基于EDA技術的自動門控制系統設計

　　3 基于FPGA 的自動門主控制電路

　　用 VHDL 進行電子系統設計的優點是從上而下的設計方法，設計者不用考慮實際工藝，可以全心在思路設計上，這樣更有利于系統的簡單和實際應用。

　　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_states1;
　　………………
　　ELSE next_states0;
　　………………
　　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。