目錄引言01.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)31.1 設(shè)計(jì)要求31.2 總體設(shè)計(jì)方案31.2.1控制方式方案31.2.2 系統(tǒng)組成31.2.3電梯上下層運(yùn)行流程圖32. 模塊設(shè)計(jì)32.1 外部數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)42.2 信號(hào)存儲(chǔ)模塊42.3 基于FPGA的中央處理模塊42.4 信號(hào)的輸出、顯示模塊43.程序設(shè)計(jì)與仿真53.1程序設(shè)計(jì)53.2 程序仿真54.運(yùn)行結(jié)果與分析105.結(jié)束語(yǔ)136.參考文獻(xiàn)14引言隨高層樓宇的增加，電梯越來(lái)越多的走進(jìn)了人們的生活，對(duì)人們的生活的影響越來(lái)越大。為了讓電梯更好的服務(wù)人們，各種電梯新技術(shù)不斷地發(fā)展起來(lái)。隨著人們生活水平的不斷提高，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生產(chǎn)生活的需要，城市高層建筑如雨后春筍拔地而起。與此相應(yīng)，作為一種可以垂直升降運(yùn)輸?shù)墓ぞ咭浑娞菀驳玫窖该偷陌l(fā)展。現(xiàn)在，電梯已完全融入我們的生活、工作及學(xué)習(xí)中，人們?cè)絹?lái)越離不開它。因此，它的安全可靠性、迅速準(zhǔn)確性、舒適性，對(duì)人們來(lái)說(shuō)都是非常重要的。為了確保電梯正常運(yùn)行、安全使用，一般電梯都有專業(yè)的維修管理人員。他們必須對(duì)電梯原理、性能、特點(diǎn)、控制、運(yùn)行要全面認(rèn)識(shí)和掌握，才能做到對(duì)電梯的正確使用、管理及維護(hù)。根據(jù)我國(guó)有關(guān)部門的規(guī)定，電梯作業(yè)屬于特種作業(yè)，其作業(yè)人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，并經(jīng)理論考試和實(shí)踐考核合格后，發(fā)給特種作業(yè)操作證方可上崗操作。同時(shí)，對(duì)電梯操作人員定期考核，讓他們定期參加安全技術(shù)學(xué)習(xí)，扎扎實(shí)實(shí)地做好電梯維護(hù)和保養(yǎng)工作，才能使人們平安長(zhǎng)久的使用電梯。電梯控制系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)系統(tǒng)要同時(shí)對(duì)幾百個(gè)信號(hào)進(jìn)行接收、處理。由于用戶對(duì)電梯功能的要求不斷提高其相應(yīng)控制方式也在不斷發(fā)生變化。隨著EDA技術(shù)的快速發(fā)展基于FPGA的微機(jī)化控制已廣泛應(yīng)用于電梯電路設(shè)計(jì)與控制的各個(gè)方面。在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)起來(lái)。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的電梯市場(chǎng)。上世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電梯需求量越來(lái)越大?？傏厔?shì)是上升的，電梯行業(yè)進(jìn)入了“第三次浪潮”。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái)!1.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求(1) 每層電梯入口處設(shè)有上下請(qǐng)求開關(guān)，電梯內(nèi)設(shè)有顧客到達(dá)層次的停站請(qǐng)求開關(guān)。(2) 設(shè)有電梯入口處位置指示裝置及電梯運(yùn)行模式(上升或下降)指示裝置。(3) 電梯到達(dá)有停站請(qǐng)求的樓層，開門指示燈亮，開門后,經(jīng)一段時(shí)延后，電梯門關(guān)閉電梯繼續(xù)進(jìn)行，直至執(zhí)行完最后一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)后停留在當(dāng)前層。(4) 電梯運(yùn)行規(guī)則：當(dāng)處于上升模式時(shí)，只響應(yīng)比所在位置高的請(qǐng)求信號(hào)，由下而上逐個(gè)執(zhí)行，直到最后一個(gè)上樓請(qǐng)求執(zhí)行完畢；高層有下樓請(qǐng)求，則直接升到請(qǐng)求層，進(jìn)入下降模式。當(dāng)電梯處于下降模式時(shí)則與上升模式相反。