畢業(yè)論文-基于plc的10層電梯控制設計

第1章EDA技術(shù)隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在涉及通信、國防、航天、醫(yī)學、工業(yè)自動化、計算機應用、儀器儀表等領域的電子系統(tǒng)設計工作中，EDA技術(shù)的含量正以驚人的速度上升，電子類高新技術(shù)項目的開發(fā)也更加依賴于EDA技術(shù)的應用。即使是普通的電子產(chǎn)品的開發(fā)，EDA技術(shù)常常使一些原來的技術(shù)瓶頸得以輕松突破，從而使產(chǎn)品的開發(fā)周期大為縮短、性能價格比大幅提高。不言而喻，EDA技術(shù)將迅速成為電子設計領域中的極其重要的組成部分。11EDA技術(shù)的含義及特點EDA（ELECTRONICDESIGNAUTOMATION，電子系統(tǒng)設計自動化）技術(shù)是20世紀90年代初從CAD（計算機輔助設計），CAM（計算機輔助制造），CAT（計算機輔助測試）和CAE（計算機輔助工程）的概念發(fā)展而來的。現(xiàn)代EDA技術(shù)就是以計算機為工具，在EDA軟件平臺上，根據(jù)硬件描述語言HDL完成的設計文件，能自動地完成用軟件方式描述的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、布局布線、邏輯仿真，直至完成對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。設計者的工作僅限于利用軟件的方式來完成對系統(tǒng)硬件功能的描述，在EDA工具的幫助下和應用相應的FPGA/CPLD器件，就可以得到最后的設計結(jié)果。盡管目標系統(tǒng)是硬件，但整個設計和修改過程如同完成軟件設計一樣方便和高效。3可見，利用EDA技術(shù)進行電子系統(tǒng)的設計具有以下幾個特點一是用軟件的方式設計硬件；二是用軟件方式設計的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關的開發(fā)軟件自動完成的；三是采用自頂向下（TOPDOWN）的設計方法；四是設計過程中可用有關軟件進行各種仿真；五是系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級；六是整個系統(tǒng)可集成在一個芯片上，體積小、功耗低、可靠性高。因此，EDA代表了當今電子設計技術(shù)的最新發(fā)展方向。12EDA技術(shù)的主要內(nèi)容EDA技術(shù)涉及面很廣，內(nèi)容豐富，從教學和實用的角度看，主要應掌握如下個4個方面的內(nèi)容一是大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?；二是硬件描述語言；三是軟件開發(fā)工具；四是實驗開發(fā)系統(tǒng)。其中，大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷抢肊DA技術(shù)進行電子系統(tǒng)設計的載體，硬件描述語言是利用EDA技術(shù)進行電子系統(tǒng)設計的主要表達手段，軟件開發(fā)工具是利用EDA技術(shù)進行電子系統(tǒng)設計的智能化的自動設計工具，實驗開發(fā)系統(tǒng)則是利用EDA技術(shù)進行電子系統(tǒng)設計的下載工具及硬件驗證工具。13FPGA、VHDL語言FPGA是英文FIELDPROGRAMMABLEGATEARRAY的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。FPGA采用了邏輯單元陣列（LOA，LOGICCELLARRAY）這樣一個新概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊（CLB，CONFIGURABLELOGICBLOCK）、輸入輸出模塊（IOB，INPUTOUTPUTBLOCK）和內(nèi)部連線（INTERCONNECT）三個部分。FPGA的基本特點主要有（1）采用FPGA設計ASIC電路，用戶不需要投片生產(chǎn)就能得到合用的芯片；（2）FPGA可做其他全定制或半定制ASIC電路的試樣片（3）FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和IO引腳；（4）FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開發(fā)費用最低、風險最小的器件之一；（5）FPGA采用高速CMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容?？梢哉f，F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度和可靠性的最佳選擇之一。目前FPGA的品種很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。VHDL于1983年有美國國防部（DOD）發(fā)起創(chuàng)建，由IEEE進一步發(fā)展并在1987年作為“IEEE標準1076”發(fā)布。從此，VHDL成為硬件描述語言的業(yè)界標準之一。VHDL作為一個規(guī)范語言和建模語言，隨著VHDL的標準化，出現(xiàn)了一些支持該語言的行為仿真器。由于創(chuàng)建VHDL的最初目標是用于標準文檔的建立和電路功能模擬，其基本想法是在高層次上描述系統(tǒng)和元件的行為。但到了20世紀90年代初，人們發(fā)現(xiàn)，VHDL不僅可以作為系統(tǒng)模擬的建模工具，而且可以作為電路系統(tǒng)的設計工具，可以利用軟件工具將VHDL源碼自動地轉(zhuǎn)化為文本方式表達的基本邏輯元件連接圖，即網(wǎng)表文件。