第10章++车载DVD位控系统的设计与

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1、第10章车载DVD位控系统的设计与分析10.1系统设计要求10.2系统设计方案10.3主要VHDL源程序10.4系统仿真/硬件验证10.5设计技巧分析10.6系统扩展思路10.1系统设计要求根据某车载移动DVD产品机械操作分析结果的要求，具体设计如下：(1)OPEN_CLOSE操作：当系统测试到有一个OPEN_CLOSE高电平信号时，系统就驱动马达1(MOTOR11端)，显示屏从机盒内伸出，距离为142mm，时间为3s。水平移动到指定位置后，关断马达信号MOTOR11。(2)自测向上翻转操作(此操作只在正常开机

2、或关机时使用)：开机时显示屏从机内伸出，到达指定位置，从传感器SENSOR1返回一信号，则开通信号MOTOR21，马达运行时间为3s，向上翻转110°，从传感器SENSOR2返回的信号表明到达指定位置，切断MOTOR21信号。开机过程完成。(3)关机操作：当OPEN_CLOSE为低电平时，系统通过相应的处理模块检测到显示屏所在位置，然后做出相应对策。向下翻转至水平位置后，水平缩进机内。(4)角度调整与水平位置调整操作(TILT调节操作)：如果TILT信号为高电平，系统先测试其为高电平的时间宽度。若为2s时，则调

3、节水平位置，共三个位置，相邻位置间隔为1.5cm；若小于2s时，则调节角度，共三个角度调节位置，相邻角度大小为15°。(5)异常情况处理(异常情况就是在某一运行过程，由于人为地阻止显示屏的正常移动，从而造成长时间的马达过载异常)：由实际情况进行判断，如果是异常情况，则关断马达信号并报警出错；等待OPEN_CLOSE低电平的到来，然后返回机盒内。(6)位置识别、异常情况判断、状态显示、时间显示：在系统对马达进行驱动控制时，都要进行位置识别、异常情况判断，并把检测到的信号通过状态显示模块处理输出。在每一运行过程，输

4、出模块均把此时的时间显示出，最小时间单位为1s。根据以上各种操作及要求，我们可得到各种操作的状态转换图如图10.1所示，系统的有关控制时序如图10.2和图10.3所示。图10.1各种操作的状态转换图图10.2行走(142mm－3s)与翻转(120°－3s)控制时序图图10.3角度调整和水平位置调整控制时序图图10.2和图10.3中的信号说明如下：OPEN/CLOSE：外部开关操作输入信号；TILT：角度调整和水平位置调整信号输入端；P00/IC2.6，P01/IC2.5，P02/IC1.6，P03/IC1.5：

5、驱动信号，高电平有效；M1.1，M1.2：行走马达控制信号，高电平有效，电压为9V；M2.1，M2.2：翻转马达控制信号，高电平有效，电压为9V；Sensor1，Sensor2：分别为行走马达和翻转马达的返回电压信号，系模拟信号。10.2系统设计方案10.2.1系统的总体结构设计根据系统的设计要求，我们可得到移动DVD位控系统DVDWKXT的输入和输出接口如图10.4所示。图中的信号说明如下：CLKIN：外部时钟端输入，8MHz晶振；OPEN_CLOSE：外部开关操作输入电平信号；TILT：外部输入位置调节信号

6、；DATA：8位传感器返回数据；ADCABC00：传感器通道选择信号输出；ADCCLK：模拟转换器的时钟信号；EOC,OP,READ,WRITE：ADC0809的控制信号；MOTOR11_OUT,MOTOR12_OUT,MOTOR21_OUT,MOTOR22_OUT：驱动马达控制信号；DS_TIME,DS_UNIT：时间及单位输出信号；ERROR00,GOOD00：异常，正常输出信号；V_POS1,V_POS2,V_POS3：水平位置输出信号；H_POS1,H_POS2,H_POS3：角度位置输出信号。根据实际

7、要求，上面的各个信号输出为TTL标准电平，输出电流约为5～10mA。图10.4DVDWKXT的输入和输出接口图经过对系统的设计要求进行分析，我们可将整个系统分为7个模块：分频模块FINI、OPEN_CLOSE操作模块OPEN_OP、TILT操作模块TILT_OP、位置判断模块POS_DIFF、异常判断及处理模块ABN_DIFF、判断输出模块OUTPUT、时间及位置显示模块DISPLAY。整个系统的组成框图如图10.5(略）所示。10.2.2系统内各模块的设计分频模块FINI：其功能为对外部输入时钟进行分频，得到

8、周期为1.5ms计数器，并根据反馈信号TIME_S对计时器进行清零。其输入输出接口如图10.6所示，图中的CLKIN为外部时钟输入，TIME_S为定时器清零信号。图10.6分频模块FINI输入输出接口图OPEN_CLOSE操作模块OPEN_OP：其功能为根据反馈的数据和相关的信号，做出具体的马达控制输出。其输入输出接口如图10.7所示，图中的信号TILT_BCD、TILT_FGH为从T