CN101264838A - 电梯轿厢内选层装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种电梯轿厢内选层装置。该装置包括微处理器控制模块、作为微处理器的协处理单元并与其相连的可编程逻辑器件控制模块、显示模块、按键模块、用于微处理器与操纵盘控制器之间通信的串口模块以及用于微处理器与电梯核心控制器之间通信的CAN总线通信模块：所述可编程逻辑器件分别与显示模块和按键模块相连，用于根据微处理器传来的输出信息，控制显示模块，实现楼层运行方向、楼层信息的显示，并用于实现对电梯按键的扫描、译码和去抖，且将按键信息传送给微处理器。本发明提供的电梯轿厢内选层装置，提高呼梯实时性、增加电路可靠性，并且具有可重构性。
Description
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种电梯轿厢内选层装置。
背景技术
电梯轿厢内选层装置，用于电梯轿厢内部楼层信息的显示，电梯按键信号的采集，电梯指示灯的点亮，以及与主控制器之间的通讯等作用。
随着住宅层数的增加，电梯选层按键的规格、电气标准、接线方式也发生相应改变，这就要求轿厢选层电路在不增加电路板体积的前提下，既要扩展更多的外围接口，又要保证电路的简洁性和易维护性。此外，设计人员在开发阶段甚至是在现场进行改动时，也要求轿厢选层装置对于业务的变化具有适应性和可重构性。根据公开的文献资料，在本发明以前，国内外各大电梯厂商，如奥的斯、三菱等的电梯轿厢选层装置普遍采用分立的数字器件制作，这不但增加了接口电路和接线方式的复杂度，使得可靠性受到了影响，还增加了维护难度。现有常用的电梯轿厢内选层装置不适于未来电梯发展的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，为电梯提供一种基于CPLD的轿厢内选层装置，从而提高呼梯实时性、增加电路可靠性，并且使轿厢选层装置具有可重构性。
为此，本发明采用如下的技术方案：
一种电梯轿厢内选层装置，包括微处理器控制模块、作为微处理器的协处理单元并与其相连的可编程逻辑器件控制模块、显示模块、按键模块、用于微处理器与操纵盘控制器之间通信的串口模块以及用于微处理器与电梯核心控制器之间通信的CAN总线通信模块；所述可编程逻辑器件分别与显示模块和按键模块相连，用于根据微处理器传来的输出信息，控制显示模块，实现楼层运行方向、楼层信息的显示，并用于实现对电梯按键的扫描、译码和去抖，并将按键信息传送给微处理器。
上述的电梯轿厢内选层装置，其按键上还设置有指示灯，可编程逻辑器件控制模块根据微处理器输出的对各个按键指示灯的亮灭控制信息，控制相应按键指示灯的亮灭。
本发明的实质性特点是采用了作为微处理器的协处理单元的CPLD控制模块实现数据处理。
本发明相对传统电梯轿厢选层装置而言具有显著进步，包括：
(1) 提高呼梯实时性。CPLD是用硬件实现数据处理，与传统的MCU用软件实现数据处理相比，这种硬件的并发处理能力体现出了更强的实时控制能力以及更高的系统可靠性。
(2)集成度高。因采用CPLD，省略了许多电阻、电容等模拟元件，与传统的电梯内选系统相比，在相同数量器件的情况下，此方案占用的物理空间明显减小。
(3)可重构性。CPLD的灵活性，使之在产品中实现不会过时的自适应设计。其可以随着新的产品需求的出现而多次使用同一个设计，允许设计人员在开发阶段甚至是在现场进行改动，使得产品具有了较长的生命周期。同时降低每一环节的成本，缩短开发时间，提高了效率。
附图说明
图1内选层装置的硬件结构图；
图2CPLD各模块的片选；
图3CPLD内点阵LED扫描模块的实现；
图4键盘扫描模块电路；
图5实现按键灯控制的74373锁存器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详述。