1.2 總體設(shè)計(jì)方案1.2.1 控制方式方案內(nèi)部請(qǐng)求優(yōu)先控制方式類似于出租車的工作方式，先將車上的人送至目的地，再去載客。作為通用型電梯應(yīng)該服務(wù)于大多數(shù)人，必須考慮電梯內(nèi)、外的響應(yīng)率。在內(nèi)部請(qǐng)求優(yōu)先控制的方式中，當(dāng)電梯外部人的請(qǐng)求和電梯內(nèi)部人的請(qǐng)求沖突時(shí)，外部人的信號(hào)可能被長(zhǎng)時(shí)間忽略，因而他不能作為通用型電梯的設(shè)計(jì)方案。2 單向?qū)訉油？刂品绞椒桨竼蜗驅(qū)訉油？刂品绞降韧诨疖嚨倪\(yùn)行方式，遇站即停止、開門。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于面面俱到，可以保證所有人的請(qǐng)求都能得到響應(yīng)。然而這樣對(duì)電梯的效率產(chǎn)生消極影響：不必要的等待消耗了大量時(shí)間，而電梯的運(yùn)作與用戶的請(qǐng)求無(wú)關(guān)，當(dāng)無(wú)請(qǐng)求時(shí)電梯也照常跑空車，就浪費(fèi)了大量的電能。而對(duì)用戶而言，此種控制方式的請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間也不是很快。因而不是理想的方案。3 方向優(yōu)先控制方式方案方向優(yōu)先控制方案是指電梯運(yùn)行到某一樓層時(shí)先考慮這一樓層是否有請(qǐng)求：有，則停止；無(wú)，則繼續(xù)前進(jìn)。停下后在啟動(dòng)時(shí)的步驟：1 考慮前方上下方是否有請(qǐng)求：有，則停止；無(wú)，則繼續(xù)前進(jìn)。2 檢驗(yàn)后方是否有請(qǐng)求，有請(qǐng)求則轉(zhuǎn)向運(yùn)行，無(wú)請(qǐng)求則繼續(xù)維持停止?fàn)顟B(tài)。這種運(yùn)作方式下，電梯對(duì)用戶的請(qǐng)求響應(yīng)率為100%，且響應(yīng)時(shí)間較短。如果每層樓都有請(qǐng)求，則這種控制方式的效率和上面的單層控制方式的效率一樣。然而，當(dāng)不是每層樓都有請(qǐng)求時(shí)，方向優(yōu)先控制方式的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單向?qū)訉油５瓤刂品绞降男?。而且，方向?yōu)先控制方式下，電梯在維持停止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候可以進(jìn)入省電模式，又能節(jié)省大量電能。本設(shè)計(jì)選擇方向優(yōu)先控制方式。1.2.2 系統(tǒng)組成電梯方向優(yōu)先控制系統(tǒng)方框圖如圖所示。圖一 電梯方向優(yōu)先控制方式控制系統(tǒng)方框圖1.2.3電梯上下層運(yùn)行流程圖圖二 電梯上升運(yùn)動(dòng)流程電梯下降運(yùn)動(dòng)流程圖跟上圖相反，上升是從一樓開始上升二樓到六樓的任一樓層，而電梯下降卻是從六樓開始，下降到五樓到一樓的任一樓層。電梯上升，下降原理相同，步驟上也許有少許不同。2 模塊設(shè)計(jì)2.1 外部數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)對(duì)于外部信號(hào)采集，處理要求電梯控制器：1 外部請(qǐng)求信號(hào)的實(shí)時(shí)，準(zhǔn)確的采集；2 準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)的捕捉樓層到達(dá)信號(hào)；3 有效的防止樓層到達(dá)信號(hào)，外部請(qǐng)求信號(hào)的誤判?？刂破鞑捎肍PGA作為系統(tǒng)控制的核心，系統(tǒng)頻率的時(shí)鐘頻率是32.0000Hz，完全可以滿足實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的要求。由于電路中毛刺現(xiàn)象的存在，信號(hào)的純凈度降低，單個(gè)的毛刺往往被誤作為系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的觸發(fā)信號(hào)，嚴(yán)重影響電梯的正常工作?？梢圆捎枚啻螜z測(cè)的方法解決這個(gè)問(wèn)題，對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行多次采樣以保證信號(hào)的可信度。外部請(qǐng)求信號(hào)的輸入形式為按鍵輸入，到達(dá)樓層信號(hào)來(lái)自光敏傳感器，關(guān)門中斷信號(hào)及超載信號(hào)則產(chǎn)生于壓力傳感器。