基于FPGA的电梯控制器的设计

作者：赵建鹏 朱小东 耿俊玲

来源：《科技资讯》 2011年第26期

摘要：本设计采用FPGA来实现九层电梯控制，电梯控制器主要完成控制电梯运行、显示电梯运行状况、电梯所在楼层,内部外部选择及语音报楼层等功能。主要分为主控制模块、点阵显示译码模块和语音模块三个模块，在EXP-EPM3128/3256芯片中完成电梯的运行，然后通过16*16LED的点阵完成显示，语音模块完成语音报楼层。

关键词：电梯 点阵 控制器 楼层 显示 语音

中图分类号：TB486 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2011)09(b)-0000-00

随着科学的进步，电子电路设计在方法和工具上发生了巨大的改革。可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用的广泛普及，为数字系统的设计带来了极大的灵活性，改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。

EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，利用计算机完成大量工作，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图1的整个过程在计算机上自动完成。目前EDA技术的应用非常广泛，在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有应用。

1 系统设计

1.1 设计思路

本设计利用EXP-EPM3128/3256编程，结合16*16点阵设计的一个简易的电梯控制器。其中包括电梯运行楼层显示、电梯运行状况显示、电梯内部外部选择等基本功能，并可以语音报楼层。整个电梯运行控制过程为：当电梯控制器的运行开关（run）打开时电梯开始运行，这时人们可以通过电梯控制器的内部选择开关(nq)及外部选择开关（wq）选择所需要到达的楼层，然后由寄存器将这些请求记录下来，电梯按照先上后下先里后外的原则开始运行，当到达所选的

楼层时，（箭头状态）通过16*16的点阵显示出来。系统框图、原理图分别如图1、图2所示：

1.2 软件设计

对于不同的信号，在程序中自动将其区分并执行对应的操作，具体工作流程见下图3所示：

1.2 硬件设计

硬件电路主要包括主控制器模块，通过信号的扫描，在不同的信号调用对应的函数，从而完成电梯运行的控制功能。整个过程按照先上后下，先里后外的原则运行，然后把运行的结果传给显示模块由其译码，同时将信号传给语音模块。

显示模块，要实时的显示出电梯的运行状态，因此，本模块从主控制器模块接收到关于运行结果的信号，将其进行译码然后传给外部点阵，由外部点阵显示出当前的电梯运行状态。

语音模块，接收从主控制器模块传来的信号并做适当处理，然后驱动外部语音硬件发出对应声音。

2 系统仿真

系统仿真图如下：

结语

理论分析和仿真结果表明，利用FPGA设计电梯控制器，电路简便易于实现。功能的添加和完善也更加方便灵活，当需添加新的功能时，只需修改程序和增加相应的外围电路即可。并且整个系统结构设计合理，功能实现较好，系统性能优良。