這種方法顯然對于電路自動設計師一個極大的推進。很快，電子設計領域出現(xiàn)了第一個軟件設計工具，即VHDL邏輯綜合器，它把標準VHDL的部分語句描述轉(zhuǎn)化為具體電路實現(xiàn)的網(wǎng)表文件。VHDL具有與具體硬件電路無關和與設計平臺無關的特性，并且具有良好的電路行為描述和系統(tǒng)描述的能力，在語言易讀性和層次化結(jié)構(gòu)化設計方面表現(xiàn)了強大的生命力和應用潛力。因此，VHDL支持各種模式的設計方法自頂向下雨自底向上或混合方法，在面對當今許多電子產(chǎn)品生命周期縮短，需要多次重新設計以融入最新技術(shù)、改變工藝等方面，VHDL具有良好的適應性。用VHDL進行電子系統(tǒng)設計的一個很大的優(yōu)點神設計者可以專心致力于其功能的實現(xiàn)，而不需要對不影響功能的與工藝有關的因素花費過多的時間和精力。14QUARTUSII軟件介紹QUARTUSII應用開發(fā)工具提供完整的多平臺設計環(huán)境，它可以輕易滿足特定設計的需要，是可編程片上系統(tǒng)（SOPC）設計的綜合性環(huán)境。QUARTUSII可在個人計算機或UNIX/LINUS工作站上使用，大大簡便了整個設計過程，做到真正的快速CPLD/FPGA應用開發(fā)。與早期的MAXPLUSII開發(fā)工具相比，QUARTUSII提供更為廣泛的器件支持庫、更高的編譯效率、更好的圖形界面和更為便捷的仿真平臺。QUARTUSII全面支持ALTERA公司出品的芯片產(chǎn)品，就40版本而言，它支持的芯片型號包括ACEX1K、APEX全系列、APEXII、基于ARM技術(shù)的EXCALIBUR系列、CYCLONE、FLEX全系列、HARDCOPYSTRATIX、MAXII、MAX全系列、MERCURY、STRATIX、STRATIXII以及STRATIXGX等。QUARTUSII為電路設計者提供了完整的多平臺設計環(huán)境，它可以滿足眾多特定設計的需要。QUARTUSII擁有CPLD/FPGA各個開發(fā)階段對應的開發(fā)工具，設計者通過它的集成開發(fā)環(huán)境可一次性完成整體應用的開發(fā)。圖11所示是利用QUARTUSII完成應用開發(fā)的流程圖。設計實體文件的輸入時序測試、極限逼近整體設計工程更改管理設計調(diào)試過程綜合布局連線時序分析仿真器件編程與配置圖11QUARTUSII設計流程第2章電梯控制系統(tǒng)21設計背景與意義目前國內(nèi)七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，線路復雜，接線多，故障率高，維修保養(yǎng)難，許多已處于閑置狀態(tài)，其拽引系統(tǒng)多采用交流雙速電機系統(tǒng)換速，效率低，調(diào)速性能指標較差，嚴重影響電梯運行質(zhì)量。由于這些電梯交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，交流雙速電機拖動系統(tǒng)性能及乘坐舒適感較差，交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬能耗型調(diào)速的機械部分無大問題，為節(jié)約資金，大部分老式電梯用戶希望對電梯的電氣控制系統(tǒng)進行改造，提高電梯的運行性能。因此對電梯控制技術(shù)進行研究，尋找適合我國老式電梯的改造方法具有十分重要的意義。電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。FPGA/CPLD作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進性，在電梯控制中得到廣泛應用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當前電梯控制和技術(shù)改造的熱點之一。由于FPGA/CPLD具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、設計配置靈活等特點。因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應用。自90年代后期FPGA/CPLD引入我國電梯行業(yè)以來，由FPGA/CPLD組成的電梯控制系統(tǒng)被許多電梯制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中，F(xiàn)PGA/CPLD系統(tǒng)一直是主流控制系統(tǒng)。電梯控制系統(tǒng)分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對電梯運行是乘客的舒適感有著重要影響，而邏輯控制部分則是電梯安全可靠運行的關鍵。為了改善電梯的舒適感和運行的可靠性，現(xiàn)在都改為用FPGA/CPLD來控制電梯的運行，這樣大大提高了電梯的性能。22設計要求采用FPGA設計一個10層的電梯控制系統(tǒng)，用VHDL語言進行程序設計，用QUARTUSII軟件進行結(jié)果仿真。該控制器可控制電梯完成10層樓的載客服務。要求遵循方向優(yōu)先原則，能響應提前關門或延遲關門，并具有超載報警和故障報警；同時指示電梯運行情況和電梯內(nèi)外請求信息。第3章電梯控制系統(tǒng)整體設計方案31不同的方案設計311基于單片機的電梯控制設計方案電梯控制系統(tǒng)的工作原理是當某層有電梯信號輸入時，電梯信號鎖存系統(tǒng)將電梯信號鎖存，待單片機查詢到電梯信號后，根據(jù)電梯信號的位置即樓層數(shù)和電梯所處的位置，決定電梯運行方向，并啟動電梯到電梯層停梯、開門，待乘客進入電梯關門后，再根據(jù)乘客要求把乘客送到目的層。