鍵盤、光敏外部輸入接口電路未設(shè)計(jì)。2.2 信號(hào)存儲(chǔ)模塊電梯控制器的請(qǐng)求輸入信號(hào)有18個(gè)（電梯外有六個(gè)上升請(qǐng)求，六個(gè)下降請(qǐng)求的用戶輸入端口，電梯內(nèi)有六個(gè)請(qǐng)求用戶輸入端口），由于對(duì)系統(tǒng)內(nèi)，外請(qǐng)求沒有設(shè)置優(yōu)先級(jí)，各樓層的內(nèi)，外請(qǐng)求信號(hào)被采集后可先進(jìn)行運(yùn)算，在存到存儲(chǔ)器中。電梯運(yùn)行過(guò)程中，由于用戶的請(qǐng)求信號(hào)的輸入是離散的，而且系統(tǒng)對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)也是離散的，因此請(qǐng)求信號(hào)的存儲(chǔ)要求新的請(qǐng)求信號(hào)不能覆蓋原來(lái)的請(qǐng)求信號(hào)，只有響應(yīng)動(dòng)作完成后才能清除存儲(chǔ)器內(nèi)對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求信號(hào)位。對(duì)應(yīng)某一樓層的請(qǐng)求信號(hào)的存儲(chǔ)，清除電路如圖所示。圖三 請(qǐng)求信號(hào)操作電路圖2.3 基于FPGA的中央處理模塊中央數(shù)據(jù)處理模塊是系統(tǒng)的核心，通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)（含請(qǐng)求、到達(dá)樓層等信號(hào)）進(jìn)行比較，判斷以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)的流轉(zhuǎn)。電梯的工作過(guò)程中共有等待、上升、下降、開門、關(guān)門、停止、休眠、超載報(bào)警以及故障報(bào)警狀態(tài)。一般情況下，電梯工作起始點(diǎn)是第一層，起始狀態(tài)是等待狀態(tài)，啟動(dòng)條件是收到上升請(qǐng)求。系統(tǒng)狀態(tài)流程圖如圖所示。注意：圖中，超載狀態(tài)時(shí)電梯關(guān)門動(dòng)作取消，同時(shí)發(fā)出警報(bào)，直到警報(bào)被消除；故障時(shí)電梯不執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作，同時(shí)發(fā)出警報(bào)，直到警報(bào)被清除（看門狗信號(hào)有效條件是一層樓連續(xù)發(fā)生關(guān)門中斷情況超過(guò)三次）。本系統(tǒng)由請(qǐng)求信號(hào)啟動(dòng)，運(yùn)行中每檢測(cè)到一個(gè)到達(dá)樓層信號(hào)，就會(huì)將存儲(chǔ)器的請(qǐng)求信號(hào)和樓層的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行比較，在參照原方向信號(hào)來(lái)決定是否停止、轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。圖四 系統(tǒng)狀態(tài)流程圖2.4 信號(hào)的輸出、顯示模塊本系統(tǒng)的輸出信號(hào)有兩種，一種是電機(jī)的升降控制信號(hào)（兩位）和開門、關(guān)門控制信號(hào)；另一種是面向用戶的提示信號(hào)（含樓層的顯示，方向的顯示，已經(jīng)接受的請(qǐng)求顯示等）。電機(jī)的控制信號(hào)一般需要兩位，本電機(jī)中電機(jī)工作狀態(tài)有三種工作狀態(tài)：正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。兩位控制信號(hào)作為一個(gè)三路開路開關(guān)的選通信號(hào)，此三路開關(guān)選用模擬電子開關(guān)。系統(tǒng)的顯示輸出包括數(shù)碼管的樓層顯示、數(shù)碼管的請(qǐng)求信號(hào)顯示和表征運(yùn)動(dòng)的方向的箭頭形指示燈的開關(guān)信號(hào)。本系統(tǒng)具有請(qǐng)求信號(hào)顯示的功能，結(jié)合方向顯示，可以減少用戶對(duì)同一請(qǐng)求的輸入次數(shù)，這樣就延長(zhǎng)了電梯按鍵的使用的壽命。假如電梯處于向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，初始位置是底層，初始請(qǐng)求是6樓，2樓時(shí)進(jìn)入一個(gè)人，如果他的目的是6樓，就可以不用再按鍵。同時(shí)，電梯外部的人也可以根據(jù)請(qǐng)求信號(hào)顯示（上升請(qǐng)求、下降請(qǐng)求、無(wú)請(qǐng)求），就可以避免沒必要的重復(fù)請(qǐng)求信號(hào)輸入。