EDA課程設(shè)計(jì)《電梯控制器》

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1、前言 1 1緒論 2 1.1課程設(shè)計(jì)題目 2 1.2設(shè)計(jì)目的 2 1.3課程設(shè)計(jì)要求 2 1.4課程設(shè)計(jì)思想 3 2軟件介紹 4 3課程設(shè)計(jì)步驟 6 3.1狀態(tài)機(jī)的基本原理 6 3.2電梯控制器的功能模塊 6 3.3電梯控制器的流程圖 7 3.4電梯控制器的VHDL描述模塊流程 8 3.5實(shí)體設(shè)計(jì) 8 3.6結(jié)構(gòu)體設(shè)計(jì) 8 3.7 VHDL源代碼語(yǔ)法的簡(jiǎn)單說(shuō)明 9 3.8電梯輸入輸出端口圖 10 4三層電梯控制器的調(diào)試及仿真 11 4.1程序的調(diào)試 11 4.2波形仿真 11 5課程設(shè)計(jì)的意義 15 5.1設(shè)計(jì)背景 15 5.2課程設(shè)計(jì)的意義 15

2、5.2.1中國(guó)電梯的現(xiàn)狀 15 5.2.2電梯的節(jié)能和環(huán)保 16 5.2.3電梯的智能化 16 6總結(jié) 17 參考文獻(xiàn) 18 附錄 19 冃U言 電梯作為垂直方向的交通工具，在高層建筑和公共場(chǎng)所已成為不可或缺 的設(shè)備。中國(guó)是全球最大的電梯市場(chǎng)，也具有最強(qiáng)的電梯生產(chǎn)能力，但由于 缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)，自主品牌占市場(chǎng)的份額很少。因此要加大對(duì) 電梯技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，提升電梯的性能，就需要引進(jìn)更好的技術(shù)，電梯控 制器就是很好的裝置，大力開(kāi)發(fā)控制器是很必要的。 電梯控制器可以有很多實(shí)現(xiàn)方式，本設(shè)計(jì)用了 EDA技術(shù)進(jìn)行操作。EDA 技術(shù)打破了軟件和硬件間的壁壘，使計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù)與硬

3、件實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)效 率與產(chǎn)品性能合二為一，它代表了電子設(shè)計(jì)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。 VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的接口，結(jié)構(gòu)和功能，它的語(yǔ)法簡(jiǎn)單易懂， 移植性好。 我設(shè)計(jì)的是一個(gè)3層電梯控制器。分為主控制器和分控制器。主控制器 是電梯內(nèi)部的控制器，每層電梯入口處有一個(gè)分控制器。本設(shè)計(jì)采用VHDL， 源程序Altera公司的Quartus II軟件仿真。運(yùn)用有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，設(shè) 計(jì)了兩個(gè)進(jìn)程相互配合，狀態(tài)機(jī)進(jìn)程作為主要進(jìn)程，信號(hào)燈控制進(jìn)程作為輔 助進(jìn)程。在主進(jìn)程中定義了十個(gè)狀態(tài)，ST0P0N1，DOOROPEN， DOORCLOSE，DOORWAIT1，D00RWAIT2, D00RWAIT

4、3, D00RWAIT4, UP，DOWN，STOP。在電梯時(shí)鐘的觸發(fā)下，通過(guò)當(dāng)前狀態(tài)和信號(hào)燈信號(hào)來(lái) 判定下一狀態(tài)。信號(hào)燈控制進(jìn)程中，信號(hào)燈信號(hào)存儲(chǔ)按鍵請(qǐng)求情況，它的熄 滅是由狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中傳出的信號(hào)來(lái)控制。 1緒論 電梯控制器由硬件和軟件兩大部分組成。硬件包括控制器、控制器地板、 讀卡天線(xiàn)、電源、寫(xiě)卡器、IC卡片等組成內(nèi)呼控制器，軟件包括下位機(jī)運(yùn)行 控制軟件、上位機(jī)寫(xiě)卡授權(quán)軟件。我設(shè)計(jì)的三層電梯控制器主要應(yīng)用EDA電 子電路技術(shù)。EDA的發(fā)展使得設(shè)計(jì)更具有靈活性。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速和房地產(chǎn)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展, 對(duì)電梯的需求越來(lái)越大。所以電梯控制器就需要大強(qiáng)度的發(fā)展，來(lái)

5、滿(mǎn)足社會(huì) 的需求。電梯的發(fā)展更加的智能化，節(jié)約化。對(duì)社會(huì)的發(fā)展，人民生活水平 的提咼具有很大的意義。所以加大對(duì)電梯控制器的發(fā)展，和技術(shù)上的研究是 很重要的。 隨著EDA技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大與深入，EDA技術(shù)在電子信息、 通訊、自動(dòng)控制及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的重要性突出。隨著技術(shù)市場(chǎng)與人才市 場(chǎng)對(duì)EDA的需求不斷提高,產(chǎn)品的市場(chǎng)需求和技術(shù)市場(chǎng)的要求也必然會(huì)反映 到教學(xué)領(lǐng)域和科研領(lǐng)域中來(lái)。EDA技術(shù)的提高，促進(jìn)了電梯控制器的發(fā)展。 電梯行業(yè)也隨著科技的發(fā)展，不斷地出現(xiàn)在人們生活的各個(gè)場(chǎng)所，因此, 對(duì)電梯控制器的設(shè)計(jì)是一個(gè)很實(shí)用的例子，對(duì)掌握EDA技術(shù)的應(yīng)用也有很大 的幫助。 1.1課程設(shè)計(jì)題

6、目 電梯控制器 1.2設(shè)計(jì)目的 進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)所學(xué)理論知識(shí)的在實(shí)際中的應(yīng)用能力；掌握 EDA設(shè)計(jì)的一般方法；熟悉一種EDA軟件，掌握一般EDA系統(tǒng)的調(diào)試方法; 利用EDA軟件設(shè)計(jì)一個(gè)電子技術(shù)綜合問(wèn)題，培養(yǎng)VHDL編程、書(shū)寫(xiě)技術(shù)報(bào) 告的能力。為以后進(jìn)行工程實(shí)際問(wèn)題的研究打下設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。 1.3課程設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一電梯控制器實(shí)現(xiàn)如下功能： 一個(gè)3層電梯控制器。分為主控制器和分控制器。主控制器是電梯內(nèi)部 的控制器，每層電梯入口處有一個(gè)分控制器。 主控制器的功能如下： 1?在電梯開(kāi)關(guān)時(shí)相應(yīng)請(qǐng)求，否則不響應(yīng)； 2?電梯初始位置是一層； 3.電梯運(yùn)行時(shí)，指示方向和當(dāng)前所在樓層；