用單片機實現(xiàn)電梯控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖如圖31所示。9電梯上升、下降指示器電梯開關門電路電梯運行電路電梯安全控制電路單片機電梯位置監(jiān)測與顯示電路上、下樓請求信號存儲電路圖31單片機電梯控制系統(tǒng)的方框圖312基于PLC的電梯控制設計方案電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。其基本結(jié)構(gòu)圖如圖32所示，主要硬件包括主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。PC主機CPU存儲器輸出接口輸入接口門機控制拖動控制調(diào)整器指層器并道裝置安全裝置廳外呼梯轎廂操作盤圖32PLC電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖313基于FPGA的電梯控制設計方案該設計采用方向優(yōu)先控制方式方案，并能響應提前關門延時關門，并具有超載報警和故障報警；同時指示電梯運行情況和電梯內(nèi)外請求信息。它主要由4個模塊組成外部數(shù)據(jù)高速采集模塊、信號存儲模塊、基于FPGA的控制器模塊、信號的輸出、顯示模塊。32方案比較與選擇采用單片機的電梯控制系統(tǒng)是以MCS51系列單片機為控制核心與可編程接口芯片和采用串入并出移位寄存器的顯示驅(qū)動電路及帶有比較器的信號輸入濾波電路構(gòu)造的一個主控板并利用軟件手段實現(xiàn)對電梯運行的邏輯控制。結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，耗電量少且便于維修，具有造價低廉，維修方便之特點，但沒FPGA控制方便靈活。采用PLC的電梯控制系統(tǒng)是一種用于自動化控制的專用計算機，實質(zhì)上屬于計算機控制方式。PLC控制一般具有可靠高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。在設計中要使用到變頻器，其功能強，使用靈活，由于PLC的針對性較強，每一臺PLC都是根據(jù)一個設備而設計的，且使用到繼電器，所以價格較昂貴，操作復雜。采用FPGA的電梯控制系統(tǒng)通過對器件內(nèi)部的設計來實現(xiàn)系統(tǒng)功能，是一種基于芯片的設計方法。設計者可以根據(jù)需要定義器件內(nèi)部邏輯和引出端，將電路板設計的大部分工作放在芯片的設計中進行，通過對芯片設計實現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)的邏輯功能。靈活的內(nèi)部功能塊組合，引出端定義等，可大大減輕電路設計和電路板設計和電路板設計的工作量和難度,有效的增強設計的靈活性，提高工作效率。同時采用可編程邏輯器件，設計人員在實驗室可反復編程，修改錯誤，以期盡快開發(fā)產(chǎn)品，迅速占領市場?；谛酒脑O計方法可以減少芯片的數(shù)量，縮小系統(tǒng)體積，降低能源消耗，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。基于FPGA的電梯控制系統(tǒng)比基于單片機的控制更靈活、更方便于設計，基于PLC的控制系統(tǒng)的針對性要強，一臺PLC只針對于一個設備而設計且要使用到繼電器，所以價格昂貴，綜合考慮使用FPGA設計電梯控制系統(tǒng)比較適合。33整體方案設計設計一個10層樓的電梯控制器，該控制器可控制電梯完成10層樓的載客服務而且遵循方向優(yōu)先原則，方向優(yōu)先控制是指電梯運行到某一樓層時先考慮這一樓層是否有請求有，則停止；無，則繼續(xù)前進。停下后再啟動時的步驟考慮前方上方或下方是否有請求有，則繼續(xù)前進；無，則停止；檢測后方是否有請求，有請求則轉(zhuǎn)向運行，無請求則維持停止狀態(tài)。這種運行方式下，電梯對用戶的請求響應率為100，且響應的時間較短，電梯在維修停止狀態(tài)的時候可以進入省電模式，又能節(jié)省大量電能。具體功能如下（1）完成10層樓的載客服務控制；（2）電梯初始位置為第一層；（3）電梯運行時顯示電梯的運行方向和所在的樓層；（4）當電梯到達選擇的樓層時，電梯自動開門；（5）當電梯到達本層時，清除請求；（6）具有提前關電梯門和延時關電梯門的功能；（7）電梯處于等待狀態(tài)時，上升和下降請求都響應；（8）電梯處于上升狀態(tài)時，有上升請求的分控制器所在樓層數(shù)大于電梯所在的樓層數(shù)。（9）電梯處于下降狀態(tài)時，有下降請求的分控制器所在樓層數(shù)小于電梯所在的樓層數(shù)。2系統(tǒng)方框圖如圖33。如果壓力傳感器連續(xù)采集到3次關門中斷信號,則啟動電梯故障信號,除非人為對故障進行清除,否則電梯將保持開門狀態(tài)并不進行任何操作。如果壓力傳感器采集到電梯超載,電梯將報警,并保持開門狀態(tài)不進行任何操作,直到壓力傳感器采集到電梯不再超載。電梯打開后,如果用戶不進行任何操作,電梯3秒后將自動關門,如果用戶按提前關門鍵,電梯將立即響應關門指令?？刂破髂K對電梯內(nèi)及電梯外用戶的上升和下降請求進行處理,處理結(jié)果并置后存入信號存儲模塊。電梯在運行過程中,每到達一層將通過控制器模塊,對信號存儲模塊的存儲指令進行比對,以判斷是否需要停止,并通過光敏采集到的信號來判斷電梯所到達的樓層,并通過顯示模塊進行顯示。1123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE19MAY2010SHEETOFFILEF、MYDESIGNDDBDRAWNBY、FPGA圖33電梯方向優(yōu)先控制方式控制器系統(tǒng)方框圖第4章電梯控制系統(tǒng)的硬件設計41外部數(shù)據(jù)高速采集模塊設計有效的對外部信號采集、處理要求電梯控制器對外部請求信號的實時、準確采集；準確、實時的捕捉樓層到達信號；有效防止樓層到達信號、外部請求信號的誤判?？