EDA課程設(shè)計——電梯控制器(共16頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電子設(shè)計自動化（EDA）技術(shù)課程設(shè)計報告題目:姓 名： 院 系： 專業(yè)： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成時間: 年 月 日 目 錄一、 課程設(shè)計題目、內(nèi)容與要求 41.1 設(shè)計內(nèi)容 41.2 具體要求 4二、 系統(tǒng)設(shè)計 42.1 設(shè)計思路 42.2 系統(tǒng)原理（包含：框圖等闡述）與設(shè)計說明等內(nèi)容三、系統(tǒng)實現(xiàn) 5注：此部分闡述具體實現(xiàn)，包含主要邏輯單元、模塊、源代碼等內(nèi)容四、系統(tǒng)仿真 12五、硬件驗證（操作）說明15六、總結(jié) 16七、參考書目 17設(shè)計題目電梯控制系統(tǒng)設(shè)計要求1.電梯入口處設(shè)有上下請求開關(guān)各1個，電梯內(nèi)設(shè)有乘客到達層次的數(shù)字開關(guān)。電梯當前所在的樓層位置用一位數(shù)

2、碼管顯示，用一只發(fā)光二極管顯示開門/關(guān)門狀態(tài)，用發(fā)光二極管顯示每層的上下請求狀態(tài)；2.顯示電梯當前所處位置和電梯上行下行及開關(guān)門狀態(tài)；3.電梯到達有?？空菊埱蟮臉菍雍螅娞蓍T就會自動打開門指示燈亮，開門3秒鐘后，電梯門自動關(guān)閉并繼續(xù)運行；4.對電梯開門時間可以提前關(guān)門（按關(guān)門按鈕）；5.能記憶電梯內(nèi)外的所有請求信號，并按照電梯運行的規(guī)則次第響應(yīng)，每個請求信號保留至執(zhí)行后撤除，如到達某層后，上下方均無請求，則電梯停在該層，中止運行。 設(shè)計過程(包括：設(shè)計方案、上機設(shè)計與仿真結(jié)果、硬件實驗方案及實驗結(jié)果、收獲和體會) 附后成績評定指導(dǎo)教師評語課程設(shè)計等級一、課程設(shè)計題目、內(nèi)容與要求1.1課程設(shè)計內(nèi)

3、容-電梯控制系統(tǒng)采用EDA-VHDL語言建模電梯控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電梯的功能需求。在實驗操作平臺MAXPLUSII和實驗箱（主芯片EPM7096LC68-7）上完成系統(tǒng)的仿真。1.2電梯系統(tǒng)控制設(shè)計要求（1）.每層電梯入口處設(shè)有上下請求開關(guān)各1個，電梯內(nèi)設(shè)有乘客到達層次的數(shù)字開關(guān)。電梯當前所在的樓層位置用一位數(shù)碼管顯示，用一只發(fā)光二極管顯示開門/關(guān)門狀態(tài)，用發(fā)光二極管顯示每層的上下請求狀態(tài)；（2）.顯示電梯當前所處位置和電梯上行下行及開門，關(guān)門狀態(tài)； （3）.電梯到達有停靠站請求的樓層后，電梯門就會自動打開門指示燈亮，開門3秒鐘后；（4）.電梯門自動關(guān)閉（開門指示燈滅）電梯繼續(xù)運行；（5）.對電梯

4、開門時間可以提前關(guān)門（按關(guān)門按鈕）；（6）.能記憶電梯內(nèi)外的所有請求信號，并按照電梯運行的規(guī)則次第響應(yīng)，每個請求信號保留至執(zhí)行后撤除，如到達某層后，上下方均無請求，則電梯停在該層，中止運行。 二、系統(tǒng)設(shè)計2.1設(shè)計思路該設(shè)計采用方向優(yōu)先控制方式方案，方向優(yōu)先控制是指電梯運行到某一樓層時先考慮這一樓層是否有請求：有 ，則停止；無，則繼續(xù)前進。停下來后再啟動時的步驟：考慮前方上方或下方是否有請求：有，則繼續(xù)前進；無，則停止；檢測后方是否有請求，有請求則轉(zhuǎn)向運行，無請求則維持停止狀態(tài)。2.2 系統(tǒng)原理（包含：框圖等闡述）與設(shè)計說明等內(nèi)容電梯控制器系統(tǒng)由系統(tǒng)時鐘，樓層請求，故障清除，關(guān)門中斷，超載，提

5、前關(guān)門，信號存儲，狀態(tài)存儲，中央處理器，電梯升降停，門開關(guān)停，樓層顯示，請求信號顯示，超載故障報警部分組成。如圖1和如圖2所示圖2 電梯控制系統(tǒng)電路圖三、系統(tǒng)實現(xiàn)(1)外部數(shù)據(jù)高速采集模塊設(shè)計有效的對外部信號采集、處理要求電梯控制器對外部請求信號的實時、準確采集準確、實時的捕捉樓層到達信號；有防止樓層到達信號、外部請求信號的誤判。(2)信號存儲模塊電梯控制器的請求輸入信號有18個（電梯外有6個上升請求和6個下降請求的用戶輸入端口，電梯內(nèi)有6個請求用戶輸入端口），由于系統(tǒng)對內(nèi)、外請求沒有設(shè)置優(yōu)先級，各樓層的內(nèi)、外請求信號被采集后可先進行運算，再存到存儲器內(nèi)。(3)基于FPGA的中央處理模塊中央數(shù)

