基于EDA 技術(shù)（FPGA）的自動門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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MC33033 應(yīng)用到自動門的電機(jī)控制時，將邏輯運(yùn)算電路得出的停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)作為三個輸入信號（優(yōu)先級高低順序是停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，正常情況下三個信號中有且僅有一個有效)。正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)信號經(jīng)過邏輯門接入MC33033 的3 端，如果該端為高電平時，MC33033 將使AT 輸出高電平，同時CB 端輸出PWM 調(diào)制波形，相應(yīng)控制開關(guān)動作，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)并進(jìn)行速度調(diào)整；反之，MC33033 將使AB 輸出高電平，同時CT 端輸出PWM 調(diào)制波形，相應(yīng)控制開關(guān)動作，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)并進(jìn)行速度調(diào)整。低電平時，停止信號接入到MC33033 的19 端(使能端)，如果它為高電平時，芯片將停止正常工作，此時就能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的停轉(zhuǎn)。這就是電機(jī)部分如何實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止以及正反轉(zhuǎn)分別調(diào)速的原理。
用 VHDL 進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是從上而下的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者不用考慮實(shí)際工藝，可以全心在思路設(shè)計(jì)上，這樣更有利于系統(tǒng)的簡單和實(shí)際應(yīng)用。
3.1 設(shè)計(jì)思路
首先畫出自動門控制器的狀態(tài)圖。分析自動門的運(yùn)行過程可知：門開始處于閉合狀態(tài)，有開信號則開門，開關(guān)門過程中如遇到阻力則暫停一段時間，然后自動繼續(xù)原來的開關(guān)門動作。門在運(yùn)行過程中遇到停信號以及起始位置（門關(guān)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(zhí)行關(guān)門動作。假設(shè)x1、x2、x3 分別表示開、關(guān)、?？刂菩盘?；x4 表示門在運(yùn)行過程中遇到障礙時傳感器發(fā)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(nèi)部的定計(jì)時控制信號(這里假定三個暫停狀態(tài)的暫停時間一樣)。
s0 表示電動門處于零位置時的狀態(tài)，此時電動門處于關(guān)閉的位置；s1 表示電動門開的狀態(tài)、電機(jī)正轉(zhuǎn)的情況；s2 表示電動門關(guān)的狀態(tài)、電機(jī)反轉(zhuǎn)的情況；s3 表示電動門停止時的狀態(tài)，此時要求電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；s4 表示電動門處于底位置時的狀態(tài)，此時電動門處于開的臨界位置；s5 表示在反轉(zhuǎn)過程中電動門在遇到障礙時的暫停狀態(tài)；s6 表示在正轉(zhuǎn)過程中電動門在遇到障礙時的暫停狀態(tài)。Z1、Z2、Z3 分別表示控制器發(fā)給電機(jī)控制電路的開、關(guān)、?？刂菩盘枴?p>3.2 自動門控制器的VHDL 語言設(shè)計(jì)
(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;--時鐘和復(fù)位信號；
X1,x2,x3,x4,x5,x6:OUT STD_LOGIC;--開關(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_states1;
………………
ELSE next_states0;
………………
END IF;
4 結(jié)束語
本文中介紹的自動控制系統(tǒng)采用了先進(jìn)的EDA 技術(shù)，從上而下的設(shè)計(jì)方法，與工藝無關(guān)的設(shè)計(jì)思路，使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)中更多的考慮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，更好的簡化系統(tǒng)，同時大大縮短了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成時間。EDA 技術(shù)將在自動控制中應(yīng)用會越來越廣泛。
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