電梯使用時(shí)，系統(tǒng)結(jié)合相應(yīng)的電梯使用規(guī)范完全可以滿足人們的需要，而且效率比較高。3.程序設(shè)計(jì)與仿真3.1程序設(shè)計(jì)library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity dianti isport(clk:in std_logic; -時(shí)鐘信號(hào) full,deng,quick,clr:in std_logic; -超載，關(guān)門中斷，提前關(guān)門,清除報(bào)警信號(hào) c_u1,c_u2,c_u3,c_u4,c_u5:in std_logic; -電梯外的人上升請(qǐng)求信號(hào) c_d2,c_d3,c_d4,c_d5,c_d6:in std_logic; -電梯外的人下降請(qǐng)求信號(hào) d1,d2,d3,d4,d5,d6:in std_logic; -電梯內(nèi)的人請(qǐng)求信號(hào) g1,g2,g3,g4,g5,g6:in std_logic; -到達(dá)樓層的信號(hào) door:out std_logic_vector(1 downto 0); -電梯門控制信號(hào) 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); -電梯外的人上升請(qǐng)求信號(hào)顯示 led_c_d:out std_logic_vector(5 downto 0); -電梯外的人下降請(qǐng)求信號(hào)顯示 led_d:out std_logic_vector(5 downto 0); -電梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)顯示 wahaha:out std_logic; -看門狗報(bào)警系統(tǒng) ud,alarm:out std_logic; -電梯運(yùn)動(dòng)方向顯示，超載報(bào)警信號(hào) up,down:out std_logic); -電梯控制信號(hào)和電梯運(yùn)動(dòng)end dianti;architecture behav of dianti issignal d11,d22,d33,d44,d55,d66:std_logic; -電梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)寄存信號(hào)signal c_u11,c_u22,c_u33,c_u44,c_u55:std_logic;-電梯外上升請(qǐng)求寄存信號(hào)signal c_d22,c_d33,c_d44,c_d55,c_d66:std_logic;-電梯外下降請(qǐng)求寄存信號(hào)signal q:integer range 0 to 1; -分頻信號(hào)signal q1:integer range 0 to 6; -關(guān)門延時(shí)計(jì)數(shù)器signal q2:integer range 0 to 9; -動(dòng)方向寄存器signal dd,cc_u,cc_d,dd_cc:std_logic_vector(5 downto 0);signal opendoor:std_logic;signal updown:std_logic;signal en_up,en_dw:std_logic; -預(yù)備上升，下降使能信號(hào)begincom:process(clk)begin if clkevent and clk=1 then if clr=1 then q1<=0;q2<=0;wahaha<=0; -清除報(bào)警 elsif full=1 then alarm<=1;q1<=0; -超載報(bào)警 if q1>=3 then door<="10" else door<="00"end if;elsif q=1 then q<=0;alarm<=0;if q2=3 then wahaha<=1; -故障報(bào)警elseif 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 then q1<=3; -提前關(guān)門elsif q1=6 then door<="00"updown<=1;up<=1;-電梯進(jìn)入上升狀態(tài)elsif q1>=3 then door<="01"q1<=q1+1; -電梯進(jìn)入關(guān)門狀態(tài)else q1<=q1+1;door<="00" -電梯進(jìn)入等待狀態(tài)end if;elsif en_dw=1 then -下降預(yù)操作if deng=1 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 