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  • 基于CPLD和VHDL的raybet电竞控制系统设计

    2012-03-22 17:31:44

     

    1、引言


          随着社会的发展。使用raybet电竞越来越普遍,已从原来只在商业大厦、宾馆过渡到在办公室、居民楼等多种建筑中,并且对raybet电竞功能的要求也不断提高,其相应控制方 式也在不断发生变化。raybet电竞的微机化控制主要有:PLC控制、单板机控制、单片机控制、单微机控制、多微机控制和人工智能控制等。随着EDA技术的快速发 展,PLD器件已广泛应用于电子设计与控制的各个方面。这里使用CPLD器件,采用VHDL语言设计一个16 楼层单个载客箱的raybet电竞控制系统,此控制系统具有使用安全可靠,功能全面的特点,方便人们生活。

    2
    系统总体设计

         该系统采用单片CPLD器件实现一个多楼层单个载客箱的raybet电竞控制器,该控制器可控制raybet电竞完成 16个楼层的载客服务,而且遵循方向优先的原则,能够提前关raybet电竞门和延迟关raybet电竞门、提供raybet电竞运行的开关控制键同时指示raybet电竞运行情况、楼层间的运行时间以及 raybet电竞所在楼层的等待时间。根据系统设计要求,并考虑到系统设计的可验证性,整个系统的输入、输出接口设计如图1所示。
     
     
    各输入端口的功能如下:

    CLKIN:基准时钟信号,为系统提供2 Hz的时钟脉冲,上升沿有效;
    UPIN:raybet电竞上升请求键。由用户向raybet电竞控制器发出上升请求。高电平有效;
    DOWNIN:raybet电竞下降请求键,由用户向raybet电竞控制器发出下降请求,高电平有效;
    ST_CH[2..0]:楼层选择键人键,结合DIRECT完成楼层选择的键入,高电平有效;
    CLOSE:提前关门输入键.可实现无等待时间的提前关门操作,高电平有效;
    DELAY:延迟关门输入键。可实现有等待时间的延迟关门操作,高电平有效;
    RUN STOP:raybet电竞运行或停止开关键。可实现由管理员控制raybet电竞的运行或停止,高电平有效。

    以下为输出端口:

    LAMP:raybet电竞运行或等待指示键,指示raybet电竞的运行或等待状况。高电平有效;
    RUN_WAIT[3…0]:raybet电竞运行或等待时间指示键,指示raybet电竞运行状况或等待时间的长短,高电平有效;
    ST_OUT[3…0]:raybet电竞所在楼层指示数码管,指示raybet电竞当前所在的楼层数。即1"16层,高电平有效;
    DIRECT[3…0]:楼层选择指示数码管,指示用户所要选择的楼层数,高电平有效。

         该设计中,raybet电竞的控制状态包括运行状态、停止状态及等待状态,其中运行状态又包含向上和向下状态。主要动作有开、关门,停靠和启动。乘客可通过键入开、 关门按钮,呼唤按钮,指定楼层按钮控制raybet电竞。因此,整个raybet电竞控制器应包括5个组成部分:时序输出及楼选计数器;raybet电竞服务请求处理器;raybet电竞升降控制器;上升 及下降寄存器和raybet电竞次态生成器,图2为raybet电竞控制器系统框图。图3为raybet电竞控制器的内部组成结构。
       
       从程序中可以看到,若第3层用户发送上升/下降请求。则raybet电竞处于等待状态;若第3层用户没有发送上升/下降请求,且4~16层的用户发送上升,下降请求,或者1.2层的用户没有发送任何请求,则raybet电竞处于上升状态;反之,raybet电竞处于下降状态。

          程序设计中采用方向优先原则,即若raybet电竞处于上升状态,即使有1,2层用户发出上升/下降请求,raybet电竞也不响应,而继续上升,直到响应完所有4~16层用户 的请求后,再下降;反之,若raybet电竞处于下降状态,即使4~16用户发出上升/下降请求,raybet电竞也不响应,继续下降,直到响应完所有用户的请求后再上升。

          P4进程该进程主要完成raybet电竞运行楼层计数及提前/延迟关门控制。

    3
    VHDL源程序的仿真

          系统程序编写完毕后,在MAX+pluslI软件环境下对其编译仿真。其仿真试验结果如图4所示。

        输入信号为:UPIN,ST_CH,RUN_STOP,DOWNIN,DELAY,CLOSE和CLKIN;输出信号为:ST_OUT, RUN_WAIT,LAMP,DIRECT,DIR,LIFTOR和WAI_T。当时钟上升沿到来时,若WAI_T=0,则它的下一状态为6;因 DELAY信号始终为低电平,故WAI_T依次自减1计数。RUN_WAIT是WAI_T和0的并置运算,故其值和WAI_T相同。

          当时钟上升沿到来时,DIR进行加1计数,且当DIR=0XF时,DIR的下一状态值为0。与此同时,DIR加1并赋值给DIRECT。

          当LAMP为低电平时,raybet电竞处于等待状态,故LIFTOR保持其原值不变保持0和3不变;当LAMP为高电平时,raybet电竞处于运行状态,因UPIN始终为高 电平,DOWNIN始终为低电平,故当RUN_STOP为高电平时,raybet电竞只能处于上升状态,故LIFFOR进行自加1计数,同时,LIFTOR加1赋值给 ST_OUT。

    4
    硬件实验

          在MAx+plusII软件编译完后,采用EPM7128SLC84-6器件下载VHDL源程序,进行硬件试验。
    其下载步骤为:首先,指定采用可编程器件EPM7128SLC84-6;其次,依据输入、输出端口指定与之对应的引脚;然后,使用Pof2Jed软件将 编译后的下载文件*.Pof。转换成*.Jed文件;最后,使用Atmel ISP软件将转换后的*.Jed文件转换成*.Chn文件。

          硬件系统试验表明,输出信号的显示与软件仿真结果完全相符,达到设计要求。

    5
    结论

          该系统软件设计中,成功编译并仿真VHDL源程序,且对仿真图进行合理分析。在硬件实验过程中,对VHDL源程序进行成功下载,所得实验结果与软件仿真结果完全相符,从而证明raybet电竞运行控制器的设计满足系统功能要求。

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