基于FPGA狀態(tài)機的智能手推車(chē)多模式控制應用

　　摘要：本設計采用XILINX Spartan-3E系列FPGA芯片，在基于FPGA(現場(chǎng)可編程門(mén)陣列)器件的設計中，狀態(tài)機是目前應用最普遍的設計方法之一。

　　常用的狀態(tài)機分為Moore型和Mealy型，鑒于智能小車(chē)的控制狀態(tài)需要對傳感器采集到的參數做出實(shí)時(shí)響應，所以需要與時(shí)鐘相同步，因此采用了Moore型狀態(tài)機的設計方法，如圖1所示。

　　超市智能小車(chē)的應用環(huán)境及需求不同，對小車(chē)的控制也對應著(zhù)多種不同的控制模式，這里以小車(chē)的三大功能進(jìn)行多模式控制轉換的說(shuō)明，分別是：手動(dòng)駕駛模式、紅外跟蹤模式以及攝像頭識別跟蹤模式。

　　不同的操作模式用到了不同的信號作為電機的驅動(dòng)單元，為了使每個(gè)控制模式都能獨立行使相應的功能，又不致使信號驅動(dòng)發(fā)生混亂，小車(chē)需要對以上三種不同的控制模式做出切換，以確保小車(chē)的控制單元可以接收到正確的信號。另外，除了以上三個(gè)不同的控制狀態(tài)，還應該定義一個(gè)空閑狀態(tài)，當小車(chē)空閑時(shí)或緊急停止時(shí)可以快速切換到空閑狀態(tài)。這些狀態(tài)之間的切換關(guān)系也應該是無(wú)障礙的自由切換，狀態(tài)轉換圖如圖2所示?！　?/p>

 　　為了實(shí)現狀態(tài)轉換圖所示的控制效果，需要定義一些狀態(tài)轉移的輸入信號，來(lái)對應各狀態(tài)連線(xiàn)上的數字“0”或“1”所對應的轉移條件，這里面的輸入信號是通過(guò)一些特定的指令來(lái)實(shí)現的，指令輸出與狀態(tài)之間的對應關(guān)系如表1所示。