刂破鞑捎肍PGA作為系統(tǒng)控制的核心，系統(tǒng)時鐘頻率是32MHZ，完全可以滿足實時采集數(shù)據(jù)的要求。由于電路中毛刺現(xiàn)象的存在，信號的純凈度降低，單個的毛刺往往被誤作為系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的觸發(fā)信號，嚴重影響電梯的正常工作?？梢圆捎枚啻螜z測的方法解決這個問題，對一個信號進行多次采樣以保證信號的可信度。外部請求信號的輸入形式為按鍵輸入，到達樓層信號來自光敏傳感器，關門中斷信號及超載信號則產(chǎn)生于壓力傳感器。411鍵盤輸入外部請求信號輸入采用鍵盤輸入，用帶有I/O口的線組成行列結(jié)構(gòu)，按鍵設置在行列的交點上。本題目采用56的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成30個鍵盤，實際使用30個。按鍵設置在行列線交叉點，行、列線分別連接到按鍵開關的兩端。列線通過上拉電阻接5V的電壓，即列線的輸出被鉗位到高電平狀態(tài)。判斷鍵盤中有無按鍵按下時通過行線送入掃描信號，然后從列線讀取狀態(tài)得到的。其方法是依次給行線送低電平，檢查列線的輸入。如果列線信號全為高電平，則代表低電平信號所在的行中無按鍵按下；如果列線有輸入為低電平，則低電平信號所在的行和出現(xiàn)低電平的列的交點處有按鍵按下，電路圖如圖41所示。123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE6MAY2010SHEETOFFILEFBYMYDESIGNDDBDRAWNBYR1RES2R2RES2R3RES2R4RES2R5RES2R6RES2VCC圖41鍵盤輸入電路42信號存儲模塊電梯控制器的請求輸入信號有30個（電梯外有9個上升請求和9個下降請求的用戶輸入端口，電梯內(nèi)有10個請求用戶輸入端口,一個提前關門QUICK,一個清楚報警信號CLR），由于系統(tǒng)對內(nèi)、外請求沒有設置優(yōu)先級，各樓層的內(nèi)、外請求信號被采集后可先進行運算，再存到存儲器內(nèi)。電梯運行過程中，由于用戶的請求信號的輸入是離散的，而且系統(tǒng)對請求的響應也是離散的，因此請求信號的存儲要求新的請求信號不能覆蓋原來的請求信號，只有響應動作完成后才能清除存儲器內(nèi)對應的請求信號位。對應某一樓層的請求信號的存儲、清除電路如圖42所示。圖42請求信號操作電路43基于FPGA的控制器模塊控制器模塊是系統(tǒng)的核心，通過對存儲的數(shù)據(jù)（含請求、到達樓層等信號）進行比較、判斷以驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)的流轉(zhuǎn)。電梯工作過程中共有9種狀態(tài)等待、上升、下降、開門、關門、停止、休眠、超載報警以及故障報警狀態(tài)。一般情況下，電梯工作起始點是第一層，起始狀態(tài)是等待狀態(tài)，啟動條件是收到上升請求?？刂破髂K采用FPGA芯片，編寫控制程序后下載到芯片內(nèi)，實現(xiàn)對電梯系統(tǒng)的控制。其使用的芯片是XILINX公司SPARTANII系列的XC2S155CS144C芯片。SPARTANII器件的集成度可以達到15萬門，系統(tǒng)速度可達到200MHZ,能達到ASIC的性價比。SPARTANII25V現(xiàn)場可編程們SPARTANII器件的工作電壓為25V，采用022M/018MCMOS工藝，6層金屬連線制造。44信號的輸出、顯示模塊本系統(tǒng)的輸出信號有三種一種是電機的升降控制信號（兩位）和開門/關門控制信號；一種是面向用戶的提示信號（含樓層顯示、方向顯示、已接受請求顯示等）；一種是對于超載、故障的報警信號。電機的控制信號一般需要兩位，本系統(tǒng)中電機有3種工作狀態(tài)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)狀態(tài)。兩位控制信號作為一個三路開關選通信號，此三路開關選用模擬電子開關。系統(tǒng)的顯示輸出包括數(shù)碼管請求信號顯示、數(shù)碼管樓層顯示。電路圖如圖43，44所示。123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE6MAY2010SHEETOFFILEFBYMYDESIGNDDBDRAWNBYR1RES2R2RES2R3RES2R4RES2R5RES2R6RES2R7RES2R8RES2R9RES2R10RES2R11RES2R12RES2R13RES2R14RES2R15RES2R16RES2R17RES2R18RES2R19RES2R20RES2R21RES2R22RES2R23RES2R24RES2R25RES2R26RES2R27RES2R28RES2C_U1LEDC_U2LEDC_U3LEDC_U4LEDC_U5LEDC_U6LEDC_U7LEDC_U8LEDC_U9LEDC_D2LEDC_D3LEDC_D4LEDC_D5LEDC_D6LEDC_D7LEDC_D8LEDC_D9LEDC_D10LEDD1LEDD2LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD7LEDD8LEDD9LEDD10LEDGND圖43電梯內(nèi)、外請求信號顯示電路圖圖44數(shù)碼管樓層顯示電路圖本系統(tǒng)具有請求信號顯示功能，結(jié)合方向顯示，可以減少用戶對同一請求的輸入次數(shù)，這樣就延長了電梯按鍵的使用壽命。假如電梯處于向上運動狀態(tài)，初始位置是底層，初始請求是10樓，2樓時進入一人，如果他的目的地是10樓，他看到初始請求是10樓，就可以不再按鍵。