基于FPGA的自動(dòng)門(mén)控制設計

3.1 設計思路

首先畫(huà)出自動(dòng)門(mén)控制器的狀態(tài)圖。分析自動(dòng)門(mén)的運行過(guò)程可知：門(mén)開(kāi)始處于閉合狀態(tài)，有開(kāi)信號則開(kāi)門(mén)，開(kāi)關(guān)門(mén)過(guò)程中如遇到阻力則暫停一段時(shí)間，然后自動(dòng)繼續原來(lái)的開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作。門(mén)在運行過(guò)程中遇到停信號以及起始位置(門(mén)關(guān)時(shí))則停，遇到底(門(mén)全開(kāi)時(shí))位置信號則暫停一段時(shí)間，然后自動(dòng)執行關(guān)門(mén)動(dòng)作。假設x1、x2、x3 分別表示開(kāi)、關(guān)、?？刂菩盘?x4 表示門(mén)在運行過(guò)程中遇到障礙時(shí)傳感器發(fā)出的信號;x5 表示門(mén)完全閉合;x6 表示門(mén)完全打開(kāi)。COUT 為控制器內部的定計時(shí)控制信號(這里假定三個(gè)暫停狀態(tài)的暫停時(shí)間一樣)。

s0 表示電動(dòng)門(mén)處于零位置時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)門(mén)處于關(guān)閉的位置;

s1 表示電動(dòng)門(mén)開(kāi)的狀態(tài)、電機正轉的情況;

s2 表示電動(dòng)門(mén)關(guān)的狀態(tài)、電機反轉的情況;

s3 表示電動(dòng)門(mén)停止時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)要求電機停止轉動(dòng);

s4 表示電動(dòng)門(mén)處于底位置時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)門(mén)處于開(kāi)的臨界位置;

s5 表示在反轉過(guò)程中電動(dòng)門(mén)在遇到障礙時(shí)的暫停狀態(tài);

s6 表示在正轉過(guò)程中電動(dòng)門(mén)在遇到障礙時(shí)的暫停狀態(tài)。Z1、Z2、Z3 分別表示控制器發(fā)給電機控制電路的開(kāi)、關(guān)、?？刂菩盘?。

3.2 自動(dòng)門(mén)控制器的VHDL 語(yǔ)言設計

(1) VHDL 的實(shí)體描述：

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY door IS
PORT（
Clk，reset： IN STD_LOGIC;--時(shí)鐘和復位信號；
X1，x2，x3，x4，x5，x6:OUT STD_LOGIC;--開(kāi)關(guān)量；
Outputs:OUT_LOGIC_VECTOR（1 TO 3）;
Ten:OUT STD_LOGIC）;
END door;

（2） 主控組合進(jìn)程部分程序
PROCESS（current_state，x1，x2，x3，x4，x5，x6）
BEGIN
CASE current_state IS
WHEN so=》comb_output《=’001’;
en《=’0’;
IF x1=’1’ THEN next_state《s1;
………………
ELSE next_state《s0;
………………
END IF;
4 結束語(yǔ)

本文中介紹的自動(dòng)控制系統采用了先進(jìn)的EDA 技術(shù)，從上而下的設計方法，與工藝無(wú)關(guān)的設計思路，使設計者在設計中更多的考慮系統的實(shí)現，更好的簡(jiǎn)化系統，同時(shí)大大縮短了系統的設計完成時(shí)間。EDA 技術(shù)將在自動(dòng)控制中應用會(huì )越來(lái)越廣泛。