7、 4?電梯每秒升降一層 5.當(dāng)電梯到達(dá)所請(qǐng)求的樓層時(shí)，自動(dòng)開(kāi)門(mén)，等待4秒后自動(dòng)關(guān)門(mén)，繼續(xù) 運(yùn)行，如果沒(méi)有請(qǐng)求信號(hào)，停留在當(dāng)前樓層； 6?收到請(qǐng)求后，自動(dòng)到達(dá)用戶(hù)所在樓層，自動(dòng)開(kāi)門(mén)； 7. 記憶電梯內(nèi)外所有請(qǐng)求，并按電梯運(yùn)行順序執(zhí)行，在執(zhí)行后清除請(qǐng)求; 8. 電梯運(yùn)行規(guī)則：當(dāng)電梯處于上升狀態(tài)時(shí)，僅響應(yīng)比電梯位置高的用戶(hù) 的請(qǐng)求；當(dāng)電梯處于下降狀態(tài)時(shí)，僅響應(yīng)比電梯位置更低的用戶(hù)請(qǐng)求； 分控制器的功能如下： 1?設(shè)有上升請(qǐng)求按鈕和下降請(qǐng)求按鈕，實(shí)時(shí)檢測(cè)用戶(hù)按鍵； 2. 指示電梯當(dāng)前坐在樓層 3. 當(dāng)電梯到達(dá)本層是，清除請(qǐng)求。 1.4課程設(shè)計(jì)思想 實(shí)驗(yàn)?zāi)M生活中電梯運(yùn)動(dòng)控制，電梯

8、總共三層，最簡(jiǎn)單的控制思想如下： 采集用戶(hù)呼叫樓層，并放入相應(yīng)的記憶單元中；不考慮電梯轎廂所在樓層。 若有用戶(hù)呼叫，電梯上行直到達(dá)到用戶(hù)呼叫最大層，再下行直到到達(dá)最低層， 由此構(gòu)成一次行程；每完成一次行程，檢測(cè)是否所用用戶(hù)呼叫均已響應(yīng)完畢。 如果沒(méi)有，電梯繼續(xù)運(yùn)行，直到響應(yīng)完所有用戶(hù)呼叫。否則，電梯停止運(yùn)行; 其中用戶(hù)請(qǐng)求包括外部請(qǐng)求和內(nèi)部請(qǐng)求。有外部升降請(qǐng)求信號(hào)需點(diǎn)亮相應(yīng)的 外部請(qǐng)求指示燈，內(nèi)部升降請(qǐng)求信號(hào)同外呼；根據(jù)電梯所在樓層，七段數(shù)碼 管顯示樓層數(shù)；根據(jù)用戶(hù)運(yùn)行方向，點(diǎn)亮相應(yīng)升降指示燈；當(dāng)電梯運(yùn)行到有 相應(yīng)外部呼叫或內(nèi)部呼叫樓層時(shí)，電梯停止運(yùn)行，滅掉相應(yīng)的呼叫顯示燈， 電梯開(kāi)關(guān)門(mén)后，繼

9、續(xù)運(yùn)行。 電梯控制器設(shè)計(jì)兩個(gè)進(jìn)程相互配合，狀態(tài)機(jī)進(jìn)程作為主要進(jìn)程，信號(hào)燈 控制進(jìn)程作為輔助進(jìn)程。根據(jù)電梯的實(shí)際工作情況，可以為狀態(tài)機(jī)設(shè)置十個(gè) 狀態(tài)，它們分別是“電梯停在一層” “開(kāi)門(mén)” “關(guān)門(mén)” “開(kāi)門(mén)等待第一秒” “開(kāi) 門(mén)等待第二秒”“開(kāi)門(mén)等待第三秒”“開(kāi)門(mén)等待第四秒”“上升”“下降”和“停 止”。由于電梯每秒上升或下降一層，則可以用周期為1S的信號(hào)作為電梯狀 態(tài)轉(zhuǎn)換的觸發(fā)時(shí)鐘。狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中的很多判斷條件是以信號(hào)燈控制進(jìn)程產(chǎn)生 的信號(hào)燈信號(hào)為依據(jù)，而信號(hào)燈控制進(jìn)程中信號(hào)燈的熄滅又是由狀態(tài)機(jī)進(jìn)程 中傳出的信號(hào)來(lái)控制。 2軟件介紹 Quartus設(shè)計(jì)軟件是Altera提供的完整的多平臺(tái)設(shè)計(jì)

10、環(huán)境，能夠直接滿(mǎn)足 特定設(shè)計(jì)需要，為可編程芯片系統(tǒng)（SOPC）提供全面的設(shè)計(jì)環(huán)境。Quartus 軟件含有FPGA和CPLD設(shè)計(jì)所有階段的解決方案。 Quartus II作為一種可編程邏輯的設(shè)計(jì)環(huán)境，由于其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能 力和直觀(guān)易用的接口，越來(lái)越受到數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的歡迎。 Quartus II（3.0和更高版本）設(shè)計(jì)軟件是業(yè)界唯一提供 FPGA和固定 功能HardCopy器件統(tǒng)一設(shè)計(jì)流程的設(shè)計(jì)工具。工程師使用同樣的低價(jià)位 工具對(duì)Stratix FPGA進(jìn)行功能驗(yàn)證和原型設(shè)計(jì)，又可以設(shè)計(jì)HardCopy Stratix 器件用于批量成品。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者現(xiàn)在能夠用Quartus II軟件評(píng)估Ha

11、rdCopy Stratix器件的性能和功耗，相應(yīng)地進(jìn)行最大吞吐量設(shè)計(jì)。 Altera的Quartus II可編程邏輯軟件屬于第四代PLD開(kāi)發(fā)平臺(tái)。該平臺(tái)支 持一個(gè)工作組環(huán)境下的設(shè)計(jì)要求，其中包括支持基于In ter net的協(xié)作設(shè)計(jì)。 Quartus 平臺(tái)與 Cadence、xemplarLogic、MentorGraphics、ynopsys和 Synplicity 等EDA供應(yīng)商的開(kāi)發(fā)工具相兼容。改進(jìn)了軟件的LogicLock模塊設(shè)計(jì)功能，增 添了 FastFit編譯選項(xiàng)，推進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)編輯性能，而且提升了調(diào)試能力。 2.0版Quartus II設(shè)計(jì)軟件現(xiàn)在除了支持 Altera的APE

12、X 20KE，APEX 20KC，APEX II，ARM 的 Excalibur 嵌入處理器方案，Mercury，F(xiàn)LEX10KE 和 ACEX1K 之外，還支持 MAX3000A，MAX7000 系列乘積項(xiàng)器件。 MAX3000A和MAX7000設(shè)計(jì)者現(xiàn)在可以使用 QuartusII設(shè)計(jì)軟件中才有 的所有強(qiáng)大的功能。 QuartusII2.0安裝軟件為290M,完全安裝為700M,如果定制安裝，不 選擇Excalibur嵌入處理器，則安裝所需空間為 460M,比QuartusII1.1版 本減少一半以上的空間要求，卻能支持 ALTERA全部芯片的開(kāi)發(fā)。同時(shí) 軟件的裝載，編譯，仿真速度比