同時，電梯外部的人也可以根據(jù)請求信號顯示（上升請求、下降請求、無請求），就可以避免沒必要的重復請求信號輸入。電梯使用時，系統(tǒng)結(jié)合相應的電梯使用規(guī)范完全可以滿足人們的需要，而且效率比較高。圖45報警輸出電路圖報警輸出電路圖主要由頻率放大器構(gòu)成。當電梯內(nèi)超載時，壓力傳感器輸出的電壓超出范圍時，雙限比較器輸出低電平，觸發(fā)了報警電路，發(fā)出報警信號。第5章電梯控制系統(tǒng)軟件設計及仿真51鍵盤輸入軟件設計511鍵盤掃描模塊鍵盤掃描電路是用于產(chǎn)生KEYDRV4到KEYDRV0信號，其變化的順序依次為1111011101110111011101111周而復始地掃描。其停留在每個狀態(tài)的時間大約為10MS更短的停留時間是沒有必要的，因為人按鍵的時間大約為10MS，不可能有更快的按鍵動作發(fā)生；另外，更短的停留時間還容易采集到抖動信號，會干擾判斷。而太長的停留時間則容易丟失某些較快的按鍵動作。鍵盤掃描電路的外部接口如圖51所示。其中CLK_SCAN是周期為10MS的掃描時鐘，KEYDRV為輸出到鍵盤的掃描信號，寬度為5位。鍵盤掃描電路程序LIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLENTITYKEYSANISPORTCLK_SCANINSTD_LOGIC掃描時鐘，周期10MSKEYDRVOUTSTD_LOGIC_VECTOR4DOWNTO0輸出掃描信號ENDKEYSANARCHITECTUREBEHAVIOROFKEYSANISCONSTANTS0STD_LOGIC_VECTOR4DOWNTO0“11110“定義狀態(tài)機編碼CONSTANTS1STD_LOGIC_VECTOR4DOWNTO0“11101“CONSTANTS2STD_LOGIC_VECTOR4DOWNTO0“11011“CONSTANTS3STD_LOGIC_VECTOR4DOWNTO0“10111“CONSTANTS4STD_LOGIC_VECTOR4DOWNTO0“01111“SIGNALPRESENT_STATESTD_LOGIC_VECTOR4DOWNTO0狀態(tài)機現(xiàn)態(tài)SIGNALNEXT_STATESTD_LOGIC_VECTOR4DOWNTO0狀態(tài)機次態(tài)BEGINPROCESSCLK_SCAN狀態(tài)更新進程BEGINIFCLK_SCANEVENTANDCLK_SCAN1THENPRESENT_STATENEXT_STATENEXT_STATENEXT_STATENEXT_STATENEXT_STATENEXT_STATEC_U1C_U2C_U3C_U4C_U5C_U6C_U7C_U8C_U9C_D2C_D3C_D4C_D5C_D6C_D7C_D8C_D9C_D10D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10QUICKCLRTEMP_PRESSEDCNTHIGH/2THENCLK_SCAN3THEDOOR3THENDOOR3THENDOOR“0000000001“THENEN_UP“0000000011“THENEN_UP“0000000011“THENEN_UP“0000000111“THENEN_UP“0000000111“THENEN_UP“0000001111“THENEN_UP“0000001111“THENEN_UP“0000011111“THENEN_UP“0000011111“THENEN_UP“0000111111“THENEN_UP“0000111111“THENEN_UP“0001111111“THENEN_UP“0001111111“THENEN_UP“0011111111“THENEN_UP“0011111111“THENEN_UP“0111111111“THENEN_UP“0111111111“THENEN_UP1OPENDOOR0ENDIFELSIFG101THENLED1“1111001“LED2“0000001“電梯到達10樓，數(shù)碼管顯示10IFD10101ORC_U10101THEND10100C_D10100OPENDOOR1ELSIFDD_CC“1000000000“THENEN_DW1OPENDOOR0ENDIFELSIFEN_UP0EN_DW0電梯進入上升或下降狀態(tài)ENDIFENDIFELSEQ1ALARM0清除超載報警IFD11THEND11D1對電梯內(nèi)人請求信號進行檢測和寄存ELSIFD21THEND22D2ELSIFD31THEND33D3ELSIFD41THEND44D4ELSIFD51THEND55D5ELSIFD61THEND66D6ELSIFD71THEND77D7ELSIFD81THEND88D8ELSIFD91THEND99D9ELSIFD101THEND1010D10ENDIFIFC_U11THENC_U11C_U1對電梯外人上升請求信號進行檢測和寄存ELSIFC_U21THENC_U22C_U2ELSIFC_U31THENC_U33C_U3ELSIFC_U41THENC_U44C_U4ELSIFC_U51THENC_U55C_U5ELSIFC_U61THENC_U66C_U6ELSIFC_U71THENC_U77C_U7ELSIFC_U81THENC_U88C_U8ELSIFC_U91THENC_U99C_U9ENDIFIFC_D21THENC_D22C_D2對電梯外人下降請求信號進行檢測和寄存ELSIFC_D31THENC_D33C_D3ELSIFC_D41THENC_D44C_D4ELSIFC_D51THENC_D55C_D5ELSIFC_D61THENC_D66C_D6ELSIFC_D71THENC_D77C_D7ELSIFC_D81THENC_D88C_D8ELSIFC_D91THENC_D99C_D9ELSIFC_D101