VHDL基于FPGA的电梯控制器设计+Quartus仿真+电路图
关键词：电梯控制器；VHDL；EP3C5E144C8,4235
The Design of Elevator Controller Based on FPGA
Abstract: This article introduces a design of the lift controller which is based on FPGA. The design adapts the hardware description language of VHDL and uses quartusⅡ9.0 software for simulations, finally with using the CycloneIII series chip of the EP3C5E144C8 to complete the hardware design. According to the simulation and debugging, the expected function has completed. The design is feasible, low power consumption, cost-effective and strong portability.
Key Words: Elevator controller; VHDL; EP3C5E144C8
目 录
摘要 1
引言 1
1.VHDL和QuartusII简介 2
1.1VHDL语言简介 2
1.2QuartusII介绍 3
2.电梯设计总体方案 3
2.1设计要求 3
2.2设计的总体框图 4
2.3设计流程图 5
2.4设计顶层电路图 6
3.各个组成模块设计 6
3.1系统时钟模块 6
3.2按键输入模块 7
3.3超声波测楼层模块 7
3.4红外传感器模块 8
3.5称重传感器模块 8
3.6电梯主控模块 9
3.7信号存储模块 9
3.8故障报警模块 10
3.9LED显示模块 11
4.仿真与测试 11
5.结束语 15
参考文献 15
附录 16
附录1：分频器程序 16
附录:2：电梯主控模块程序 17
附录3：译码显示程序 20
致谢 22
基于FPGA的电梯控制器设计
引言
随着我国村镇化、城镇化、城市化建设步伐的加快，高层建筑快速增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具与人们的日常生活密不可分。根据国家工程建设标准强制性条文的第4.1.6条的规定：七层及以上住宅或住户入口层楼面距室外设计地面的高度超过16m以上的住宅必须设置电梯。因此，近年来我国电梯安装数量快速增长。根据国家质检总局统计数据，截至2012年底，全国在用电梯总数达到201万台，并以每年20%左右的速度高速增长。目前，我国电梯保有量、年产量、年增长量均位列世界第一。
随着电梯数量的激增、设备的逐步老化，以及我国电梯大客流、高负荷运转等特殊的使用情况出现，电梯事故越来越受到人们的重视。近年来，全国平均每年发生电梯事故40起左右，伤亡40多人，特别是2012年以来电梯事故有上升趋势。所以生产一种更加安全的电梯是非常有必要的，在改进电梯制造工艺流程的同时，电梯的控制方式也在发生变化。
对于电梯的控制，传统的方法是使用继电器-接触器控制系统进行控制，在进入全微机化控制的时代后，微型计算机在电梯控制上的应用日益广泛[1]。电梯的微机化控制主要分为以下几种方式：(1) 单板机控制；(2) PLC控制；(3) 人工智能控制；(4) 单个微机控制；(5) 多个微机控制[2]。伴随着EDA技术的迅速发展，FPGA因为具有能够高速的信号处理、可在线编程、易于实现、开发周期短、便于文护等优点[3]，使FPGA已经广泛应用在电子设计控制的各个方面，这里主要探讨的就是基于FPGA的电梯控制方式。