13、1.1版本大大加快。 QuartusII2.0設(shè)計(jì)軟件通過(guò)增強(qiáng)層次LogicLock模塊級(jí)設(shè)計(jì)方式，將 性能平均改善15%。LogicLock設(shè)計(jì)流程把整個(gè)模塊的放置交由設(shè)計(jì)者控 制，如果必要的話(huà)，可以采用輔助平面布置。LogicLock設(shè)計(jì)流程運(yùn)行設(shè) 計(jì)者單獨(dú)地優(yōu)化和鎖定每個(gè)模塊的性能，在大型 SOPC設(shè)計(jì)的構(gòu)建過(guò)程 中也保持整個(gè)系統(tǒng)的性能。2.0版Quartus II設(shè)計(jì)軟件把新的LogicLock 設(shè)計(jì)流程算法集成到未來(lái)的Altera器件中，該算法充分利用了模塊級(jí)設(shè) 計(jì)的優(yōu)勢(shì)。 QuartusII2.0增加了一個(gè)新的快速適配編譯選項(xiàng)，選擇中這個(gè)選項(xiàng)， 將會(huì)比缺省設(shè)置要縮短50%的編譯

14、時(shí)間?？焖龠m配功能保留了最佳性能 的設(shè)置，加快了編譯過(guò)程。這樣布局適配算法反復(fù)的次數(shù)更少，編譯速 度更快，對(duì)設(shè)計(jì)性能的影響最小。 2.0版Quartus II設(shè)計(jì)軟件引入了新的功能，加快驗(yàn)證過(guò)程，這通常 是SOPC設(shè)計(jì)流程中最漫長(zhǎng)的階段。在最初的編譯時(shí)間中，新的 SignalProbe技術(shù)允許用戶(hù)在保留設(shè)計(jì)最初布線(xiàn)，時(shí)限和設(shè)計(jì)文件的同時(shí) 把內(nèi)部節(jié)點(diǎn)引到未用的管腳進(jìn)行分析。SignalProbe技術(shù)完成了現(xiàn)有 SignalTap嵌入邏輯分析的功能。而且，設(shè)計(jì)者能夠使用新版本中提供的 HDL測(cè)試模板快速地開(kāi)發(fā)HDL仿真矢量。 2.0版Quartus II設(shè)計(jì)軟件也可以自動(dòng)地從 Quartus

15、II仿真器波形文件 中創(chuàng)建完整的HDL測(cè)試平臺(tái)。 2.0版Quartus II設(shè)計(jì)軟件也支持高速I(mǎi)/O設(shè)計(jì)，生成專(zhuān)用I/O緩沖 信息規(guī)范（IBIS ）模型導(dǎo)入到常用的EDA信號(hào)集成工具中。IBIS模型根據(jù) 設(shè)計(jì)中每個(gè)管腳的I/O標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置來(lái)定制，簡(jiǎn)化第三方工具的分析。 3課程設(shè)計(jì)步驟 3.1狀態(tài)機(jī)的基本原理 狀態(tài)機(jī)是表示有限個(gè)狀態(tài)以及這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動(dòng)作等行為的數(shù)學(xué) 模型，它是由一組狀態(tài)、一個(gè)初始狀態(tài)、輸入和根據(jù)輸入及現(xiàn)有狀態(tài)轉(zhuǎn)換為 下一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換函數(shù)組成。有限狀態(tài)機(jī)是一種基本的、簡(jiǎn)單的、重要的形 式化技術(shù)，在軟件設(shè)計(jì)中常常采用。它是描述一個(gè)由有限個(gè)獨(dú)立狀態(tài)組成的 過(guò)程，這些狀態(tài)可

16、以互相遷移，直到最終離開(kāi)這個(gè)過(guò)程。采用有限狀態(tài)機(jī)可 以使設(shè)計(jì)過(guò)程直觀(guān)簡(jiǎn)單易于理解，隨著硬件設(shè)計(jì)軟件化趨勢(shì)的加劇，在運(yùn)用 VHDL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)時(shí)，利用有限狀態(tài)機(jī)成為了可靠方便的途 徑?？刂破髯鳛殡娮酉到y(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分，在EDA軟件平臺(tái)上，借助有限狀 態(tài)機(jī)表示方法符合人的邏輯思維的特征，將控制功能用有限狀態(tài)機(jī)來(lái)建模實(shí) 現(xiàn)，有許多優(yōu)越之處，以使FSM成為大型控制電路設(shè)計(jì)的有力工具。 除了輸人信號(hào)、輸出信號(hào)外，狀態(tài)機(jī)還包含一組寄存器記憶內(nèi)部狀態(tài)。 狀態(tài)機(jī)寄存器的下一個(gè)狀態(tài)及輸出，不僅同輸入信號(hào)有關(guān)，而且還與寄存器 的當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，狀態(tài)機(jī)有兩個(gè)主要部分：即組合邏輯和寄存器部分。組合 邏輯部

17、分又可分為狀態(tài)譯碼器和輸出譯碼器，狀態(tài)譯碼器確定狀態(tài)機(jī)的下一 個(gè)狀態(tài)，即確定狀態(tài)機(jī)的激勵(lì)方程，輸出譯碼器確定狀態(tài)機(jī)的輸出，即確定 狀態(tài)機(jī)的輸出方程。 3.2電梯控制器的功能模塊 電梯控制器的功能模塊如圖4-1所示，包括主控制器、分控制器、樓層 選擇器、狀態(tài)顯示器、譯碼器和樓層顯示器。乘客在電梯中選擇所要到達(dá)的 樓層，通過(guò)主控制器的處理，電梯開(kāi)始運(yùn)行，狀態(tài)顯示器顯示電梯的運(yùn)行狀 態(tài)，電梯所在樓層數(shù)通過(guò)譯碼器譯碼從而在樓層顯示器中顯示。分控制器把 有效的請(qǐng)求傳給主控制器進(jìn)行處理，同時(shí)顯示電梯的運(yùn)行狀態(tài)和電梯所在樓 層數(shù)。由于分控制器相對(duì)簡(jiǎn)單很多，所以主控制器是核心部分。 圖3-1電梯控制

