基于FPGA的自動門控制設計

3.1 設計思路

首先畫出自動門控制器的狀態圖。分析自動門的運行過程可知：門開始處于閉合狀態，有開信號則開門，開關門過程中如遇到阻力則暫停一段時間，然后自動繼續原來的開關門動作。門在運行過程中遇到停信號以及起始位置(門關時)則停，遇到底(門全開時)位置信號則暫停一段時間，然后自動執行關門動作。假設x1、x2、x3 分別表示開、關、停控制信號;x4 表示門在運行過程中遇到障礙時傳感器發出的信號;x5 表示門完全閉合;x6 表示門完全打開。COUT 為控制器內部的定計時控制信號(這里假定三個暫停狀態的暫停時間一樣)。

s0 表示電動門處于零位置時的狀態，此時電動門處于關閉的位置;

s1 表示電動門開的狀態、電機正轉的情況;

s2 表示電動門關的狀態、電機反轉的情況;

s3 表示電動門停止時的狀態，此時要求電機停止轉動;

s4 表示電動門處于底位置時的狀態，此時電動門處于開的臨界位置;

s5 表示在反轉過程中電動門在遇到障礙時的暫停狀態;

s6 表示在正轉過程中電動門在遇到障礙時的暫停狀態。Z1、Z2、Z3 分別表示控制器發給電機控制電路的開、關、停控制信號。

3.2 自動門控制器的VHDL 語言設計

(1) VHDL 的實體描述：

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY door IS
PORT（
Clk，reset： IN STD_LOGIC;--時鐘和復位信號；
X1，x2，x3，x4，x5，x6:OUT STD_LOGIC;--開關量；
Outputs:OUT_LOGIC_VECTOR（1 TO 3）;
Ten:OUT STD_LOGIC）;
END door;

（2） 主控組合進程部分程序
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

本文中介紹的自動控制系統采用了先進的EDA 技術，從上而下的設計方法，與工藝無關的設計思路，使設計者在設計中更多的考慮系統的實現，更好的簡化系統，同時大大縮短了系統的設計完成時間。EDA 技術將在自動控制中應用會越來越廣泛。