基于FPGA和单片机的电梯模型设计.doc

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1、湖南工业大学本科生毕业设计（论文）摘要基于FPGA的电梯控制系统的设计采用了可编程逻辑器件，并用超高速硬件描述语言VHDL在Xilinx公司的SpartanⅡ系列的xc2s100e-6pq-208芯片上编程实现了整个系统的控制部分。由分频模块、信号采集模块、状态检测与控制模块和电机模块四个模块构成的电梯自动控制系统中融入了“智能化”的调度规则，譬如开/关门自动保护功能、电梯的准确平稳平层、楼层提示及显示电梯的运行状态等诸多“人性化”的设计，实用价值高，可行性强。模型电梯部分的制作没有采取一般的机械模型

2、，而是采用的制作容易、可观赏的透明塑料板子制作的模型。电梯模型可以通过外部的按键进行控制，操作人员则通过外部的透明板子对电梯的运转情况进行监测。按照控制要求，模型电梯应能响应主控制器的要求，并且将传感器的检测信号准确地传回控制器。我们将5层楼的传感器准确地定位在各自的楼层检测位置上，通过装在电梯轿厢上的红外发射管控制传感器接收信号。整个模型仿真运行正常，稳定可靠。关键词：FPGAVHDL电梯模型传感器IV湖南工业大学本科生毕业设计（论文）IV湖南工业大学本科生毕业设计（论文）目录第1章绪论11.1选题

3、的背景、目的及意义11.2电梯国内外研究现状11.3基于FPGA和单片机的电梯模型设计的设想与方法2第2章总体方案42.1方案的选择与论证42.2总体方案的设计5第3章硬件电路设计73.1FPGA电路介绍73.1.1FPGA芯片介绍83.2单片机最小系统113.2.1单片机AT89S52介绍123.3键盘电路介绍143.3.1可编程并行接口芯片8155介绍143.4显示电路介绍163.4.1显示接口芯片介绍17第4章软件程序的设计与调试254.1FPGA电梯控制器的设计254.1.1控制模块254.1

4、.1.1控制模块设计流程图264.1.1.2控制模块VHDL程序清单294.1.1.3控制模块的ModelSimSEPLUS仿真294.1.2电机模块314.1.2.1电机模块设计流程图314.1.2.2电机模块程序清单314.1.2.3电机模块ModelSimSEPLUS仿真314.1.3分频模块35IV湖南工业大学本科生毕业设计（论文）4.1.3.1分频模块设计流程图354.1.3.2分频模块程序清单354.1.3.3分频模块ModelSimSEPLUS仿真364.1.4顶层模块374.2单片机键

5、盘显示的设计38结论42致谢43参考文献44附录1VHDL程序清单46附录2单片机程序清单53IV湖南工业大学本科生毕业设计（论文）第1章摘要1.1选题的背景、目的及意义近几年来，中国电梯行业迅速崛起，庞大的市场潜力令世界瞩目。1980年，全国制造电梯2249台，到2005年底全国生产电梯达到13.5万台。26年间，中国电梯产量增长了60多倍，年产量达到并超过世界总量的1/3，电梯制造企业和制造总量居全球第一，中国已经成为电梯制造大国。发展和物质生活水平的提高，电梯成为人们工作、生活中不可或缺的楼宇交

6、通工具，而电梯模型正是实际电梯系统最直接、最简单的表现形式。“资本和技术主宰一切的时代已经过去，创意的时代已经来临。”这句从美国硅谷到华尔街的流行语，现在流行到了中国。作为21世纪的新青年，我们的毕业设计必须致力于让我们的生活每天都发生细微变化，致力于创造更理想的生活方式、创造更和谐的生活空间，彰显多彩多姿的电梯文化，倡导电梯设计的最新理念，探讨电梯设计的未来发展方向。正是基于此，我想凭我四年所学来设计一个电梯模型，其目的是巩固和复习我所学的专业知识、了解电梯的工作原理、增强动手制作电路板以及调试电路

7、的能力。1.2电梯国内外研究现状现在的主要电梯公司提供以下电梯产品，以满足各种不同建筑的需求：高速无齿轮电梯：高层楼宇和塔类建筑；低中速有齿轮变频电梯：高层和低层建筑；无机房电梯：中层和低层建筑；液压电梯：公寓楼、小型办公楼和低层楼宇；线性电梯：低层豪华建筑物、住宅楼、公寓、住宅；观光梯：商业用途；货梯--曳引梯--液压梯：适用于需要移动重型货物的工业建筑物、工厂和仓库；病床梯：医院、医疗中心、疗养院；倾斜式电梯：用于室外，在斜坡上连接上不同区域；商业扶梯：商业使用，如购物中心、宾馆等。重型扶梯：公共

8、场所，如火车站、地铁站、机场等；RTAV-O-LATOR自动人行道：机场候车厅、火车站、购物中心等；屏蔽门系统：安装在新型地铁站、轻轨交通系统等人员输送系统，能够有效保障候车乘客的安全，并且节约了车站空调的能耗；穿梭机系统：专为城市中心、机场、医院、度假村和高级住宅区等设计的水平交通系统。国际上无机房电梯已经到了55湖南工业大学本科生毕业设计（论文）第四代无机房电梯，从根本上解决了前三代无机房电梯的缺陷，首先是安全隐患得到解决，其次是共振共鸣问题的解决，