Verilog语言设计电梯控制器文档.doc

1）、需求分析； 1、问题描述与要求： 用Verilig语言设计一个电梯控制器，通过实验板对设计进行演示； 要求楼层的高度大于等于６，并且所设计的电梯调度算法满足提高服务质量、降低运行成本的原则。 BACK 2）、系统描述； 1、设定电梯控制器适用的楼层为8层. 2、在电梯的内部有一个控制面板,它负责按下请求到的楼层,并且显示当前尚未完成的目的地请求,当到达该楼层以后自动撤销本楼层的请求,即将面板灯熄灭. 3、除1层和7层分别只有上/下按钮外，每个楼层（电梯门口旁）的召唤面板都有两个按钮，分别指示上楼和下楼请求。当按下后，对应按钮灯亮。如果电梯已经到达该楼层，按钮灯熄灭。 4、电梯的外部面板会显示电梯当前所在的楼层,及上行还是下行(暂停显示刚才运行时的状态).当电梯在运行时,对应的楼层灯间固定显示一段时间进入下一楼层;在暂停时,灯一直在该楼层保持亮的状态。 5、电梯调度方案：电梯向一个方向运行时，只对本方向前方的请求进行应答，直到本方向前方无请求时，才对反方向的请求进行应答。当前内部控制面板上有的请求,只要经过所在楼层均会立即响应.在所有内部外部请求都已完成后，电梯转入等待。 电梯模型：（如下附图） BACK ************************************************************ 3）、算法设计； 1、电梯基本组成部分及其实现： (1) FLOOR:记录电梯所处楼层的记数器． 用模８计数器实现，由001～111的加减记数来表示电梯所在楼层的变化． (2) RB:电梯运行状态寄存器组． 用一位寄存器来表示电梯当前是运行还是暂停，再用一位寄存器表示当前或刚才的运行方向，这样就可以在电梯停止时也可以判断电梯刚才的状态，从而确定下个时刻电梯的后续方向．对于FLOOR，我们通过三个LED显示. (3)RC:电梯目的地信息寄存器，记录电梯还有哪些要去楼层的任务． 每个楼层对应一个状态触发器，同时控制一个LED显示． (4)RD: 各个楼层召唤信息寄存器，它记录了各楼层还有哪些向上向下的请求． 每个楼层对应两个状态触发器，同时控制两个LED显示向上向下请求． (5)CALL:电梯各个楼层的召唤面板，用户通过它发出向上向下的请求； (6)DESTINATION:电梯目的地指定命令面板，用户通过它申请要去的楼层； (7)CONTRAL:电梯的集中控制器。 2、电梯控制基本结构图： 3、电梯工作过程的具体描述： a)、当电梯开始启动的时候，将当前所处的楼层置为第一层，电梯为暂停状态，方向向上，然后等待控制器的调度． b)、等待过程当中（FLOOR保持在该楼层），首先检测RC和RD，判断当前楼层（第i层）以上的楼层是否发出召唤或者已经有人已经发请求，若有则向上运行；否则以同样的方法判断是否向下运行；若不向下运行则重复等待状态．　　　　　　 保持原状态循环进行２操作直到检测到有向上或向下的任务． c)、若已经判明要向上运行，则首先使RB中的运行／暂停触发器置为运行，且标志向上运行，控制LED在该楼层亮T1时间后将所在楼层加１，这时新的当前楼层（第i+1层）灯亮起，接着电梯检索RC和RD，判断当前楼层是否发出向上召唤或者已经有人已经发出目的地为第i+1层的请求，若有则在第i+1层停靠；否则检索RC和RD，判断第i+1层以上的楼层是否发出召唤或者已经有人已经发出目的地为第i+1层以上的请求，若有则向上运行；否则（必定是有第i+1层向下的请求）在第i+1层．若不在当前的第i+1层停靠，就使灯闪烁，继续３中开始的操作．如果停靠就修改运行状态为停止，撤销所在楼层的召唤请求和目的地任务，接受用户的目的地请求，控制电梯在T2时间后电梯进入２中的等待状态． 注释： a、只要不是当前暂停在的楼层的用户发出的召唤命令都存入RD，以供控制器检索和判断． b、只要不是当前暂停在的楼层的用户发出的目的地请求都存入RC，供运行过程当中控制器的检索和判断。 BACK ************************************************************ 4、电梯控制流程图： BACK ********************************************************* 5、系统控制器ASM图： BACK ************************************************************ 4）、硬件实现； 为了更好地实现电梯的功能