[电梯控制说明书.docVIP

目 录 前言 1 1电梯控制器的设计方案 2 1.1电梯控制器的设计原理 2 1.2三层电梯控制器的设计思路 2 2三层电梯控制器的综合设计 3 2.1三层电梯控制器的实体设计 3 2.2三层电梯控制器的结构体设计? 3 4 4三层电梯控制的仿真 5 5 4.2电梯控制器的仿真 6 4.3硬件测试 7 5设计的扩展性 8 9 参考文献 10 附录 11 前言 电梯控制器是控制电梯按顾客要求自动上下的装置。本文采用VHDL语言来设计实用三层电梯控制器，其代码具有良好的可读性和易理解性，源程序经A1tera公司的Quartus II软件仿真。通过对三层电梯控制器的设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为更多层电梯控制器实现的基础。此次课设的内容与要求如下： （1）设计完成多楼层多用户的电梯载客服务控制系统。电梯运行时，能够显示电梯所在位置和电梯运行状态； （2）电梯每秒升（降）一层楼，当电梯到达选择的楼层时，经过1s电梯门打开，开门指示灯亮，开门4s后，电梯关闭，指示灯灭，电梯继续运行，直至执行完最后一个请求信号停在当前层； （3）能记忆电梯外的所有请求信号，按照电梯运行规则次序响应，每个请求信号保留至执行后消除； （4）电梯处于上升状态时，响应上升请求的楼层大于电梯的所在层；电梯处于下降状态时，响应有下降请求的楼层小于电梯的所在层；执行完上升状态时，若更高层有下楼请求，则直接开到下楼请求的最高层接客，然后进入下降模式。 （5）先执行完所有的上楼请求再执行下楼请求，抑或先执行完所有的下楼请求再执行上楼请求。 1电梯控制器的设计方案 1.1电梯控制器的设计原理 电梯控制器的功能模块如下图所示，包括主控制器、分控制器、楼层选择器、状态显示器、译码器和楼层显示器。乘客在电梯中选择所要到达的楼层，通过主控制器的处理，电梯开始运行，状态显示器显示电梯的运行状态，电梯所在楼层数通过译码器译码从而在楼层显示器中显示。分控制器把有效的请求传给主控制器进行处理，同时显示电梯的运行状态和电梯所在楼层数。由于分控制器相对简单很多，所以主控制器是核心部分。 图1-1电梯控制器原理图 1.2三层电梯控制器的设计思路 电梯控制器设计两个进程相互配合，状态机进程作为主要进程，信号灯控制进程作为辅助进程。根据电梯的实际工作情况，可以为状态机设置十个状态，它们分别是“电梯停在一层”“开门”“关门”“开门等待第一秒”“开门等待第二秒”“开门等待第三秒”“开门等待第四秒”“上升”“下降”和“停止”。由于电梯每秒上升或下降一层，则可以用周期为1s的信号来作为电梯状态转换的触发时钟。状态机进程中的很多判断条件是以信号灯控制进程产生的信号灯信号为依据，而信号灯控制进程中信号灯的熄灭又是由状态机进程中传出的信号来控制。 2三层电梯控制器的综合设计 2.1三层电梯控制器的实体设计 首先考虑输入端口，一个异步复位端口reset，用于在系统不正常时回到初始状态；在电梯外部，必须有升降请求端口，一层是最低层，不需要有下降请求，三层是最高层，不需要有上升请求，二层则上升、下降请求端口都有；在电梯的内部，应该设有各层停留的请求端口：一个电梯时钟输入端口，该输入时钟以1秒为周 期，用于驱动电梯的升降及开门关门等动作；另有一个按键时钟输入端口，时钟频率比电梯时钟高。 其次是输出端口，有升降请求信号以后，就得有一个输出端口来指示请求是否被响应，有请求信号以后，该输出端口输出逻辑‘l’。被响应以后则恢复逻辑 ‘’；同样，在电梯内部也应该有这样的输出端口来显示各层停留是否被响应；在电梯外部，需要一个端口来指示电梯现在所处的位置；电梯开门关门的状态也能 用一个输出端口来指示；为了观察电梯的运行是否正确，可以设置一个输出端口来指示电梯的升降状态 2.2三层电梯控制器的结构体设计?首先说明一下状态。状态机设置了个状态，分别是电梯停留在l层(stoponl)、开门(dooropen)、关门(doorclose)、开门等待 第1秒(doorwaitl)、开门等待第2秒(doorwait2)、开门等待第3秒(doorwait3)、开门等待第4秒(doorwait4)、 上升(up)、下降(down)和停止(stop)。在实体说明定义完端口之后，在结构体architecture和begin之间需要有如下的定义语 句，来定义状态机。??在信号灯控制进程中，由于使用了专门的频率较高的按键时钟，所以使得按键的灵敏度增大，但是时钟频率不能过高，否则容易使按键过于灵敏。按键后产生的点亮的信号灯(逻辑值为‘1’)用于作为状态机进程中的判断条件，而clearup和cleardn信号为逻辑‘l’使得相应的信号灯熄灭。 3三层电梯控制器V