18、器原理圖 圖3-3電梯控制主流程圖 3.4電梯控制器的VHDL描述模塊流程 三層電梯控制器的設(shè)計(jì)主要是對(duì)實(shí)體和結(jié)構(gòu)體的設(shè)計(jì)，它的VHDL描述 模塊流程如圖4-4所示： 圖3-4三成電梯控制器的VHDL描述模塊流程 3.5實(shí)體設(shè)計(jì) 實(shí)體設(shè)計(jì)即是對(duì)端口名、端口模式及數(shù)據(jù)類(lèi)型的說(shuō)明。首先考慮輸入端 口，一個(gè)異步復(fù)位端口 “RESET”，用于當(dāng)電梯出現(xiàn)非正常情況時(shí)回到初始狀 態(tài)；在電梯外部，一層入口處設(shè)有上升請(qǐng)求端，二層入口處設(shè)有上升和下降 請(qǐng)求端，三層入口處設(shè)有下降請(qǐng)求端；在電梯內(nèi)部，應(yīng)設(shè)有各層停站請(qǐng)求端 口； 一個(gè)電梯時(shí)鐘輸入端口，它提供周期為Is的時(shí)鐘信號(hào)，用作電梯狀

19、態(tài)轉(zhuǎn) 換的觸發(fā)時(shí)鐘；還有一個(gè)頻率很高的按鍵時(shí)鐘輸入端口。其次考慮輸出端口， 當(dāng)有各層上升或下降請(qǐng)求時(shí)，各層入口處應(yīng)該有端口顯示請(qǐng)求是否被響應(yīng)， 有請(qǐng)求時(shí)端口輸出邏輯‘ 1'，被執(zhí)行后則恢復(fù)成邏輯‘0'；同樣的，電梯 內(nèi)部也應(yīng)有各層停站請(qǐng)求是否被響應(yīng)的指示端口； 一個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)指示端口，當(dāng) 門(mén)開(kāi)著時(shí)，它為邏輯‘ 1'，門(mén)關(guān)著時(shí)，則為邏輯‘0'；還需要端口來(lái)顯示 電梯所處的位置和模式(上升或下降)。 3.6結(jié)構(gòu)體設(shè)計(jì) 在結(jié)構(gòu)體中，首先說(shuō)明了狀態(tài)機(jī)設(shè)置的十個(gè)狀態(tài)，分別是：電梯停在1 層(STOPON1)、開(kāi)門(mén)(DOOROPEN)、關(guān)門(mén)(DOORCLOSE)、開(kāi)門(mén)等待第 1 秒 (D00RWAIT1

20、)、開(kāi)門(mén)等待第2秒(D00RWAIT2)、開(kāi)門(mén)等待第3秒 (D00RWAIT3)、開(kāi)門(mén)等待第 4 秒(D00RWAIT4)、上升(UP)、下降(DOWN) 和停止(STOP)。在結(jié)構(gòu)體最前端用如下的定義語(yǔ)句，來(lái)定義狀態(tài)機(jī)。 TYPE LIFT_STATE IS (STOPON1,DOOROPEN,DOORCLOSE,DOORWAIT1,DOORWAIT2,DO ORWAIT3,DOORWAIT4,UP,DOWN,STOP); 圖3-5狀態(tài)圖 接著描述電梯內(nèi)部功能實(shí)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)體中設(shè)計(jì)了兩個(gè)進(jìn)程，一個(gè)狀態(tài)機(jī) 進(jìn)程（CTRLIFT），它是以RESET和LIFTCLK作為敏感信號(hào)，控制電

21、梯的 狀態(tài)轉(zhuǎn)移；另外一個(gè)是信號(hào)燈控制進(jìn)程（CTRLIGHT），它是以RESET和 BUTTONCLK作為敏感信號(hào)，控制寄存信號(hào)的邏輯值。在狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中，電 梯關(guān)門(mén)后根據(jù)信號(hào)燈的情況，來(lái)決定下一個(gè)狀態(tài)是上升、下降還是停止；在 信號(hào)燈控制進(jìn)程中，由于使用了專(zhuān)門(mén)的頻率較高的按鍵時(shí)鐘，所以使得按鍵 的靈敏度大，但是時(shí)鐘頻率不能過(guò)高，否則容易使按鍵過(guò)于靈敏，而信號(hào)燈 的熄滅是由狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中傳出CLEARUP和CLEARDN信號(hào)來(lái)控制。 3.7 VHDL源代碼語(yǔ)法的簡(jiǎn)單說(shuō)明 本程序設(shè)計(jì)調(diào)用了 IEEE庫(kù)，IEEE庫(kù)是VHDL設(shè)計(jì)中最為常用的庫(kù)，它包含有IEEE標(biāo)準(zhǔn)的程序包和其他一些支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的程序包

22、。本設(shè)計(jì)米用 STD-LOGIC-1164、STD-LOGIC-UNSIGNED、STD-LOGIC-ARITH 程序包。 以關(guān)鍵詞ENTITY引導(dǎo)，END ENTITY THREELIFT結(jié)尾的部分是程序 的實(shí)體部分。VHDL的實(shí)體描述了電路器件的外部情況，本設(shè)計(jì)定義了關(guān)于 三層電梯控制器用到的各類(lèi)時(shí)鐘、異步復(fù)位按鍵、信號(hào)燈指示端口、電梯的 請(qǐng)求端口。它描述了端口模式主要有IN、BUFFER、OUT,以及各端口信號(hào) 的數(shù)據(jù)類(lèi)型主要有 STD-LOGIC、STD-LOGIC-VECTOR、INTEGERo 以關(guān)鍵詞 ARCHITECTURE 引導(dǎo)，END ARCHITECTURE ONE

23、結(jié)尾的 語(yǔ)句部分是結(jié)構(gòu)體部分，結(jié)構(gòu)體描述電路器件的內(nèi)部邏輯功能。 3.8電梯輸入輸出端口圖 BUTTONCLK POSITION [1..0] LIFTCLK UDSIG RESET FUPLIGHrr[3..1] F1UPBUTTON FDMLIGHT[3..1] F2UPBUTTON STOPLIGHTI3..1] F2DN BUTTON DOORLIGHT F3DN BUTTON DCUT1[3..O] STOP1 BUTTON STOP2BUTTON STOP3BUTTON : Z|X : : : : Z|X : 5^宀

24、 圖3-6電梯輸入輸出口 4三層電梯控制器的調(diào)試及仿真 4.1程序的調(diào)試 在程序編寫(xiě)完成并保存于工程文件夾后，可以把它置頂進(jìn)行編譯，看是 否出現(xiàn)錯(cuò)誤。在第一次編譯時(shí)出現(xiàn)了很多問(wèn)題，主要是由于沒(méi)有注意到文件 名必須與實(shí)體名相同，并且后綴是.VHD,還有粗心所造成的端口名書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤， 以及有的IF語(yǔ)句結(jié)束時(shí)忘了寫(xiě)END IF。在波形仿真中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，在 狀態(tài)進(jìn)程中，在當(dāng)前狀態(tài)為DOORCLOSE，討論次態(tài)的過(guò)程中，忽略了對(duì)本 層請(qǐng)求的考慮，即當(dāng)電梯停在某層時(shí)，當(dāng)前層入口處有上升或下降請(qǐng)求時(shí)， 無(wú)法響應(yīng)。經(jīng)過(guò)思考，我添加了本層請(qǐng)求響應(yīng)語(yǔ)句，最終實(shí)現(xiàn)了三層