THENC_D1010C_D10ENDIFDDD1010電梯內(nèi)人請求信號并置CC_U0電梯外人上升請求信號并置CC_DC_D1010電梯外人下降請求信號并置DD_CCDDORCC_UORCC_D電梯內(nèi)、外人請求信號進行綜合ENDIFUPUPDOWN電梯運行狀態(tài)顯示LED_DDD電梯內(nèi)人請求信號顯示LED_C_UCC_U電梯外人上升請求信號顯示LED_C_DCC_D電梯外人下降請求信號顯示ENDIFENDPROCESSENDBEHAVCLK1FULL2DENG3QUICK4CLR5KEYPRESSED6C_U17C_U28C_U39C_U410C_U511C_U612C_U713C_U814C_U915C_D216C_D317C_D418C_D519C_D620C_D721C_D822C_D923C_D1024D125D226D327D428D529D630D731D832D933D1034G135G236G337G438G539G640G741G842G943G1044DOOR1045LED16046LED26047LED_C_U9048LED_C_D9049LED_D9050WAHAHA51UD52UP53ALARM54DOWN55LIFTINST圖57外部接口圖參考文獻1鄒其洪，李宗倫，黃智偉VHDL/FPGA數(shù)字系統(tǒng)計算機仿真實驗M吉林吉林科學技術(shù)出版社，20062黃智偉FPGA系統(tǒng)設計與實踐M北京電子工業(yè)出版社,20053潘松，黃繼業(yè)EDA技術(shù)實用教程（第二版）M北京科學出版社，20044褚振勇，齊亮，田紅心，高楷娟FPGA設計及應用（第二版）M西安西安電子科技大學出版社，20065求是科技CPLD/FPGA應用開發(fā)技術(shù)與工程實踐M北京郵電出版社，20056朱昌明,洪致育,張惠僑電梯與自動扶梯原理、結(jié)構(gòu)、安裝、測試M上海上海交通大學出版社,19957及力PROTEL99SE原理圖與PCB設計教程M北京電子工業(yè)出版社，20048康華光電子技術(shù)基礎模擬部分（第五版）M北京高等教育出版社，20069李廣弟，朱月秀，冷祖祁單片機基礎（第3版）M北京北京航空航天大學出版社，200710趙家貴，付小美，董平傳感器電路設計手冊M北京中國計量出版社，200211趙負圖現(xiàn)代傳感器集成電路通用傳感器電路M北京人民郵電出版社，200012韓團軍基于VHDL三層電梯控制器的設計J電子技術(shù)應用設計，200513溫陽東,祖?zhèn)?劉友翔電梯運行控制器的研究N合肥工業(yè)大學學報自然科學版,19976,第20卷第3期14高迎慧，侯忠霞,楊成林基于FPGA的自動升降電梯控制器設計N遼寧工程技術(shù)大學學報,20074,第25卷第2期15付家才EDA原理與應用M北京化學工業(yè)出版社,200116王振紅VHDL數(shù)字電路設計與應用實踐教程M北京機械工業(yè)出版社,200317KYOSHIDAANDMTACAO,“AROBUSTCONTROLBASEDONDIISTURBANCEESTIMATIONINROPELESSLINEARELEVATOR”JEIECTRIMACS9918RROBERTS,“CONTROLOFHIGHRISE/HIGHSPEEDELEVATORS”JPROCEEDINGOFACC,PHILADELPHIA1998為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文參考資料，請您刪除以下內(nèi)容，O_O謝謝2MANYPEOPLEHAVETHESAMEMIXEDFEELINGSWHENPLANNINGATRIPDURINGGOLDENWEEKWITHHEAPSOFTIME,THESEVENDAYCHINESE為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文設計參考資料，請您刪除一下內(nèi)容，O_O謝謝NATIONALDAYHOLIDAYCOULDBETHEBESTOCCASIONTOENJOYADESTINATIONHOWEVER,ITCANALSOBETHEEASIESTWAYTORUINHOWYOUFEELABOUTAPLACEANDYOUMAYBECOMEMOREFATIGUEDAFTERTHEHOLIDAY,DUETOBATTLINGTHELARGECROWDSDURINGPEAKSEASON,ADREAMABOUTAPLACECANTURNTONIGHTMAREWITHOUTCAREFULPLANNING,ESPECIALLYIFYOUTRAVELWITHCHILDRENANDOLDERPEOPLEASMOSTCHINESEPEOPLEWILLTAKETHEHOLIDAYTOVISITDOMESTICTOURISTDESTINATIONS,CROWDSANDBUSYTRAFFICAREINEVITABLEATMOSTPLACESALSOTOBEEXPECTEDAREINCREASINGTRANSPORTANDACCOMMODATIONPRICES,WITHTHEPOSSIBILITYTHATTHEREWILLBENOROOMSAVAILABLEITISALSOCOMMONTHATYOULLWAITINTHELINEFORONEHOURTOGETATICKET,ANDANOTHERTWOHOURSATTHESITE,TOONLYSEEATINYBITOFTHEPLACEDUETOTHECROWDSLASTYEAR,428MILLIONTOURISTSTRAVELEDINCHINAOVERTHEWEEKLONGHOLIDAYINOCTOBERTRAVELINGDURINGTHISPERIODISAMATTERTHATNEEDSTHOROUGHPREPARATIONIFYOUARESHORTONTIMETOPLANTHEUPCOMING