[实用新型]基于可编程片上系统的粉状物料运输车卸料控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于可编程片上系统的粉状物料运输车卸料控制器。

背景技术

在日常的运输活动中，经常遇到粉粒状物料的运输，例如水泥、矿粉、以及其它的粉粒状化工原料的运输。对于粉粒状物料的运输，当运达目的地后，需要将运输车料仓中的粉粒状物料卸出并装入到目的储料仓中。卸料转储过程需要监测气压，并依据气压值及当时卸料过程所处的状态，反复多次操作卸料阀开启或关闭。当前以手动操作为主，虽然手动操作设备简单，但存在操作复杂、操作者工作环境差、劳动强度大、安全性差的缺点，同时对于一些具有危险性的化工原料，运输过程要对运输车料仓压力进行监控就更困难。使用单片机的卸料自动控制方法部分解决了上述问题，但由于控制系统硬件和软件复杂，因而存在可靠性低和维护困难的不足。利用SOPC技术通过单片CPLD/FPGA器件来实现单片机硬件和软件的功能，可以发挥单片机控制系统的优点，并具有电路简单、系统可靠性高的特点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于可编程片上系统的粉状物料运输车卸料控制器。

利用VHDL描述控制流程，将微控制器和相应控制软件全部集成在单片CPLD/FPGA芯片中形成SOPC控制器。(1)基于可编程片上系统(SOPC)控制器主要由：①显示模块、②键盘模块、③检测模块、④控制模块四个功能相对独立的模块组成，每个模块有自己的局部总线，模块之间通过全局共享寄存器信息交换；(2)控制模块由16位数值比较运算器、寄存器组、控制存储器ROM、时序逻辑、译码逻辑、地址形成逻辑PC、输入接口、输出接口组成。

本实用新型具有结构简单、可靠性高、价格低、易维护的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例基于可编程片上系统(SOPC)原理框图。

图2为本实用新型实施例基于可编程片上系统(SOPC)控制流程总图。

图3为本实用新型实施例控制模块控制流程图。

图4为本实用新型实施例控制模块基于可编程片上系统(SOPC)数据通路图。

具体实施方式

实施例：

基于可编程片上系统(SOPC)原理框图如图1所示、基于可编程片上系统(SOPC)控制流程总图如图2所示、控制模块详细控制流程如图3所示、控制模块数据通路如图4所示；指令定义如表1所示。

(1)显示模块主要功能：通过全局共享寄存器P获得压力值，并将该压力值转换成四位十进制显示码送LED显示；P寄存器对于显示模块是一个只读寄存器，通过三态门接到显示模块局部数据总线DISP_DBUS上，由D_nRD和CS_DR信号控制将R寄存器数据读出送到DISP_DBUS总线。

(2)键盘模块实现键盘的管理，并将操作键转换成对应的键值编码保存在全局共享寄存器KB_R中供其它功能模块使用；对于键盘模块KB_R是读写寄存器，对于其它模块KB_R是只读寄存器。

(3)检测模块通过串行接口与外部AD连接实现对压力信号的采集，采用平均只滤波算法，计算得到的压力值保存在全局共享寄存器P是可读可写寄存器，对于其它模块P是只读寄存器。

(4)控制模块主要由16位比较器、16位字长寄存器组、控制存储器ROM、时序逻辑、译码逻辑、状态编号寄存器FUN、输入接口、输出接口组成，局部数据总线为16位；使用16位固定格式指令，其中4位功能编码、3位目的寄存器编号，4位源寄存器编号，其它5位用于控制信号；控制模块执行的指令由PC内容确定，PC的内容则由当前PC内容、指令执行结果或启动开关状态共同决定；指令执行时间固定为4个时钟周期，T0、T1主要用于寄存器间数据传送，T2周期完成数据的比较运算，T3周期依据前一周期的运算结果、SOPC当前所处状态和指令功能、外部状态等生成后继指令的地址送PC；S_K为启动控制信号，当S_K＝0时，使SOPC系统的PC和时序逻辑复位；采用VHDL语言实现。

表1：

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