25、電梯控 制器的功能。 4.2波形仿真 在波形仿真中，根據(jù)實(shí)際，我們有必要做一些假設(shè)，即是： 1.外部請(qǐng)求上升的乘客，進(jìn)入電梯后一定是按更高層的停站按鈕； 2?外部請(qǐng)求下降的乘客，進(jìn)入電梯后一定是按更低層的停站按鈕； 3.如果有乘客進(jìn)入電梯，則一定有停站請(qǐng)求； 4?同一時(shí)刻有很多人按鍵的概率很小，所以我們認(rèn)為請(qǐng)求信號(hào)都有一定 的先后順序。 設(shè)定仿真時(shí)間長(zhǎng)度為 200us，LIFTCLK信號(hào)為周期10ns的時(shí)鐘信 號(hào),BUTTONCLK信號(hào)為周期1ns的時(shí)鐘信號(hào)。DOORLIGHT信號(hào)邏輯‘1’ 表示開(kāi)門(mén)，邏輯‘0'表示關(guān)門(mén)。UDSIG信號(hào)為邏輯‘1’表示電梯處在上升 模式，邏輯‘ 0

26、'表示處在下降模式。FUPLIGHT,FDNLIGHT,STOPLIGHT 是三位二進(jìn)制向量，波形圖中的1代表“001”,表示一層有請(qǐng)求,2代表“010”， 表示二層有請(qǐng)求，4代表“100”，表示三層有請(qǐng)求。 圖4-1所示的波形是在一層有上升請(qǐng)求的仿真波形，在RESET信號(hào)產(chǎn)生 一個(gè)脈沖時(shí)，電梯回復(fù)初始狀態(tài)，即STOPON1狀態(tài)，然后等待4s，關(guān)門(mén)檢 測(cè)沒(méi)有請(qǐng)求信號(hào)，于是電梯此時(shí)停在一層。當(dāng)電梯時(shí)鐘上升沿檢測(cè)到一層上 升請(qǐng)求信號(hào)FUPLIGHT⑴為“ 1”時(shí)，電梯開(kāi)門(mén)，F(xiàn)UPLIGHT(1)清零，等待 4s，關(guān)門(mén)檢測(cè)到二層停站請(qǐng)求,于是電梯上升到二層停止,開(kāi)門(mén)STOPLIGHT(2) 清零，

27、POSITION信號(hào)由1變?yōu)?，電梯最終停在二層。 9.6 ns Pointer: Start: | 34.19 ns Interval: 24.59 ns | 怎 Master Time Bar: 圖4-1有上升請(qǐng)求的仿真波形 圖4-2所示的波形是三層有下降請(qǐng)求的波形，三樓有請(qǐng)求時(shí)FDNLIGHT 顯示喂“100”為4。當(dāng)電梯在一層關(guān)門(mén)后，檢測(cè)到FDLIGHT為“100”，則 上升到三層，相應(yīng)過(guò)請(qǐng)求后，F(xiàn)DNLIGHT變?yōu)椤?00”。開(kāi)門(mén)等待4s，關(guān)門(mén) 檢測(cè)到STOPLIGHT為“1”，于是電梯下降到一層，最終停在一層。POSITION 在一樓為“ 1”，在二樓為“2”

28、，在三樓為“3”。 Master Time Bar: | 9.6 ns >\ Pointer: | 81.92 ns Interval: | 72.32 ns Start: | End: Name 20 0 ns 60. C n 100. j HE 140. 0 ns 180. °址 220. °ns 260. °ns 300-,°ns 9. 6 ns 2. 6 n= P0 BI.ITTONCLEC A 1

29、 ?1 D00RUGHT 丸LI 1 1 1 @>2 □ noi.rri A [3] □ ] ：?⑵X [31 X [2] — [1] 0 FIBPBBTTON A 0

30、 F2DNB1TTT0N A 0 "9 F2BPBBTT0N A 0 *10 F3DNB1TTT0N A 0 — @>11 [+] FDNLIGHT A [Li

31、] [0] ⑷ LOJ 參15 □ FlfT'LIGHT A [LU —— —— —— —— [0] — —— —— —— — —— —— P19 LIFTCLK A 1 @>20 S POSITION A [3] t [1: [2] X [3] X⑵

32、[1] *23 EESET A 0 1^*24 ST0P1BUTT0K A 0 — "25 ST0P2BUTT0N 丸LI 1^*26 ST0P3BUTT0N A 0 — — — — — — —

33、 — — —— — — — — — — — — — ——1—— — — — — — — — — — — —— ?27 □ STOFUGHT A [LU [0] X [1] [0： 抄31 l.fliSIG A 0 J L J 圖4-2有下降請(qǐng)求的仿真波形 圖4-3所示的波形是二層和三層都有下降請(qǐng)求的仿真

34、波形，當(dāng)電梯在一 層關(guān)門(mén)后，檢測(cè)到FDNLIGHT為“010”為2,說(shuō)明二樓有下降請(qǐng)求，然后 檢測(cè)到FDNLIGHT為“ 110”為6，說(shuō)明二樓三樓都有下降請(qǐng)求，則直接上 升到三層，開(kāi)門(mén)后FDNLIGHT(3)清零，等待4s后，關(guān)門(mén)下降到二層停止， 開(kāi)門(mén)后FDNLIGHT(2)和STOPLIGHT(2)清零，再下降到一層。 9.6 ns ±1 Pointer: | Start: | Master Time Bar: 92.97 ns Interval: Enc 圖4-3有多個(gè)下降請(qǐng)求的仿真波形 圖4-4所示的波形為有多個(gè)停站請(qǐng)求的仿真波形，電梯在一層關(guān)門(mén)后， 檢測(cè)到有二樓

35、停站請(qǐng)求，STOPLIGHT為“010”，又有三樓停站請(qǐng)求，所以 STOPLIGHT為“110”，則上升至二層停止開(kāi)門(mén)，STOPLIGHT⑵清零，等 待4s后關(guān)門(mén)，繼續(xù)上升至三層，開(kāi)門(mén)后STOPLIGHT(3)清零，乘客下站后電 梯最終停在三層。 Master Time Bar: | 9.6 ns 彳 Pointer: 「 98.56 ns Interval: 1 88.96 ns Start: 1 End: 40.0 ns 120. 0 ns 160. 240.0 ns 280.0 ns 320.0 ns

36、 i 1 i N am e 9. 6 ns 1^0 El.rTTONCLlL A 1 妙1 IiOORUGKT A 0 L l I 1 1 1 I 參2 □ D0UT1 A [3] [ 1] * [2] X [3] AT Fll.TEl.fTTON A 0 rn F2DHBUTT0N A 0