then led<="1001111" -電梯到達(dá)一樓，顯示一樓if d11=1 or c_u11<=1 then d11<=0;c_u11<=0;opendoor<=1;-當(dāng)前層請(qǐng)求，電梯進(jìn)入開門狀態(tài)elsif dd_cc>"000001" then en_up<=1;opendoor<=0;-有上升請(qǐng)求，電梯進(jìn)入預(yù)備上升狀態(tài)elsif dd_cc="000000" then opendoor<=0; -無(wú)請(qǐng)求，一樓待機(jī)end if;elsif g2=1 then led<="0010010" -電梯到達(dá)二樓，顯示2樓if updown=1 then -電梯前一狀態(tài)上升if d22=1 or c_u22=1then d22<=0;c_u22<=0;opendoor<=1;-當(dāng)前層有請(qǐng)求，開門狀態(tài)elsif dd_cc>"000011" then en_up<=1;opendoor<=0;-上升請(qǐng)求，預(yù)備上升elsif dd_cc<"000010" then en_dw<=1;opendoor<=0;-有下降請(qǐng)求，預(yù)備下降end if;elsif d22=1 or c_d22=1 then d22<=0;c_d22<=0;opendoor<=1;-電梯前一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下降elsif dd_cc<"000010" then en_dw<=1;opendoor<=0;-下降請(qǐng)求，預(yù)備下降elsif dd_cc>"000011" then en_up<=1;opendoor<=0;-上升請(qǐng)求，預(yù)備上升end if;elsif g3=1 then led<="0000110"if updown=1 thenif d33=1 or c_u33=1then d33<=0;c_u33<=0;opendoor<=1;elsif dd_cc>"000111" then en_up<=1;opendoor<=0;elsif dd_cc<"000100" then en_dw<=1;opendoor<=0;end if;elsif d33=1 or c_d33=1 then d33<=0;c_d33<=0;opendoor<=1;elsif dd_cc<"000100" then en_dw<=1;opendoor<=0;elsif dd_cc>"000111" then en_up<=1;opendoor<=0;end if;elsif g4=1 then led<="1001100"if updown<=1 thenif d44=1 or c_u44=1then d44<=0;c_u44<=0;opendoor<=1;elsif dd_cc>"001111" then en_up<=1;opendoor<=0;elsif dd_cc<"001000" 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<"001000" then en_dw<=1;opendoor<=0;elsif dd_cc>"001111" then en_up<=1;opendoor<=0;end if;elsif g5=1 then led<="0100100"if updown<=1 thenif d55=1 or c_u55=1then d55<=0;c_u55<=0;opendoor<=1;elsif dd_cc>"011111" then en_up<=1;opendoor<=0;elsif dd_cc<"010000" 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<"010000" then en_dw<=1;opendoor<=0;elsif dd_cc>"011111" then en_up<=1;opendoor<=0;end if;elsif g6=1 then led<="0100000"if d66=1 or c_d66=1 then d66<=0;c_d66<=0;opendoor<=1;elsif dd_cc<"100000" then en_dw<=1;opendoor<=0;end if;else en_up<=0; en_dw<=0; -電梯進(jìn)入上升或下降狀態(tài)end if;end if;else q<=1;alarm<=0; -清除報(bào)警信號(hào)if d1=1 then d11<=d1; -對(duì)電梯內(nèi)的人請(qǐng)求信號(hào)檢測(cè)和寄存elsif d2=1 then d22<=d2;elsif d3=1 then