EDA课设四层电梯控制器.pdfVIP

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1、引言

1.1EDA技术的概念

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

我们有很大的一处，EDA是指以计算机为工具，在EDA软件平台上，根据设计描述的源文件，

自动完成系统的设计，包括编译、仿真、优化、综合、适配以及下载。EDA是电子设计自

动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计

（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的

概念发展而来的。

1.2EDA技术的特点

利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：①用软件的方式设计硬件；

②用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③设计过

程中可用有关软件进行各种仿真；④系统可现场编程，在线升级；⑤整个系统可集成在

一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。

1.3EDA设计流程

典型的EDA设计流程如下:

（1）、文本/原理图编辑与修改。首先利用EDA工具的文本或图形编辑器将设计者的

设计意图用文本或图形方式表达出来。

（2）、编译。完成设计描述后即可通过编译器进行排错编译，变成特定的文本格式，

为下一步的综合做准备。

（3）、综合。将软件设计与硬件的可实现性挂钩，是将软件转化为硬件电路的关键

步骤。

（4）、行为仿真和功能仿真。利用产生的网表文件进行功能仿真，以便了解设计描

述与设计意图的一致性。

（5）、适配。利用FPGA/CPLD布局布线适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目

标器件进行逻辑映射操作，其中包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、布局

布线。适配报告指明了芯片内资源的分配与利用、引脚锁定、设计的布尔方程描

.下载可编辑.

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述情况。

（6）、功能仿真和时序仿真。

（7）、下载。如果以上的所有过程都没有发现问题，就可以将适配器产生的下载文

件通过FPGA/CPLD下载电缆载入目标芯片中。

（8）、硬件仿真与测试。

1.4硬件描述语言（VHDL）

VHDL(Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)主要

用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL

的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。

2、电梯控制器的设计要求与设计思路

2.1设计目的

通过设计应完成工作内容和具体的设计方法，通过设计也有出于复习，巩固以往的学

习内容，达到灵活应用的目的。在设计完成后，还要将设计的电路进行安装，调试及加强

我们的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。本次设计的目的就是通过实

践深入理解EDA技术并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想。通过学习的VHDL语言结

合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识和基本单元电路的综合设计应

用。通过对实用电梯控制系统的设计，巩固和综合运用所学知识，提高设计能力，提高分

析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。

2.2设计要求

电梯控制器是控制电梯按顾客要求自动上下的装置。采用VHDL语言来设计实用四层电梯控

制器，而且遵循方向优先的原则，提前关电梯门和延迟关电梯门，对电梯的运行（上升和

下降）、停止、等待状态进行控制。同时，能显示电梯的运行情况、电梯所在楼层。

3、电梯控制器的综合设计

3.1电梯控制器功能

（1）、每层电梯的入口处设有上下请求开关，电梯内设有乘客到达层次的停站请求开关。

（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）、电梯每秒升降一层。

（4）、电梯到达有停站请求的楼层后，经过1s电梯打开