1);delayx=delay and (not ladd(1);2.3.3 分頻及樓選信號產(chǎn)生進程p1:process(clkin)beginif (clkinevent and clkin=1) then divid=not divid; if (dir=1111) then dir=0000; else dirnum)and (st_ch=1)or (upin=1)then case t is when 1 = ur(1) ur(2) ur(3) ur(4) ur(5)null; end case;e

11、lsif (hand=1)then case num is when 1 = ur(1) ur(2) ur(3) ur(4) ur(5)null; end case; end if;if (t dr(1) dr(2) dr(3) dr(4) dr(5)null; end case; elsif (hand=1) then case num iswhen 1 = dr(1) dr(2) dr(3) dr(4) dr(5)null; end case; end if;else ur=0000000000000000; dr=0000000000000000; end if; end process

12、;2.3.5 電梯運行次態(tài)的控制進程p3:process(ur,dr,liftor,ladd,wai_t,run_stop)begin if (run_stop=1) then if (wai_t=110) then if (ur or dr)=0000000000000000) then ladd(1)if (ur(1)or dr(1)0) then ladd(1)=0; else laddif (ur(2)or dr(2)0) then ladd(1)00000000000000) or(ur(1)or dr(1)=0) then ladd =11; else laddif (ur(3)

13、or dr(3)0) then ladd(1)0000000000000) or(ur(2 downto 1) or dr(2 downto 1)=00) then ladd=11; else laddif (ur(4) or dr(4)0) then ladd(1)000000000000) or(ur(3 downto 1) or dr(3 downto 1)=000) then ladd=11; else laddif (ur(5) or dr(5)0) then ladd(1)00000000000) or(ur(4 downto 1) or dr(4 downto 1)=0000)

14、then ladd=11; else laddif (ur(6) or dr(6)0) then ladd(1)0000000000 ) or(ur(5 downto 1) or dr(5 downto 1)=00000) then ladd=11; else laddif (ur(7) or dr(7)0) then ladd(1)000000000) or(ur(6 downto 1) or dr(6 downto 1)=000000) then ladd=11; else laddif (ur(8) or dr(8)0) then ladd(1)00000000 ) or(ur(7 do

15、wnto 1) or dr(7 downto 1)=0000000) then ladd=11; else laddif (ur(9) or dr(9)0) then ladd(1)0000000 ) or(ur(8 downto 1) or dr(8 downto 1)=00000000)then ladd=11; else laddif (ur(10) or dr(10)0) then ladd(1)000000 ) or(ur(9 downto 1) or dr(9 downto 1)=000000000) then ladd=11; else laddif (ur(11) or dr(

16、11)0) then ladd(1)00000) or(ur(10 downto 1) or dr(10 downto 1)=0000000000) then ladd=11; else laddif (ur(12) or dr(12)0) then ladd(1)0000 ) or(ur(11 downto 1) or dr(11 downto 1)=00000000000) then ladd=11; else laddif (ur(13) or dr(13)0) then ladd(1)000 ) or(ur(12 downto 1) or dr(12 downto 1)=0000000

17、00000) then ladd=11; else laddif (ur(14) or dr(14)0) then ladd(1)00 ) or(ur(13 downto 1) or dr(13 downto 1)=0000000000000) then ladd=11; else laddif (ur(15)or dr(15)0) then ladd(1)0) or (ur(14 downto 1) or dr(14 downto 1)=00000000000000) then ladd=11; else laddif (ur(16) or dr(16)0) then ladd(1)=0;

18、else laddnull; end case; end if; end if; else ladd=00; end if; end process;2.3.6 電梯運行樓層計數(shù)及提前/延遲關門控制進程p4:process(wai_t,ladd,closex,delayx,divid) begin if (dividevent and divid=1) then if (wai_t=000 or closex=1) then wai_t=110; else if (delayx=0)then wai_t=wai_t-1; else wai_t=010; end if;if (ladd=11) then liftor=liftor+1; elsif (ladd=10) then liftor=liftor-1; end if; end if; end if; end process;end archit