6、據(jù)處理模塊是系統(tǒng)的核心，通過對存儲的數(shù)據(jù)（含請求、到達樓層等信號）進行比較、判斷以驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)的流轉(zhuǎn)。電梯工作過程中共有9種狀態(tài)：等待、上升、下降、開門、關(guān)門、停止、休眠、超載報警以及故障報警狀態(tài)。一般情況下，電梯工作起始點是第一層，起始狀態(tài)是等待狀態(tài)，啟動條件是收到上升請求。系統(tǒng)的狀態(tài)流程圖如圖3所示:- 圖3 系統(tǒng)狀態(tài)流程圖（4）源程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity dianti is port ( clk

7、 : in std_logic; -時鐘信號（頻率為2Hz） full,deng,quick,clr : in std_logic;-超載、關(guān)門中斷、提前關(guān)門清除報警信號 c_u1,c_u2,c_u3,c_u4,c_u5: in std_logic; -電梯外人的上升請求信號 c_d2,c_d3,c_d4,c_d5,c_d6 : in std_logic; -電梯外人的下降請求信號 d1,d2,d3,d4,d5,d6 : in std_logic; -電梯內(nèi)人的請求信號 g1,g2,g3,g4,g5,g6 : in std_logic; -到達樓層信號 door : out std_logic

8、_vector(1 downto 0); -電梯門控制信號 led : out std_logic_vector(6 downto 0); -電梯所在樓層顯示 led_c_u:out std_logic_vector(5 downto 0); -電梯外人上升請求信號顯示 led_c_d:out std_logic_vector(5 downto 0); -電梯外人下降請求信號顯示 led_d : out std_logic_vector(5 downto 0); -電梯內(nèi)請求信號顯示 wahaha : out std_logic; -看門狗報警信號 ud,alarm : out std_log

9、ic; -電梯運動方向顯示，超載警告信號up,down : out std_logic ); -電機控制信號和電梯運動end dianti;architecture behav of dianti issignal d11,d22,d33,d44,d55,d66:std_logic; -電梯內(nèi)人請求信號寄存信號signal c_u11,c_u22,c_u33,c_u44,c_u55:std_logic; -電梯外人上升請求信號寄存信號signal c_d22,c_d33,c_d44,c_d55,c_d66:std_logic; -電梯外人下降請求信號寄存信號signal q:integer r

10、ange 0 to 1; -分頻信號signal q1:integer range 0 to 6; -關(guān)門延時計數(shù)器 signal q2:integer range 0 to 9; -看門狗計數(shù)器signal dd,cc_u,cc_d,dd_cc:std_logic_vector(5 downto 0); -電梯內(nèi)外請求信號寄存器signal opendoor:std_logic; -開門使能信號signal updown:std_logic; -電梯運動方向信號寄存器signal en_up,en_dw:std_logic; -預(yù)備上升、預(yù)備下降預(yù)操作使能信號beginprocess(clk

11、)beginif clk'event and clk='1' then if clr='1' then q1<=0;q2<=0;wahaha<='0' -清除故障報警 elsif full='1' then alarm<='1' q1<=0; -超載報警if q1>=3 then door<="10" else door<="00" end if; elsif q=1 then q<=0;alarm<=

12、9;0' if q2=3 then wahaha<='1' -故障報警 else if opendoor='1' then door<="10"q1<=0;q2<=0;up<='0'down<='0'-開門操作 elsif en_up='1' then -上升預(yù)操作 if deng='1' then door<="10"q1<=0;q2<=q2+1; -關(guān)門中斷 elsif quick='1

13、' then q1<=3; -提前關(guān)門 elsif q1=6 then door<="00"updown<='1'up<='1' -關(guān)門完畢，電梯進入上升狀態(tài) elsif q1>=3 then door<="01"q1<=q1+1; -電梯進入關(guān)門狀態(tài) else q1<=q1+1;door<="00" -電梯進入等待狀態(tài) end if; elsif en_dw='1' then -下降預(yù)操作 if deng='1

14、9; then door<="10"q1<=0;q2<=q2+1; elsif quick='1' then q1<=3; elsif q1=6 then door<="00"updown<='0'down<='1' elsif q1>=3 then door<="01"q1<=q1+1; else q1<=q1+1;door<="00" end if; end if; if g1='1&

15、#39; then led<="" -電梯到達1樓，數(shù)碼管顯示1 if d11='1' or c_u11='1' then d11<='0' c_u11<='0'opendoor<='1'-有當前層的請求，則電梯進入開門狀態(tài) elsif dd_cc>"" then en_up<='1' opendoor<='0' -有上升請求，則電梯進入預(yù)備上升狀態(tài) elsif dd_cc="" t

