基于FPGA的电梯控制系统设计

模块3：电机控制模块
本模块输入信号有：上升触发信号(电感器生产up)、下降触发信号(down)、所在楼层(posit)以及下一站楼层(goto)，输出信号：4个位不同相位的电机驱动信号。模块由升降信号触发，经电机状态控制器，产生4个相位的电机驱动信号P[3：0]，输出至电机驱动电路，其频率决定电机转动，其相位决定电机的转动方向。P[3：0]的各频率信号由分频器模块提供。
模块4：显示模块
本模块功能用于电梯所在楼层(posit)、电梯运行状态(updown)的七段码显示或LED显示。以及超载信号(over)的报警和显示。
模块5：功率电感器门控模块
本模块用来控制电梯门状态，由输入门控信号open信号触发开门(doorstat=1)，经过延时，电梯门自动电感器的种类闭合(doorstat=0)。所超载(over=1)，则电梯门不合，电梯保持开门状态，直到超载信号清除。
模块6：分频模块
分频模块用来对系统时钟信号分频，产生向电机控制模块提供的各频率信号。

3 仿真验证
本设计顶层采用模块化设计，各模块采用VerilogHDL硬件描述语言。自顶向下的设计方式，便于程序查错、升级、改进，本设计稍加修改，即可实现任意楼层电梯控制。对所设计程序进行分析、编译、综合、布线后产生的电路进行功能仿一体成型电感器真和时序仿真，均可获得符合设计要求的逻辑值。时序仿真波形如图4所示。

由图4可以看出：控制器始终能有效存储各楼层请求信号，能按照方向优先、循环次序执行各楼层请求。各信号状态符合设计要求。信号延时为10 ns级，在允许塑封电感范围内。
本设计硬件实现采用康芯KX_7CH最小系统版。程序经引脚锁定并编程下载到器件，经测试，逻辑完全正确，达到设计要求。

4 结论
基于FPGA的数字电路设计方式在可靠性、体积、成本上的优势是巨大的，它已经成为实现数字电路的主要手段之一。本文设计的四层电梯控制器，稍加改进即适合于任意楼层，灵活性强，运行可靠，具有很强的适应性和实用性。

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