37、 A9 F2UFBUTT0N A 0 ? 10 F3DHBUTT0N A 0 @11 田 FDNLIGHT A [0] [L ] 尋15 □ FUFUGHT A [0] [0] : EH X [0] ? 19 UFTCLK A 1

38、 @20 H POSITION A [3] [1] [2] ■X [3] A 23 EESET A 0 ST0F1BUTT0N A 0 A 25 ST0F2EUTT0N A 0 n A 26 ST0F3EUTT0N A 0

39、 @27 田 STOFUGKT A [0] [0] [6] X [4] X 0] 襯31 imsiG A 0 1 | 圖4-4有多個(gè)停站請(qǐng)求的仿真波形 圖4-5所示，二層同時(shí)有上升和下降請(qǐng)求,FUPLIGHT (2)和FDNLIGHT (2)都為“1”，電梯上升至二層，門(mén)打開(kāi)等待4s，關(guān)門(mén)后檢測(cè)到STOPIGHT⑶ 和FDNLIGHT(2)都為“1”，它會(huì)先上升至三層，再下降至二層，待有下降

40、請(qǐng) 求的乘客上電梯后，最后下降至一層。 鳥(niǎo) Master Time Bar: Pointer: |_ 81.83 ns Interval: 72.23 nw Start:「 End:「 鈕2 畛T P9 畛10 參11 參15 畛19 參20 畛23 畛24 M25 1^26 參2T ■￡>31 Value at 9. 6 ns 20^0 ns 60. 0 ns 工6 ns 100.0 ns 140.0 ns 180.0 ns 220. 0 ns 260. 0 ns 300.0 ns 340.0 ns BUTTONCLK

41、k 1 DOOmGHT A 0 田 D0UT1 A [3] FIUPBUTTOIT k 0 F2DKBUTT0W k 0 F21.TBl.rnOK A 0 F3DffBirrT01T A 0 國(guó) FIIHUGHT A [0] 田 FUFUGHT A [Li] UFTCIZ A 1 S POSITIOff A [3] RESET 九0 ST0F1BUTT0N A 0 ST0P2BUTT0H k 0 ST0P3BUTT0M 九0 S ETDFUGHT A [0] IHSIG k 0 Name [1] ￥

42、 [2] X [3] [2] I： 1] n [ 0] :：

43、 [2 X [ 3] [CO [2] X 0] [1 [2] X [3] X ：2] :?: [ 1] J ~n

44、 n [0] X, t 4] [1

45、] 沖］ 1 /~: rTi W f?i V rvi V r?i : W rii-i- 圖4-5同時(shí)有上升和下降請(qǐng)求的仿真波形 從前面所有的仿真波形來(lái)看，電梯的運(yùn)行情況完全符合它的運(yùn)行規(guī)則。 5課程設(shè)計(jì)的意義 5.1設(shè)計(jì)背景 近年來(lái)，隨著我國(guó)房地產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多。因此， 一種能使人們快速、便捷地到達(dá)目的樓層的電梯便應(yīng)運(yùn)而生了。分析近幾年 房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，特別是商品住宅的

46、高速發(fā)展，將使住宅對(duì)電梯的需求 量持續(xù)攀升。人們對(duì)電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求也推動(dòng)了電梯 技術(shù)的進(jìn)步。隨著電梯技術(shù)的發(fā)展，綠色化、低能耗、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、藍(lán)牙 技術(shù)的電梯成為一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)。為保證人們能更安全、更快捷地到 達(dá)目的樓層，實(shí)現(xiàn)人性化的功能，對(duì)電梯系統(tǒng)中的控制部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是 非常必要。因此這部分的設(shè)計(jì)也就成了在電梯設(shè)計(jì)領(lǐng)域里最為核心的技術(shù)。 為了實(shí)現(xiàn)電梯的智能化，可以采用許多方法。它的智能化控制可以有以下幾 種形式：1.PLC控制；2.單板機(jī)控制；3.單片機(jī)控制；4.單微機(jī)控制；5.多微 機(jī)控制；6?人工智能控制。 隨著EDA技術(shù)的快速發(fā)展，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（ED

47、A）逐漸成為重要的 設(shè)計(jì)手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于模擬與數(shù)字電路系統(tǒng)等許多領(lǐng)域。它是一種實(shí)現(xiàn) 電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)的技術(shù)，與電子技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展密 切相關(guān)，并吸收了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的大多數(shù)最新研究成果，以高性能的計(jì)算 機(jī)作為工作平臺(tái)，促進(jìn)了工程發(fā)展。傳統(tǒng)單片機(jī)設(shè)計(jì)的電梯控制外圍電路復(fù) 雜，性能不穩(wěn)定，而采用EDA設(shè)計(jì)，卻擁有電子系統(tǒng)小型化、低功耗、高可 靠性、開(kāi)發(fā)過(guò)程投資小、周期短等優(yōu)點(diǎn)，而且還可以通過(guò)軟件編程對(duì)硬件結(jié) 構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，使得硬件設(shè)計(jì)如軟件設(shè)計(jì)那般方便快捷。本次設(shè)計(jì) 就是應(yīng)用EDA電子電路技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)電梯控制器,從而使用一片芯片就可以實(shí) 現(xiàn)對(duì)電梯的控制的。 5.2課程

48、設(shè)計(jì)的意義 電梯作為垂直方向的交通工具，在高層建筑和公共場(chǎng)所已經(jīng)成為重要的 建筑設(shè)備而不可或缺。電梯產(chǎn)業(yè)的前景和走勢(shì)隨著社會(huì)的需求而悄然發(fā)生著 改變，除了考慮安全、舒適、豪華裝修等要求外，市場(chǎng)對(duì)新一代的綠色電梯、 節(jié)能電梯和智能電梯的需求越來(lái)越旺盛。國(guó)內(nèi)外電梯企業(yè)順應(yīng)市場(chǎng)需要，加 大研發(fā)投入，都準(zhǔn)備在未來(lái)新概念電梯產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占得先機(jī)。 5.2.1中國(guó)電梯的現(xiàn)狀 近年來(lái)，隨著中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，與之配套的電梯生產(chǎn)制造業(yè)也 經(jīng)歷了迅猛發(fā)展的階段，電梯產(chǎn)量保持了每年20%以上的增長(zhǎng)速度。我國(guó)電 梯的出口年均增長(zhǎng)率將保持在35%以上，電梯行業(yè)逐步成為國(guó)內(nèi)比較重要的 行業(yè)。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)

