专利名称：基于可编程片上系统粉状物料运输车卸料控制方法
技术领域：
本发明涉及一种基于可编程片上系统粉状物料运输车卸料控制方法。
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，对危险物料运输过程的实时监测就更困难。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，因而存在系统可靠性低和维护困难的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于可编程片上系统粉状物料运输车卸料控制方法。
针对粉粒物料运输车卸料的操作要求对操作类型及执行条件进行分类，制定了适合用硬件描述语言描述和CPLD/FPGA实现的卸料过程控制流程，确定满足该流程需要的SOPC系统资源构成和数据通路，并用CPLD/FPGA器件实现所需要的控制功能。
本发明是这样实现的(1)可编程片上系统(SOPC)控制器由显示模块、键盘模块、检测模块、控制模块四个相对独立的功能模块组成，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位比较器、寄存器组、控制存储器ROM、后继地址生成逻辑、时序和译码逻辑、输入输出接口组成；(3)使用16位固定格式指令，其中4位作为指令功能编码，3位目的寄存器地址编码，4位源寄存器地址编码；(4)指令执行时间固定为T3-T0四个时钟周期，T0和T1周期进行寄存器数据传送，T2周期进行数据比较运算，T3周期形成后继指令地址。
本发明利用可编程片上系统(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，不仅具有单片机控制系统的优点，并还具有电路简单、系统可靠性高的特点。
图1为本发明可编程片上系统(SOPC)原理框图。
图2为本发明可编程片上系统(SOPC)控制流程总图。
图3为本发明控制模块控制流程图。
图4为本发明控制模块可编程片上系统(SOPC)数据通路图。
具体实施例方式 实施例 可编程片上系统(SOPC)原理框图如图1所示、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，指令定义如图表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，采用平均值滤波算法，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和T1周期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、外部状态等在PC中生成后继指令地址；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
权利要求
1.一种基于可编程片上系统粉状物料运输车卸料控制方法，其特征在于
(1)基于可编程片上系统控制器主要由显示模块、键盘模块、检测模块、控制模块四个功能模块组成，每个模块有自己独立的局部总线，模块之间通过全局共享寄存器信息交换；(2)控制模块主要由16位比较器、寄存器组、控制存储器ROM、PC、时序逻辑、译码逻辑、输入接口、输出接口组成；(3)使用16位固定格式指令，其中4位作为指令功能编码，3位目的寄存器地址编码，4位源寄存器地址编码；(4)指令执行时间固定为T3-T0四个时钟周期，T0和T1周期进行寄存器数据传送，T2周期进行数据比较运算，T3周期形成后继指令地址。
全文摘要
本发明公开了一种基于可编程片上系统粉状物料运输车卸料控制方法。该方法设计的SOPC控制器由显示模块、键盘模块、检测模块、控制模块四个相对独立的功能模块组成，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；控制模块主要由16位比较器、寄存器组、控制存储器ROM、时序和译码逻辑、输入输出接口等组成；控制模块使用如附图所示的数据通路和16位固定格式指令；指令执行时间固定为T3-T0四个时钟周期，T0和T1周期进行寄存器数据传送，T2周期进行数据比较运算，T3周期形成后继指令地址。本发明设计的控制器具有结构简单和可靠性高的特点。
文档编号G05B19/05GK101609320SQ20091011423
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者蒋存波, 陈小琴, 覃彦之, 燕 职 申请人:桂林理工大学