轿厢内的选层装置是轿厢内信息与外部电梯CAN网络之间的通信接口，呼梯任务是由微控制器(MCU)和可编程逻辑器件(CPLD)共同配合完成的。
参见图1，本实施例中的内选层装置由MCU控制单元、CPLD控制单元、点阵LED显示单元、按键采集单元、CAN总线通信单元、串口通信单元组成。CPU用于控制串口模块与操纵盘控制器，以及CAN通信模块与核心控制器之间的报文收发，并执行用户的应用程序。内选层装置采用CAN总线与核心控制器通信，采用RS232与轿厢内的操纵盘控制器通信，MCU以中断方式收发通信数据。MCU和CPLD控制单元之间通过数据线、地址线和控制线相连接，外围电路模块与CPLD之间由可编程IO引脚传送信号。CPLD各模块的片选电路如图2所示。
内选板中的CPLD，作为MCU的协处理单元，负责5×7点阵LED的动态显示功能，和4行8列32个电梯按键的扫描、译码和去抖，以及点亮按键的功能。这些功能的实现均基于VHDL硬件描述语言和原理图设计方法。发挥了可编程逻辑器件的硬件并行处理能力，减轻了CPU的处理负担，缩小了电路板面积，提高了板卡的稳定性和可靠性，在很大程度上提高了系统的实时性，在处理能力上是一种质的提高。
参见图3，内选层装置选用的点阵LED型号为5×7点阵，每一个点阵LED模块内部共有35个LED二极管组成，采用动态扫描点阵。CPLD内部点阵LED显示控制单元用VHDL语言编写，由三个模块组成，第一个模块实现楼层运行方向的显示，第二、三个模块实现楼层信息的动态显示。
参见图4，电梯轿厢内选层装置扩展了一个共有32个按键、4行8列的键盘矩阵，由CPLD内部的按键控制单元负责控制，占用CPLD的12条PIO，4条作为键盘面板的行扫描输出端，8条作为键盘面板的列扫描输入端，当有按键按下时，通过CPLD内部实现的去抖和译码单元进行处理，结果输给MCU。
CPLD的IO控制单元实现对32个24v按键指示灯的点亮，例如：当片选信号选中0x0200时，8位数据线的每一位对于一个指示灯的亮灭，可以在MCU内编程进行控制。指示灯直流24V驱动，在外部用光电耦合器隔离输出。实现按键灯控制的74373锁存器的电路连接如图5所示。
另外，CPLD还负责整个内选板电路得总线译码控制和对全局时钟信号得控制。以上设计均可根据实际需求在线任意修改。
可见，相比于分立数字电路或专用按键扫描芯片实现控制器的按键扫描和指示灯显示，采用CPLD作为核心控制器件，既降低了硬件成本，用一片CPLD可以实现译码器、锁存器等多种数字电路的功能，又减小了设计风险，可反复在线编程调试，即使设计有误，也可以通过硬件逻辑编程修改，大大提高了开发效率，而且可以获得稳定、可靠的控制效果，同时还降低了系统开发的成本，达到系统设计的要求。
注1：核心控制器相对于本发明的电梯轿厢内选层装置而言，是外部器件，用于负责控制电梯的运行逻辑、管理通信接口等。
注2：操纵盘控制器相对于本发明的电梯轿厢内选层装置而言，是外部器件，为电梯轿厢内安装的一种多媒体信息交互控制装置。
Claims (2)
1. 一种电梯轿厢内选层装置，包括微处理器控制模块、作为微处理器的协处理单元并与其相连的可编程逻辑器件控制模块、显示模块、按键模块、用于微处理器与操纵盘控制器之间通信的串口模块以及用于微处理器与电梯核心控制器之间通信的CAN总线通信模块；所述可编程逻辑器件分别与显示模块和按键模块相连，用于根据微处理器传来的输出信息，控制显示模块，实现楼层运行方向、楼层信息的显示，并用于实现对电梯按键的扫描、译码和去抖，并将按键信息传送给微处理器。
2. 根据权利要求1所述的电梯轿厢内选层装置，其特征在于，所述选层装置的按键上还设置有指示灯，可编程逻辑器件控制模块根据微处理器输出的对各个按键指示灯的亮灭控制信息，控制相应按键指示灯的亮灭。
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