49、增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速和房地產(chǎn)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展, 對(duì)電梯的需求越來(lái)越大。估計(jì)未來(lái)50年中國(guó)新增住房面積將達(dá)到200億平方 米。國(guó)家規(guī)定20米以上高樓就應(yīng)安裝電梯，因此未來(lái)電梯最大的市場(chǎng)就是住 宅市場(chǎng)。此外，機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、地鐵等大型公共設(shè)施建設(shè)對(duì)自動(dòng)扶梯、觀(guān)光電 梯等電梯的需求量也十分可觀(guān)。 電梯作為終端消費(fèi)品，品牌在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的作用非常明顯。品牌往往成 為人們?cè)谶x擇電梯產(chǎn)品時(shí)的重要考慮因素，電梯生產(chǎn)要想建立良好的品牌并 獲得市場(chǎng)的認(rèn)可，也必須經(jīng)過(guò)市場(chǎng)一定時(shí)間的不斷考驗(yàn)。面對(duì)外資巨頭的貼 身進(jìn)逼，我國(guó)電梯品牌在服務(wù)和營(yíng)銷(xiāo)上難以匹敵，其生存狀況不容樂(lè)觀(guān)。所 以大力發(fā)展電梯控制器技術(shù)對(duì)我國(guó)電梯行業(yè)的

50、發(fā)展至關(guān)重要。 5.2.2電梯的節(jié)能和環(huán)保 “綠色”已成為21世紀(jì)的主流色調(diào)，一個(gè)全球性的綠色市場(chǎng)為企業(yè)的發(fā)展 提供了廣闊的空間，當(dāng)今社會(huì)誰(shuí)先推出綠色產(chǎn)品，搶占綠色營(yíng)銷(xiāo)市場(chǎng)，誰(shuí)就 能掌握競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。 老式電梯噪音、占用空間、耗能等形成的危害積累起來(lái)是相當(dāng)大的，因 此，在城市環(huán)保社區(qū)建設(shè)中，如何盡量減少電梯對(duì)環(huán)境的危害是相當(dāng)重要的 課題之一。目前，我國(guó)市場(chǎng)每年銷(xiāo)售各種類(lèi)型的電梯達(dá)4.5萬(wàn)部，如果這些 電梯全部實(shí)現(xiàn)環(huán)?；?，其環(huán)境效益是難以估量的。 5.2.3電梯的智能化 隨著城市化的高速發(fā)展，越來(lái)越多的摩天大樓拔地而起。就摩天大樓的 高度而言，不僅受建筑技術(shù)上的制約，而且還有電梯升高方

51、面的困惑，因而, 在摩天大樓日益完備智能化的趨勢(shì)中，電梯的智能化也不容忽視。它不僅是 人們上上下下的代步工具，同時(shí)，也是摩天大樓智能化的一個(gè)重要標(biāo)志。盡 管電梯在摩天大樓中只是一個(gè)細(xì)節(jié)，但電梯智能化程度的高低卻決定著它服 務(wù)質(zhì)量的優(yōu)劣。因而，電梯的智能化在一定程度上反映出智能大廈的智能程 度。 計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)與控制技術(shù)的發(fā)展使大廈的智能化成為現(xiàn)實(shí)，而 電梯是智能建筑中的重要交通工具，其技術(shù)發(fā)展及智能化程度也倍受世人關(guān) 注。智能化的電梯要與智能大廈中所有自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如與樓宇控制系統(tǒng)、 消防系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)等交互聯(lián)系，使電梯成為高效優(yōu)質(zhì)、安全舒適的服 務(wù)工具。 6總結(jié) 在這一周的

52、設(shè)計(jì)過(guò)程中，除找資料外，大多時(shí)間都是在電腦上進(jìn)行的， 通過(guò)反復(fù)的編譯，仿真，不斷試驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)所得結(jié)果。在設(shè)計(jì)上，運(yùn)用了 EDA 自上而下的設(shè)計(jì)思想，逐步完善所設(shè)計(jì)功能，同時(shí)，用到V HDL語(yǔ)言中的狀 態(tài)機(jī)，多進(jìn)程，CASE、IF???.ELSE等語(yǔ)句，才達(dá)到以上結(jié)果。在設(shè)計(jì)中也 遇到許多困難，在自己及同學(xué)的共同努力下才完成此設(shè)計(jì)。因此這次課設(shè)給 我?guī)?lái)的收獲主要有： 進(jìn)一步熟悉Quartus II軟件的使用和操作方法，以及硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)的下載 方法與運(yùn)行方法；對(duì)vhdl語(yǔ)言的自頂向下設(shè)計(jì)方法有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)其 中的許多語(yǔ)句也有了新了解，掌握；對(duì)自己獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力也有 了很大的鍛煉，同

53、時(shí)同學(xué)間的互幫互助精神也是在課程設(shè)計(jì)中很好體現(xiàn)的。 自己做的三層電梯控制器的運(yùn)行情況都能正確的實(shí)現(xiàn)，更好的理解了電 梯控制器的工作方式。 人們生活中的每個(gè)地方都需要技術(shù)的支持，電梯的發(fā)展極大地提高了人 們的生活水平，使社會(huì)向著繁榮的方向發(fā)展！ 參考文獻(xiàn) [1] 潘松?黃繼業(yè).《EDA技術(shù)實(shí)用教程》.北京：科學(xué)出版社,2005. [2] 徐志軍?徐光輝.《CPLD/FPGA的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用》.北京：電子工業(yè)出版社,2001. [3] 蘇長(zhǎng)贊.《電梯設(shè)計(jì)與應(yīng)用》.北京:人民郵電出版社,2008. [4] 樓然苗.《CPLD設(shè)計(jì)指導(dǎo)》.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007. ⑸彭為.《

54、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》?北京：電子工業(yè)出版社，2006. ⑹戴佳.《VHDL程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講》.北京：電子工業(yè)出版社，2007. [7]李華.《EDA實(shí)用接口技術(shù)》.北京：北京航空航天大學(xué)出版社2003. 附錄 LIBRARY IEEE; ―庫(kù)的說(shuō)明 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; --程序包的說(shuō)明 USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; ENTITY THREELIFT IS --實(shí)體 PORT(BUTTONCLK:IN STD_LOGIC; --按鍵時(shí)鐘信

55、號(hào) LIFTCLK:IN STD_LOGIC; --電梯時(shí)鐘信號(hào) RESET:IN STD_LOGIC; -異步復(fù)位端口 F1UPBUTTON:IN STD_LOGIC; --一層上升請(qǐng)求端口 F2UPBUTTON:IN STD_LOGIC; --一層上升請(qǐng)求端口 F2DNBUTTON:IN STD_LOGIC; -一層下降請(qǐng)求端口 F3DNBUTTON:IN STD_LOGIC; -二層下降請(qǐng)求端口 STOP1BUTTON:IN STD_LOGIC; -一層停站請(qǐng)求端口 STOP2BUTTON:IN STD_LOGIC; -一層停站請(qǐng)求端口 STOP3BUT

56、TON:IN STD_LOGIC; -二層停站請(qǐng)求端口 P0SITI0N:BUFFER INTEGER RANGE 1 TO 3;--電梯位置信號(hào) UDSIG:BUFFER STD_LOGIC; --電梯模式（上升或下降）信 號(hào) FUPLIGHT,FDNLIGHT,STOPLIGHT:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 1); --上升、下降、停站請(qǐng)求寄存信號(hào) DOORLIGHT:OUT STD_LOGIC; --開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào) DOUT1:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); END ENTIT

