專利名稱：電梯轎廂內選層裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電梯技術領域，尤其涉及一種電梯轎廂內選層裝置。
技術背景電梯轎廂內選層裝置，用于電梯轎廂內部樓層信息的顯示，電梯按鍵信號的采集， 電梯指示燈的點亮，以及與主控制器之間的通訊等作用。隨著住宅層數(shù)的增加，電梯選層按鍵的規(guī)格、電氣標準、接線方式也發(fā)生相應改變， 這就要求轎廂選層電路在不增加電路板體積的前提下，既要擴展更多的外圍接口，又要 保證電路的簡潔性和易維護性。此外，設計人員在開發(fā)階段甚至是在現(xiàn)場進行改動時， 也要求轎廂選層裝置對于業(yè)務的變化具有適應性和可重構性。根據(jù)公開的文獻資料，在 本發(fā)明以前，國內外各大電梯廠商，如奧的斯、三菱等的電梯轎廂選層裝置普遍采用分 立的數(shù)字器件制作，這不但增加了接口電路和接線方式的復雜度，使得可靠性受到了影 響，還增加了維護難度?，F(xiàn)有常用的電梯轎廂內選層裝置不適于未來電梯發(fā)展的要求。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，為電梯提供一種基于CPLD的轎廂內選層裝 置，從而提高呼梯實時性、增加電路可靠性，并且使轎廂選層裝置具有可重構性。 為此，本發(fā)明采用如下的技術方案-一種電梯轎廂內選層裝置，包括微處理器控制模塊、作為微處理器的協(xié)處理單元并 與其相連的可編程邏輯器件控制模塊、顯示模塊、按鍵模塊、用于微處理器與操縱盤控 制器之間通信的串口模塊以及用于微處理器與電梯核心控制器之間通信的CAN總線通信 模塊;所述可編程邏輯器件分別與顯示模塊和按鍵模塊相連，用于根據(jù)微處理器傳來的輸 出信息，控制顯示模塊，實現(xiàn)樓層運行方向、樓層信息的顯示，并用于實現(xiàn)對電梯按鍵 的掃描、譯碼和去抖，并將按鍵信息傳送給微處理器。上述的電梯轎廂內選層裝置，其按鍵上還設置有指示燈，可編程邏輯器件控制模塊 根據(jù)微處理器輸出的對各個按鍵指示燈的亮滅控制信息，控制相應按鍵指示燈的亮滅。本發(fā)明的實質性特點是采用了作為微處理器的協(xié)處理單元的CPLD控制模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù) 處理。本發(fā)明相對傳統(tǒng)電梯轎廂選層裝置而言具有顯著進步，包括 (1)提高呼梯實時性。CPLD是用硬件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，與傳統(tǒng)的MCU用軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處 理相比，這種硬件的并發(fā)處理能力體現(xiàn)出了更強的實時控制能力以及更高的系統(tǒng)可靠性。(2) 集成度高。因采用CPLD，省略了許多電阻、電容等模擬元件，與傳統(tǒng)的電梯內選 系統(tǒng)相比，在相同數(shù)量器件的情況下，此方案占用的物理空間明顯減小。(3) 可重構性。CPLD的靈活性，使之在產品中實現(xiàn)不會過時的自適應設計。其可以隨 著新的產品需求的出現(xiàn)而多次使用同一個設計，允許設計人員在開發(fā)階段甚至是在現(xiàn)場 進行改動，使得產品具有了較長的生命周期。同時降低每一環(huán)節(jié)的成本，縮短開發(fā)時間， 提高了效率。


圖l內選層裝置的硬件結構圖；圖2 CPLD各模塊的片選；圖3 CPLD內點陣LED掃描模塊的實現(xiàn)；圖4鍵盤掃描模塊電路；圖5實現(xiàn)按鍵燈控制的74373鎖存器。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳述。轎廂內的選層裝置是轎廂內信息與外部電梯CAN網(wǎng)絡之間的通信接口，呼梯任務是 由微控制器(MCU)和可編程邏輯器件(CPLD)共同配合完成的。參見圖l，本實施例中的內選層裝置由MCU控制單元、CPLD控制單元、點陣LED顯 示單元、按鍵采集單元、CAN總線通信單元、串口通信單元組成。CPU用于控制串口模塊 與操縱盤控制器，以及CAN通信模塊與核心控制器之間的報文收發(fā)，并執(zhí)行用戶的應用 程序。內選層裝置采用CAN總線與核心控制器通信，采用RS232與轎廂內的操縱盤控制 器通信，MCU以中斷方式收發(fā)通信數(shù)據(jù)。