“GOLDENWEEK“ITMAYNOTBEABADIDEATOAVOIDSOMEOFTHEMOSTCROWDEDPLACESFORNOWTHEREISALWAYSAPLACESOFASCINATINGTHATEVERYONEYEARNSFORARXANISAPLACELIKETHISTHEBEAUTYOFARXANISEVERLASTINGREGARDLESSOFTHECHANGINGOFFOURSEASONSBESTOWEDBYNATURE,ITSSPECTACULARSEASONALLANDSCAPEANDMOUNTAINSAREJUSTBEYONDWORDARXANISACRUCIALDESTINATIONFORTHERECOMMENDEDTRAVELLINGROUTE,“CHINAINNERMONGOLIAARXANHAILARMANZHOULI“ITISALSOTHEJOINTOFTHEFOURPRAIRIESACROSSTHESINOMONGOLIANBORDER,WHEREPEOPLEGRAVITATETOWARDSTHEEXOTICATMOSPHEREMIXEDWITHCHINESE,RUSSIAN,ANDMONGOLIAELEMENTSASAHISTORICSITEFORTHEYITIANBATTLE,ARXANSTILLEMBODIESTHESPIRITOFGENGHISKHANWALKINGINTOARXAN,YOUWILLBEAMAZEDBYAKALEIDOSCOPEOFGORGEOUSCOLORSALLTHEYEARROUNDTHESPRINGAZALEASBLOOMINGREDINTHESNOW,THESUMMERSEAWAVERINGBLUEINTHEBREEZE,THEAUTUMNLEAVESPAINTEDINYELLOWCOVERINGVOLCANICTRACES,ANDTHEWINTERWOODSSHININGWHITEONTHEVASTALPINESNOWSCAPEHINGGANLEAGUEARXANCITYISSITUATEDINTHEFAREASTERNAREAOFINNERMONGOLIAAUTONOMOUSREGIONITSFULLNAME“HARENARXAN“MEANS“HOTHOLYWATER“INTHEMONGOLIANLANGUAGEARXANISATOURISMCITYINTHENORTHERNFRONTIERWITHABLENDOFLARGEFOREST,GRANDPRAIRIES,VASTSNOWFIELD,HEAVENLAKECLUSTER,THERMIUM,ASWELLASVOLCANICCLUSTERITISARAREANDUNIQUEECOTOURISMBASEFILLEDWITHHEALTHYSUNSHINE,CLEANAIRANDUNSPOILEDGREENNESTLEDCLOSETOTHECOUNTRYSLARGESTVIRGINFOREST,ANDKNOWNFORITSSPRINGANDECOLOGICALENVIRONMENT,ARXANISMARVELEDATBYMANYTOURISTSASTHEPURESTLANDONEARTHYOUCANNOTMISSOUTTHEAUTUMNOFARXANITISDEFINITELYTHEBESTWITHBRIGHTLYCOLOREDSCENERYFULLOFEMOTIONSAUTUMNINTHENORTHERNPARTOFTHECOUNTRYCOMESEARLIERTHANTHESOUTHASEPTEMBERRAINFOLLOWEDBYTHEFOOTPRINTSOFAUTUMNBRINGSMORECOLORSTOTHEONCEEMERALDGREENMOUNTAINANDBLOOMINGGRASSLANDSHUTTERBUGSFLOCKTOSEEFORTHEMSELVESTHEMARVELOFSPLENDIDCOLORSAROUNDTHEMOUNTAINSANDWATERS,MANYOFWHOMHAVETRAVELALONGDISTANCEANDEVENCAMPHEREONLYTOCAPTUREAMOMENTOFTHENATUREWONDERTHESILVERBIRCHTURNSGOLDEN,WHILETHELARCHISSTILLPROUDLYGREENYOUWILLFINDYOURSELFDROWNEDINTHEINTOXICATINGREDOFTHEWILDFRUITSASWELLASTHEGLAMOUROFFLOWERSINFULLBLOWNANDYOURHEARTWILLBELINGERINGONTHEWOODSASITSTIMEFORTHEWILDFRUITSTORIPETHEPICTURESQUEARXANINAUTUMNISINDEEDAFAIRYLANDONLYEXISTSINADREAMTHATSATISFIESALLYOURFANTASIESIFITRAINSHEAVILYONSATURDAYNIGHT,SOMEELDERLYCHINESEWILLSAYITISBECAUSEZHINU,ORTHEWEAVINGMAID,ISCRYINGONTHEDAYSHEMETHERHUSBANDNIULANG,ORTHECOWHERD,ONTHEMILKYWAYMOSTCHINESEREMEMBERBEINGTOLDTHISROMANTICTRAGEDYWHENTHEYWERECHILDRENONQIXI,ORTHESEVENTHNIGHTFESTIVAL,WHICHFALLSONTHESEVENTHDAYOFTHESEVENTHLUNARMONTH,WHICHISUSUALLYINEARLYAUGUSTTHISYEARITFALLSONSATURDAY,AUGUST2FOLKLORESTORYASTHESTORYGOES,ONCETHEREWASACOWHERD,NIULANG,WHOLIVEDWITHHISELDERBROTHERANDSISTERINLAWBUTSHEDISLIKEDANDABUSEDHIM,ANDTHEBOYWASFORCEDTOLEAVEHOMEWITHONLYANOLDCOWFORCOMPANYTHECOW,HOWEVER,WASAFORMERGODWHOHADVIOLATEDIMPERIALRULESANDWASSENTTOEARTHINBOVINEFORMONEDAYTHECOWLEDNIULANGTOALAKEWHEREFAIRIESTOOKABATHONEARTHAMONGTHEMWASZHINU,THEMOSTBEAUTIFULFAIRYANDASKILLEDSEAMSTRESSTHETWOFELLINLOVEATFIRSTSIGHTANDWERESOONMARRIEDTHEYHADASONANDDAUGHTERANDTHEIRHAPPYLIFEWASHELDUPASANEXAMPLEFORHUNDREDSOFYEARSINCHINAYETINTHEEYESOFTHEJADEEMPEROR,THESUPREMEDEITYINTAOISM,MARRIAGEBETWEENAMORTALANDFAIRYWASSTRICTLYFORBIDDENHEORDEREDTHEHEAVENTROOPTOCATCHZHINUBACKNIULANGGREWDESPERATEWHENHEDISCOVEREDZHINUHADBEENTAKENBACKTOHEAVENDRIVENBYNIULANGSMISERY,THECOWTOLDHIMTOTURNITSHIDEINTOAPAIROFSHOESAFTERITDIEDTHEMAGICSHOESWHISKEDNIULANG,WHOCARRIEDHISTWOCHILDRENINBASKETSSTRUNGFROMASHOULDERPOLE,OFFONACHASEAFTERTHEEMPRESSTHEPURSUITENRAGEDTHEEMPRESS,WHOTOOKHERHAIRPINANDSLASHEDITACROSSTHESKYCREATINGTHEMILKYWAYWHICHSEPARATEDHUSBANDFROMWIFEBUTALLWASNOTLOSTASMAGPIES,MOVEDBYTHEIRLOVEANDDEVOTION,FORMEDABRIDGEACROSSTHEMILKYWAYTOREUNITETHEFAMILYEVENTHEJADEEMPERORWASTOUCHED,ANDALLOWEDNIULANGANDZHINUTOMEETONCEAYEARONTHESEVENTHNIGHTOFTHESEVENTHMONTHTHISISHOWQIXICAMETOBETHEFESTIVALCANBETRACEDBACKTOTHEHANDYNASTY206BCAD220TRADITIONALLY,PEOPLEWOULDLOOKUPATTHESKYANDFINDABRIGHTSTARINTHECONSTELLATIONAQUILAASWELLASTHESTARVEGA,WHICHAREIDENTIFIEDASNIULANGANDZHINUTHETWOSTARSSHINEONOPPOSITESIDESOFTHEMILKYWAYCUSTOMSINBYGONEDAYS,QIXIWASNOTONLYASPECIALDAYFORLOVERS,BUTALSOFORGIRLSITISALSOKNOWNASTHE“BEGGINGFORSKILLSFESTIVAL“OR“DAUGHTERSFESTIVAL“INTHISDAY,GIRLSWILLTHROWASEWINGNEEDLEINTOABOWLFULLOFWATERONTHENIGHTOFQIXIASATESTOFEMBROIDERYSKILLSIFTHENEEDLEFLOATSONTOPOFTHEWATERINSTEADOFSINKING,ITPROVESTHEGIRLISASKILLEDEMBROIDERSSINGLEWOMENALSOPRAYFORFINDINGAGOODHUSBANDINTHEFUTUREANDTHENEWLYMARRIEDWOMENPRAYTOBECOMEPREGNANTQUICKLYTRADITIONTRANSFORMEDTHELOVESTORYOFNIULANGANDZHINU,ANDTHEQIXIFESTIVALHAVEBEENHANDEDDOWNFORGENERATIONSYETTHESEANCIENTTRADITIONSANDCUSTOMSARESLOWLYDYINGOUTMANYMODERNCHINESE,PARTICULARLYYOUNGSTERS,SEEMTOKNOWMOREABOUTSTVALENTINESDAYONFEBRUARY14,CHARACTERIZEDBYBOUQUETSOFROSES,CHOCOLATESANDROMANTICCANDLELIGHTDINNERS,THANTHEYDOABOUTTHEIRHOMEGROWNDAYFORLOVERSEVENQIXIISNOWADAYSREFERREDTOASTHE“CHINESEVALENTINESDAY“MOREANDMOREYOUNGCHINESEPEOPLEBEGINTOCELEBRATETHISDAYINAVERYSIMILARWAYASTHATINWESTERNCOUNTRIESFEWERPEOPLETHANEVERWILLGAZEATTHEHEAVENSONSATURDAYTOPICKOUTTHETWOSTARSSHININGBRIGHTONEITHERSIDEOFTHEMILKYWAY,THATIS,IFPEOPLEEVENKNOWONWHICHDAYQIXIFALLSTHEREAREREADYREMINDERSDOTTEDABOUT,INTHEFORMOFBIGADSSAYING“SALESONCHINESEVALENTINESDAY“INSHOPS,HOTELSANDRESTAURANTSBUTFEWYOUNGW