57、Y THREELIFT; ARCHITECTURE ONE OF THREELIFT IS --結(jié)構(gòu)體 TYPE LIFT_STATE IS --定義十個(gè)狀態(tài) (STOPON1,DOOROPEN,DOORCLOSE,DOORWAIT1,DOORWAIT2,DOORWAIT3, DOORWAIT4,UP,DOWN,STOP); SIGNAL MYLIFT:LIFT_STATE; SIGNAL CLEARUP:STD_LOGIC; 號(hào) -上升和停站請(qǐng)求清除信 SIGNAL CLEARDN:STD_LOGIC; --下降和停站請(qǐng)求清除 信號(hào) BEGIN CT

58、RLIFT:PROCESS(RESET,LIFTCLK) —狀態(tài)機(jī)進(jìn)程 VARIABLE POS:INTEGER RANGE 3 DOWNTO 1; BEGIN IF RESET=T THEN -異步復(fù)位，電梯的初始狀態(tài)為一層開(kāi)門(mén)狀 態(tài) MYLIFTv=STOPONl; CLEARUPv='O'; CLEARDNv='O'; ELSE IF LIFTCLK'EVENT AND LIFTCLK=T THEN CASE MYLIFT IS WHEN STOPON1=> DOORLIGHTv=T; POSITION<=1; POS:=1; MYLIFT<=DOORWAI

59、T1; WHEN DOORWAIT1=> MYLIFT<=DOORWAIT2; WHEN DOORWAIT2=> CLEARUP<='0'; CLEARDN<='0'; MYLIFT<=DOORWAIT3; WHEN DOORWAIT3=> MYLIFT<=DOORWAIT4; WHEN DOORWAIT4=> MYLIFT<=DOORCLOSE; WHEN DOORCLOSE=> 方式 DOORLIGHT<='0'; IF UDSIG=T THEN IF POSITION=3 THEN IF FUPLIGHT="( -電梯等待4S --關(guān)門(mén)，判定電梯下一個(gè)

60、運(yùn)行 -電梯處在上升模式 AND FDNLIGHT="000" AND STOPLIGHT="000" THEN ―沒(méi)有請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，電 梯停在當(dāng)前層 UDSIGv='O'; MYLIFTv=DOORCLOSE; ELSIF FDNLIGHT(3)=T OR STOPLIGHT(3)=T THEN --本層有請(qǐng)求信號(hào)是，電梯開(kāi)門(mén) UDSIG<='0'; MYLIFTv=DOOROPEN; ELSE ―否則下降 UDSIG<='0'; MYLIFTv=DOWN; END IF; ELSIF POSITION=2 THEN IF FUPLIGHT="000" AN

61、D FDNLIGHT="000" AND STOPLIGHT="000" THEN UDSIGv=T; MYLIFTv=DOORCLOSE; ELSIF FUPLIGHT(2)=T OR STOPLIGHT(2)=T THEN --本層有上升或停站請(qǐng)求時(shí)時(shí)，電梯開(kāi)門(mén) UDSIGv=T; MYLIFTv=DOOROPEN; ELSIF FUPLIGHT="000" AND STOPLIGHT="000" AND FDNLIGHT="010" THEN ―只有二層有下降請(qǐng)求時(shí)，電 梯開(kāi)門(mén) UDSIG<='0'; MYLIFTv=DOOROPEN; ELSIF STOPLIG

62、HT(3)=T OR FDNLIGHT(3)=T THEN -三層有停站請(qǐng)求或下降請(qǐng)求，則上升 UDSIGv=T; MYLIFT<=UP; ELSE UDSIG<='0'; MYLIFT<=DOWN; END IF; ELSIF POSITIONS THEN IF FUPLIGHT="OOO" AND FDNLIGHT="OOO" STOPLIGHT="000" THEN UDSIGv=T; MYLIFTv=DOORCLOSE; ELSIF STOPLIGHT(1)=T OR FUPLIGHT(1)=T THEN UDSIGv=T; MYLIFTv=DOOROPEN;

63、 ELSE UDSIGv=T; MYLIFT<=UP; END IF; END IF; ELSIF UDSIG='0' THEN ―電梯處在下降模式 IF POSITION=3 THEN IF FUPLIGHT="000" AND FDNLIGHT="000" STOPLIGHT="000" THEN UDSIG<='0'; MYLIFTv=DOORCLOSE; ELSIF FDNLIGHT(3)=T OR STOPLIGHT(3)=T THEN UDSIG<='0'; MYLIFTv=DOOROPEN; ELSE UDSIG<='0'; MYLIFTv=DO

64、WN; END IF; ELSIF POSITION=2 THEN IF FUPLIGHT="000" AND FDNLIGHT="000" STOPLIGHT="000" THEN UDSIG<='0'; MYLIFTv=DOORCLOSE; ELSIF FDNLIGHT(2)=T OR STOPLIGHT(2)=T THEN UDSIG<='0'; MYLIFTv=DOOROPEN; ELSIF FDNLIGHT="000" AND STOPLIGHT="000" AND AND AND AND FUPLIGHT="010" THEN UDSIGv=T;

65、MYLIFTv=DOOROPEN; ELSIF FUPLIGHT(1)=T OR STOPLIGHT(1)=T THEN -一層有停站請(qǐng)求或上升請(qǐng)求，則下降 UDSIG<='0'; MYLIFTv=DOWN; ELSE UDSIGv=T; MYLIFT<=UP; END IF; ELSIF POSITIONS THEN IF FUPLIGHT="000" AND FDNLIGHT="000" AND STOPLIGHT="000" THEN UDSIGv=T; MYLIFT<=DOORCLOSE; ELSIF STOPLIGHT(1)=T OR FUPLIGHT(1

66、)=T THEN UDSIGv=T; MYLIFT<=DOOROPEN; ELSE UDSIGv=T; MYLIFT<=UP; END IF; END IF; END IF; WHEN UP=> -電梯處于上升狀態(tài) POSITION<=POSITION+1; ―電梯樓層數(shù)加一 POS:=POS+1; IF POS<3 AND (STOPLIGHT(POS)=T OR FUPLIGHT(POS)=T) THEN MYLIFT<=STOP; --電梯在一層或二層，本層有停站或上升請(qǐng)求時(shí)，則停止 ELSIF POS=3 AND (STOPLIGHT(POS)=T OR FDNLIGHT(POS)=T) THEN MYLIFT<=STOP; --電梯處在三層，并且有三層停站或下降請(qǐng)求，則停止 ELSE MYLIFTv=DOORCLOSE; END IF; WHEN DOWN=> ―電梯處在下降狀態(tài) POSmONv=POSITION-l; ―電梯樓層數(shù)減一 POS:=POS-1; IF POS>1 AND (STOPLIGHT(POS)=T AN