DDC的基于FPGA的可编程逻辑控制器

带HMI操作面板的PLC。系统能够与实际的自动化对象一起使用。在小型，功能齐全的模型上展示。

硬件组件：

Digilent Cmod A7×1个

软件应用程序和在线服务：

Vivado设计套件

要求：

•FPGA板：基本上可与市场上任何可用的器件一起使用；设计的可扩展性提供了使其能够适应最小规模的能力。

•Raspberry Pi：与触摸屏配对；或任何屏幕和输入设备系统。

该项目试图从一开始就开发专门用于PLC应用的CPU。除了创建CPU外，我们还想以行业认可的方式来演示其操作。这迫使我们开发一个不仅包含CPU，还包含人机界面及其之间连接的系统。我们选择自动化对象来演示我们的设计的原因一直是电梯，因为它是非常常见的对象，并为我们提供了足够的工作空间。

简要功能

执行自动化系统的数字控制：完整的IEC 61131-3布尔运算，包括计数器和计时器功能块。

可配置性：在软件级别–完全可编程；在硬件级别–可扩展的基于FPGA的设计，可以重新配置为仅包括应用程序所需的外围设备。

高速运行：针对其应用量身定制的设计；从PLC的角度来看，最常见且最关键的硬件加速操作。

项目总结

该设计可以分为两部分：可以通过用户编程的类似CPU的基于FPGA的PLC，以及负责为CPU编程和受控过程的可视化提供非常简单的人机界面的Raspberry Pi应用程序。这两块板，FPGA和Raspberry Pi，都通过SPI接口互连。PLC和HMI之间的编程和数据交换使用相同的连接。

该项目中使用的语言是用于CPU部分的Verilog HDL和用于Raspberry Pi部分的Java。值得注意的是，该项目已经开发并使用了仅适用于设计的CPU的汇编语言。

由于其模块化，该设计具有高度可扩展性和可修改性。任何能够通过AMBA 3 APB接口进行通信的外围设备都可以进行连接和通信，从而扩展了特定应用所需的设计能力。这也意味着任何不使用的外围设备都可以轻松地从设计中删除，从而为关键部件留出了硬件空间。