MCU和CPLD控制單元之間通過數(shù)據(jù)線、地址線 和控制線相連接，外圍電路模塊與CPLD之間由可編程IO引腳傳送信號。CPLD各模塊的 片選鬼路如圖2所示。內選板中的CPLD，作為MCU的協(xié)處理單元，負責5X7點陣LED的動態(tài)顯示功能，和 4行8列32個電梯按鍵的掃描、譯碼和去抖，以及點亮按鍵的功能。這些功能的實現(xiàn)均 基于VHDL硬件描述語言和原理圖設計方法。發(fā)揮了可編程邏輯器件的硬件并行處理能力， 減輕了 CPU的處理負擔，縮小了電路板面積，提高了板卡的穩(wěn)定性和可靠性，在很大程 度上提高了系統(tǒng)的實時性，在處理能力上是一種質的提高。參見圖3，內選層裝置選用的點陣LED型號為5X7點陣，每一個點陣LED模塊內部 共有35個LED 二極管組成，采用動態(tài)掃描點陣。CPLD內部點陣LED顯示控制單元用VHDL 語言編寫，由三個模塊組成，第一個模塊實現(xiàn)樓層運行方向的顯示，第二、三個模塊實 現(xiàn)樓層信息的動態(tài)顯示。參見圖4，電梯轎廂內選層裝置擴展了一個共有32個按鍵、4行8列的鍵盤矩陣，由CPLD內部的按鍵控制單元負責控制，占用CPLD的12條PIO, 4條作為鍵盤面板的行 掃描輸出端，8條作為鍵盤面板的列掃描輸入端，當有按鍵按下時，通過CPLD內部實現(xiàn) 的去抖和譯碼單元進行^b理，結果輸給MCU。CPLD的10控制單元實現(xiàn)對32個24v按鍵指示燈的點亮，例如當片選信號選中 0x0200時，8位數(shù)據(jù)線的每一位對于一個指示燈的亮滅，可以在MCU內編程進行控制。 指示燈直流24V驅動，在外部用光電耦合器隔離輸出。實現(xiàn)按鍵燈控制的74373鎖存器 的電路連接如圖5所示。另外，CPLD還負責整個內選板電路得總線譯碼控制和對全局時鐘信號得控制。以上 設計均可根據(jù)實際需求在線任意修改。可見，相比于分立數(shù)字電路或專用按鍵掃描芯片實現(xiàn)控制器的按鍵掃描和指示燈顯 示，采用CPLD作為核心控制器件，既降低了硬件成本，用一片CPLD可以實現(xiàn)譯碼器、 鎖存器等多種數(shù)字電路的功能，又減小了設計風險，可反復在線編程調試，即使設計有 誤，也可以通過硬件邏輯編程修改，大大提高了開發(fā)效率，而且可以獲得穩(wěn)定、可靠的 控制效果，同時還降低了系統(tǒng)開發(fā)的成本，達到系統(tǒng)設計的要求。注h核心控制器相對于本發(fā)明的電梯轎廂內選層裝置而言，是外部器件，用于負責 控制電梯的運行邏輯、管理通信接口等。注2:操縱盤控制器相對于本發(fā)明的電梯轎廂內選層裝置而言，是外部器件，為電梯 轎廂內安裝的一種多媒體信息交互控制裝置。
權利要求
1. 一種電梯轎廂內選層裝置，包括微處理器控制模塊、作為微處理器的協(xié)處理單元并與其相連的可編程邏輯器件控制模塊、顯示模塊、按鍵模塊、用于微處理器與操縱盤控制器之間通信的串口模塊以及用于微處理器與電梯核心控制器之間通信的CAN總線通信模塊；所述可編程邏輯器件分別與顯示模塊和按鍵模塊相連，用于根據(jù)微處理器傳來的輸出信息，控制顯示模塊，實現(xiàn)樓層運行方向、樓層信息的顯示，并用于實現(xiàn)對電梯按鍵的掃描、譯碼和去抖，并將按鍵信息傳送給微處理器。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電梯轎廂內選層裝置，其特征在于，所述選層裝置的 按鍵上還設置有指示燈，可編程邏輯器件控制模塊根據(jù)微處理器輸出的對各個按鍵指 示燈的亮滅控制信息，控制相應按鍵指示燈的亮滅。
全文摘要
本發(fā)明涉及電梯技術領域，尤其涉及一種電梯轎廂內選層裝置。該裝置包括微處理器控制模塊、作為微處理器的協(xié)處理單元并與其相連的可編程邏輯器件控制模塊、顯示模塊、按鍵模塊、用于微處理器與操縱盤控制器之間通信的串口模塊以及用于微處理器與電梯核心控制器之間通信的CAN總線通信模塊所述可編程邏輯器件分別與顯示模塊和按鍵模塊相連，用于根據(jù)微處理器傳來的輸出信息，控制顯示模塊，實現(xiàn)樓層運行方向、樓層信息的顯示，并用于實現(xiàn)對電梯按鍵的掃描、譯碼和去抖，且將按鍵信息傳送給微處理器。本發(fā)明提供的電梯轎廂內選層裝置，提高呼梯實時性、增加電路可靠性，并且具有可重構性。
文檔編號B66B1/06GK101264838SQ20071005842
公開日2008年9月17日 申請日期2007年7月30日 優(yōu)先權日2007年7月30日
發(fā)明者劉文靜, 孫連坤, 群 宗, 張皓天, 竇立謙 申請人:天津大學