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1、2011年9月1日现代电子技术Sep.2011第34卷第17期ModernElectronicsTechniqueVol.34No.17基于FPGA的电梯控制系统设计孙艳敏,庞学民,岳彩青,党志军(解放军信息工程大学理学院,河南郑州450001)摘要:介绍了基于FPGA的四层电梯控制系统的设计。该系统采用Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA芯片EP2C5T144作为主控制芯片,采用Verilog-HDL编程描述,实现对电梯的智能控制,经仿真验证,完成所要求功能。该设计采用模块化编程,升级可实现任意多层电梯系统,具有很强的适应性和实用性。关键词:电梯控制;FPG
2、A;Verilog;控制模块中图分类号:TN915-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2011)17-0208-03DesignofElevatorControlSystemBaseonFPGASUNYan-min,PANGXue-min,YUECa-iqing,DANGZh-ijun(InstituteofScience,InformationEngineeringUniversity,Zhengzhou450001,China)Abstract:Thedesignoffour-floorelevatorcontrolsystembase
3、donFPGAisintroduced.ThesystemusestheFPGAchipEP2C5T144inCycloneIIseriesofAlteracompanyasthemaincontrolchipandadoptsVerilog-HDLtocarryoutProgramde-scriptiontorealizetheintelligentcontroloftheelevator.Thesimulationresultprovestherequiredfunctionsinthesystemde-sign.Thedesignemploysthemodularpr
4、ogramming,whichcanimplementthecontrolofarbitrarymult-ifloorelevatorsystemafterupgrading.Theelevatorcontrolsystemhasstrongadaptabilityandpracticality.Keywords:elevatorcontrol;FPGA;Verilog;controlmodule号:上升下降请求按键,所在楼层显示,电梯运行状态0引言显示。随着社会的发展,电梯的使用越来越普遍,对电梯(2)能够存储请求信号,电梯上升(下降)过程中,功能的要求也不断提高,其
5、相应控制方式也在不断发生根据电梯的运行状态,首先按方向优先、循环次序响应变化。电梯的微机化控制主要有:PLC控制、单板机控各请求。制、单片机控制、单微机控制、多微机控制和人工智能控(3)到达请求楼层后,该层的指示灯亮,电梯门自[1-2]制等。随着专用集成电路ASIC设计技术和EDA动打开,开门指示灯亮。延时等待时间后,电梯门自动技术的发展,可编程逻辑器件的广泛使用,为数字系统关闭(开门指示灯灭),电梯继续运行。电梯空闲时,停设计带来了革命性的变化,改变了传统的电路设计中使在0层。用的芯片多、电路复杂、出现问题不易查找、不易进行功(4)具有超载报警功能。[3-4]1.2电梯
6、控制系统硬件结构能扩展的缺点。本设计使用FPGA器件作为主控电梯控制系统硬件结构如图1所示。制芯片,采用Verilog-HDL语言设计一个四楼层单个载客箱的电梯控制系统,设计采用模块化设计,便于修改和升级,可稍加改进,实现多层电梯控制。1电梯控制系统总体设计1.1设计任务及要求设计一个四层电梯控制系统,要求如下:图1系统硬件结构框图(1)各层电梯内部信号:各楼层请求按键、开关门如图1所示,该系统主要由FPGA控制器、各输入请求按键,所在楼层显示,电梯运行状态显示。外部信信号模块、输出驱动模块组成。FPGA控制模块的输入信号有:电梯内外请求信号、楼层到达信号、重启超载报
7、收稿日期:2011-03-29第17期孙艳敏等:基于FPGA的电梯控制系统设计209警等信号;其输出信号分别驱动显示电路、电梯开关门运行划分为4个状态,分别为:上升、下降、停止、空闲。电路、电机驱动电路、以及其他如报警电路等。FPGA控制系统的状态转换图如图3所示。控制模块是本设计的核心。2FPGA控制器的设计与实现本设计的开发软件使用Altera公司的QuartusⅡ[5][6]集成开发环境,采用自上而下的设计方法,模块设[7]计与Verilog-HDL描述相结合的输入方式,便于程序的维护与升级。FPGA控制器
