家庭別墅電梯控制系統(tǒng)設計
發(fā)布：admin 瀏覽：133次 發(fā)布時間：2019-04-19 09:18:42
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電子設計自動化技術(shù)是19世紀末21世紀初新興的技術(shù),其在數(shù)字電路設計和日常的控制系統(tǒng)中已經(jīng)體現(xiàn)了強大的功能和優(yōu)勢[1-2]。隨著EDA技術(shù)的飛速發(fā)展，電子系統(tǒng)設計技術(shù)和工具發(fā)生了深刻的變化。大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA的出現(xiàn)給設計人員帶來了極大的方便。
電子設計自動化技術(shù)是19世紀末21世紀初出現(xiàn)的一種技術(shù)。
它在數(shù)字電路設計和日常控制系統(tǒng)中發(fā)揮了強大的功能和優(yōu)勢。隨著EDA技術(shù)的飛速發(fā)展，電子系統(tǒng)設計技術(shù)和工具發(fā)生了深刻的變化。大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA的出現(xiàn)給設計人員帶來了極大的方便。
硬件描述語言HDL是利用可編程邏輯器件（PLD）開發(fā)的，主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、功能和接口。
它是電子設計自動化（EDA）的關(guān)鍵技術(shù)之一。它通常采用自上而下的設計方法，即根據(jù)系統(tǒng)的整體要求進行設計。
目前，我已經(jīng)看到一些使用FPGA實現(xiàn)電梯控制系統(tǒng)的設計文章。在這些文章中沒有看到任何樓層的控制器算法，并且任何層數(shù)的控制器算法都是為了確保控制器的實用性和應用。性的關(guān)鍵。因此，本文嘗試利用EDA技術(shù)設計N層電梯控制系統(tǒng)。具體思想是：首先給出電梯控制器的算法，然后在硬件平臺上實現(xiàn)并驗證。
1 電梯控制系統(tǒng)要求
電梯控制系統(tǒng)通常包括圖1中的功能：電梯升降、停車、電梯門開關(guān)、請求信號顯示、樓層顯示、過載、故障報警。其中，過載和故障報警需要使用傳感器，而且控制比較簡單，所以本文不再討論。
本文主要研究涉及其它功能的控制器算法。
深圳信息職業(yè)技術(shù)學院第一教學樓電梯，其電梯控制器實現(xiàn)以下功能：
（1）電梯內(nèi)的每層都有一個相應的STop按鈕;電梯的每一層除頂層外還有一個向上按鈕，每層除了底層外都有一個向下按鈕;按下向上按鈕以指示圖層將轉(zhuǎn)到上層，向下按下按鈕時，圖層將轉(zhuǎn)到下層，按下停止按鈕以指示某人將要離開電梯。對于停止、向上、向下按鈕，當按下時，相應的指示燈亮起，直到滿足要求為止，指示燈熄滅；
（二）電梯運行期間，升、降、停時應打開相應的指示燈，并隨時顯示樓層；
（4）電梯下降過程中，首先滿足向下的需求，對于高層或者向上的需求，在電梯下降過程中會記錄該需求，然后在電梯向下需求全部滿足后電梯再次上升的過程中給予滿足。
(4)在電梯下降過程中，首先滿足下行需求。對于高層或向上的需求，在電梯下降的過程中記錄需求，然后在電梯再次上升的過程中，在所有電梯向下的需求得到滿足后，才能滿足電梯的需求。
設計的電梯控制器的基本要求是滿足電梯實際運行的上述要求。
2 電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)
2.1 整體方案設計
總體設計包括四個模塊。各模塊功能描述如下：
a。分頻器模塊：該模塊實現(xiàn)任意時鐘頻率輸入和任意頻率輸出的功能，輸出頻率精度為1 Hz；模塊輸入為系統(tǒng)工作時鐘CLK，系統(tǒng)復位信號為第一級，輸出為分頻時鐘。該模塊定義如下：
module freq_div（reset,clk,keyclk,liftclk）；模塊中keyclk為處理按鍵時鐘，liftclk為電梯運行控制時鐘。
b.密鑰請求模塊：該模塊記錄并處理每個樓層的上下按鈕和停止按鈕。模塊端口如下：
module key_reqreset,keyclk,當對應位置1指示按下指示層的按鈕時，停止/電梯內(nèi)各層的按鈕，每個表示1層；向上，/每層向上按鈕(頂層無)，每1位表示1層，當對應位置1表示按下“向上”按鈕時
down, //各樓層down按鈕（底層無），每1位代表1層，當相應位置1時表示該層down按鈕被按下；
stop_r, //電梯內(nèi)各層按鍵信息
down_r, //電梯外各層向下按鍵信息
down_r, //電梯外各層向下按鍵信息c。
電梯控制器模塊和指示模塊：該模塊控制電梯的操作，并根據(jù)各層按鈕的按鍵設置指示燈。該模塊定義如下：
module Lift_cONtrol
keyclk, //處理按鍵時鐘
liftclk, //電梯運行控制時鐘
reset, //電梯復位按鈕，復位后電梯停在一樓；
stop_r, //電梯內(nèi)各層按鍵信息
down_r, //電梯外各層向下按鍵信息
up_r, //電梯外各層向上按鍵信息
位置，//當前樓層位置，每個樓層代表一個樓層，當相應的位置1指示電梯運行到該樓層時；
uplight, //除頂層外各層外部按鈕指示燈，每1位代表1層，當相應位置1時表示該層up燈亮；
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