三层电梯控制器.docx

成 绩 评 定 表学生姓名高张宝班级学号1203030133专 业电子信息工程课程设计题目三层电梯控制器 评语组长签字：成绩日期 2015年 月 日 课程设计任务书学 院信息科学与工程学院专 业电子信息工程学生姓名高张宝班级学号1203030133课程设计题目三层电梯控制器一、内容及要求：利用所学的EDA设计方法设计三层电梯控制器，熟练使用使用QUARTUSⅡ应用软件，进一步学习使用VHDL语言、原理图等EDA设计方法进行综合题目的方法。1、调试底层模块,并时序仿真。2、设计顶层模块,并时序仿真。3、撰写课程设计报告。二、功能要求：每层电梯入口处设有上下请求开关设有电梯所处位置指示装置及电梯运行模式（上升或下降）指示装置(3) 电梯到达有停站请求的楼层后，经过1S电梯门打开，开门指示灯亮，开门4S后，电梯门关闭（开门指示灯灭），电梯继续运行，并能响应提前关门延时关门.(4）能记忆电梯内外的所有请求信号，并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。 (5）电梯初始状态为一层开门.(6)具有超载报警和故障报警的功能.三、进度安排：课程设计时间为10天（2周）1、调研、查资料1天。2、总体方案设计2天。3、代码设计与调试5天。4、撰写报告1天。5、验收1天。指导教师： 2015年 月 日专业负责人：2015年 月 日学院教学副院长：2015年 月 日目 录1 概述1 1.1 设计背景和意义1 1.2 设计任务1 1.3 设计要求22 总体设计思路及原理描述32.1 总体设计思路32.2 原理描述43 软件代码设计54 仿真及测试104.1 电梯上升仿真104.2 电梯下降仿真104.3 运行结果分析115 总结126 参考文献131概述1.1设计背景及意义随着EDA技术发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通讯、自动控制及计算机应用等领域的重要性突出。随着技术市场与人才市场对EDA的需求不断提高，产品的市场需求和技术市场的要求也必然会反映到教学领域和科研领域中来。因此学好EDA技术对我们有很大的益处。EDA功能强大，一台计算机、一套EDA软件和一片或几片大规模可编程芯片（CPLD/FPGA或ispPAC），就能完成电子系统的设计。EDA技术涉及面广，内容丰富，但在教学和技术推广层面上，应用较为广泛的是基于可编程器件的EDA技术，它主要包括如下四大要素：1大规模可编程器件，它是利用EDA技术进行电子系统设计的载体；2硬件描述语言，它是利用EDA技术进行电子系统设计的主要手段；3软件开发工具，它是利用EDA技术进行电子系统的智能化的自动化设计工具；4实验开发系统，它是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。电梯行业也随着科技的发展，不断地出现在人们生活的各个场所，因此，对电梯控制器的设计是一个很实用的例子，对我们掌握EDA技术的应用也有很大的帮助。1.2设计任务设计一个三层电梯的控制器。要求：（1）每层电梯入口处设有上下请求开关。（2）设有电梯所处位置指示装置及电梯运行模式（上升或下降）指示装置。（3）电梯到达有停站请求的楼层后，经过1S电梯门打开，开门指示灯亮，开门4S后，电梯门关闭（开门指示灯灭），电梯继续运行，并能响应提前关门延时关门。（4）能记忆电梯内外的所有请求信号，并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。（5）电梯初始状态为一层开门。（6）具有超载报警和故障报警的功能.1.3设计要求（1）根据设计题目要求编写相应程序代码（2）对编写的VHDL程序代码进行编译和仿真（3）利用实验箱完成硬件验证（4）总结设计内容，完成课程设计说明书2总体设计思路及原理描述2.1总体设计思路实验模拟生活中电梯运动控制，电梯总共三层，最简单的控制思想如下:（1）采集用户呼叫楼层，并放入相应的记忆单元中。（2）不考虑电梯轿厢所在楼层。若有用户呼叫，电梯上行直到达到用户呼叫最大层，再下行直到到达最低层，由此构成一次行程。（3）每完成一次行程，检测是否所用用户呼叫均已响应完毕。如果没有，电梯继续运行，直到响应完所有用户呼叫。否则，电梯停止运行。其中用户请求包括外部请求和内部请求。有外部升降请求信号需点亮相应的外部请求指示灯，内部升降请求信号同外呼。（4）根据电梯所在楼层，七段数码管显示楼层数。（5）根据用户运行方向，点亮相应升降指示灯。（6）当电梯运行到有相应外部呼叫或内部呼叫楼层时，电梯停止运行，灭掉相应的呼叫显示灯，电梯开关门后，继续运行。开始上楼请求？第二层请求？下楼请求？上楼请求？第二层请求？下楼请求？控制器程序框图2.2设计原理电梯控制可以通过多种方法进行设计，其中采用状态机来实现，思路比较清晰。可以将电梯等待的每秒钟以及开门，关门都看成一个独立的状态。由于电梯又是每秒上升或下降一