16、hen opendoor<='0' -無請求時，電梯停在1樓待機 end if; elsif g2='1' then led<="" -電梯到達2樓，數(shù)碼管顯示2 if updown='1' then -電梯前一運動狀態(tài)位上升 if d22='1' or c_u22='1' then d22<='0' c_u22<='0' opendoor<='1' -有當前層的請求，則電梯進入開門狀態(tài) elsif dd_cc>

17、"" then en_up<='1' opendoor<='0' -有上升請求，則電梯進入預(yù)備上升狀態(tài) elsif dd_cc<"" then en_dw<='1' opendoor<='0' -有下降請求，則電梯進入預(yù)備下降狀態(tài) end if; -電梯前一運動狀態(tài)為下降 elsif d22='1' or c_d22='1' then d22<='0' c_d22<='0'opendoo

18、r<='1' -有當前層的請求，則電梯進入開門狀態(tài) elsif dd_cc<"" then en_dw<='1' opendoor<='0' -有下降請求，則電梯進入預(yù)備下降狀態(tài) elsif dd_cc>"" then en_up<='1' opendoor<='0' -有上升請求，則電梯進入預(yù)備上升狀態(tài) end if; elsif g3='1' then led<="" -電梯到達3樓，數(shù)碼

19、管顯示3 if updown='1' then if d33='1' or c_u33='1' then d33<='0' c_u33<='0'opendoor<='1' elsif dd_cc>"" then en_up<='1' opendoor<='0' elsif dd_cc<"" then en_dw<='1' opendoor<='0

20、9; end if; elsif d33='1' or c_d33='1' then d33<='0' c_d33<='0' opendoor<='1' elsif dd_cc<"" then en_dw<='1' opendoor<='0' elsif dd_cc>"" then en_up<='1' opendoor<='0' end if; elsif

21、g4='1' then led<="" -電梯到達4樓，數(shù)碼管顯示4 if updown='1' then if d44='1' or c_u44='1' then d44<='0' c_u44<='0' opendoor<='1' elsif dd_cc>"" then en_up<='1' opendoor<='0' elsif dd_cc<"&quo

22、t; then en_dw<='1' opendoor<='0' end if; elsif d44='1' or c_d44='1' then d44<='0' c_d44<='0' opendoor<='1' elsif dd_cc<"" then en_dw<='1' opendoor<='0' elsif dd_cc>"" then en_up<

23、='1' opendoor<='0' end if; elsif g5='1' then led<="" -電梯到達5樓，數(shù)碼管顯示5 if updown='1' then if d55='1' or c_u55='1' then d55<='0' c_u55<='0'opendoor<='1' elsif dd_cc>"" then en_up<='1'

24、 opendoor<='0' elsif dd_cc<"" then en_dw<='1' opendoor<='0' end if; elsif d55='1' or c_d55='1' then d55<='0' c_d55<='0'opendoor<='1' elsif dd_cc<"" then en_dw<='1' opendoor<='

25、;0' elsif dd_cc>"" then en_up<='1' opendoor<='0' end if; elsif g6='1' then led<="" -電梯到達6樓，數(shù)碼管顯示6 if d66='1' or c_d66='1' then d66<='0' c_d66<='0'opendoor<='1' elsif dd_cc<"" the

26、n en_dw<='1' opendoor<='0' end if; else en_up<='0'en_dw<='0' -電梯進入上升或下降狀態(tài) end if; end if; else q<=1;alarm<='0' -清除超載報警 if d1='1' then d11<=d1; -對電梯內(nèi)人請求信號進行檢測和寄存 elsif d2='1' then d22<=d2; elsif d3='1' then d33<

27、;=d3; elsif d4='1' then d44<=d4; elsif d5='1' then d55<=d5; elsif d6='1' then d66<=d6; end if; if c_u1='1' then c_u11<=c_u1; -對電梯外人上升請求信號進行檢測和寄存 elsif c_u2='1' then c_u22<=c_u2; elsif c_u3='1' then c_u33<=c_u3; elsif c_u4='1'

28、then c_u44<=c_u4; elsif c_u5='1' then c_u55<=c_u5; end if; if c_d2='1' then c_d22<=c_d2; -對電梯外人下降請求信號進行檢測和寄存 elsif c_d3='1' then c_d33<=c_d3; elsif c_d4='1' then c_d44<=c_d4; elsif c_d5='1' then c_d55<=c_d5; elsif c_d6='1' then c_d66&

29、lt;=c_d6;end if; dd<=d66&d55&d44&d33&d22&d11; -電梯內(nèi)人請求信號并置 cc_u<='0'&c_u55&c_u44&c_u33&c_u22&c_u11; -電梯外人上升請求信號并置 cc_d<=c_d66&c_d55&c_d44&c_d33&c_d22&'0' -電梯外人下降請求信號并置 dd_cc<=dd or cc_u or cc_d; -電梯內(nèi)、外人請求信號進行綜合 end if; ud<=updown; -電梯運動狀態(tài)顯示 led_d<=dd; -電梯內(nèi)人請求信號顯示 led_c_u<=cc_u; -電梯外人上升請求信號顯示 led_c_d<=cc_d; -電梯外人下降請求信號顯示end if; end process; end behav