d33<=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(duì)電梯外的人上升請(qǐng)求檢測(cè)寄存elsif c_u2=1 then c_u22<=c_u2;elsif c_u3=1 then c_u33<=c_u3;elsif c_u4=1 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(duì)電梯外的人下降信號(hào)檢測(cè)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<=c_d6;end if;dd<=d66&d55&d44&d33&d22&d11; -電梯內(nèi)人請(qǐng)求信號(hào)并置cc_u<=0&c_u55&c_u44&c_u33&c_u22&c_u11; -電梯外上升信號(hào)并置cc_d<=c_d66&c_d55&c_d44&c_d33&c_d22&0; -電梯外下降信號(hào)并置dd_cc<=dd or cc_u or cc_d; -內(nèi)外信號(hào)綜合end if;ud<=updown; -電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顯示led_d<=dd;led_c_u<=cc_u; -電梯外上升信號(hào)顯示led_c_d<=cc_d; -電梯外下降信號(hào)顯示end if;end process;end behav;3.2 程序仿真 圖五 仿真結(jié)果圖（1） 圖六 仿真結(jié)果圖（2）4.運(yùn)行結(jié)果與分析通過(guò)觀察仿真圖（1）和仿真圖（2），當(dāng)full（超載）為高電平時(shí)，alarm（報(bào)警信號(hào)）就會(huì)跟著變?yōu)楦唠娖?，這是報(bào)警信號(hào)就會(huì)報(bào)警。這是clr為高點(diǎn)平后，就會(huì)清除警報(bào)。電梯開始工作時(shí)，電梯在一樓，而在一樓有人要乘電梯上樓，cu_1變?yōu)楦唠娖?，等門開后，進(jìn)入電梯，要去六樓，按下六樓后，等待門關(guān)好后，電梯上升，最后停在了六樓，樓層顯示6；五樓有下降請(qǐng)求，到三樓，重復(fù)上述過(guò)程，電梯顯示3；一樓上升請(qǐng)求，到五樓，電梯最后顯示5；五樓有下降請(qǐng)求，到一樓，電梯最后顯示一樓；一樓上升請(qǐng)求，到三樓，電梯最后顯示3；三樓上升請(qǐng)求，到六樓，這是deng（延遲關(guān)門）變?yōu)楦唠娖?，?huì)發(fā)現(xiàn)door（電梯門）被延遲關(guān)門，延遲結(jié)束后，電梯最后顯示樓層6。如果有人在電梯內(nèi)部請(qǐng)求，在電梯在三樓是，內(nèi)部有上升請(qǐng)求，到六樓，電梯最后到達(dá)六樓，顯示樓層6.當(dāng)四樓，五樓同時(shí)有下降請(qǐng)求，都到達(dá)一樓，這是電梯先到五樓，再到一樓，最后到達(dá)一樓，樓層顯示1.當(dāng)五樓，六樓同時(shí)請(qǐng)求要下降到三樓，電梯先去六樓，再去五樓，最后到達(dá)三樓，樓層顯示3。這是五樓有下降請(qǐng)求，要下降到一樓，而這時(shí)full（超載）為高電平時(shí)，alarm（報(bào)警信號(hào)）就會(huì)跟著變?yōu)楦唠娖?，這是報(bào)警信號(hào)就會(huì)報(bào)警。這種情況下電梯不會(huì)運(yùn)動(dòng)，電梯門保持打開。樓層仍繼續(xù)顯示5。這是只要clr變?yōu)楦唠娖?，清除?bào)警，但報(bào)警信號(hào)alarm仍為高電平，而電梯也會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，不過(guò)仍處于超載狀態(tài)，比較危險(xiǎn)。5.結(jié)束語(yǔ)本電梯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了如下功能：1.各層電梯內(nèi)部信號(hào)：各樓層請(qǐng)求按鍵。外部信號(hào)：上升下降請(qǐng)求按鍵，所在樓層顯示，電梯運(yùn)行狀態(tài)顯示。2.能夠存儲(chǔ)請(qǐng)求信號(hào)，電梯上升(下降)過(guò)程中，根據(jù)電梯的運(yùn)行狀態(tài)，首先按方向優(yōu)先、循環(huán)次序響應(yīng)各請(qǐng)求。3.電梯每秒升(降)一層樓。電梯到達(dá)有停站請(qǐng)求的樓層，經(jīng)過(guò)1秒電梯門打開，開門指示燈亮，開門4秒后，電梯門關(guān)閉(開門指示燈滅)，電梯繼續(xù)進(jìn)行，直至執(zhí)行完最后一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)后停留在當(dāng)前層。電梯初始狀態(tài)為一層關(guān)門狀態(tài)。綜上所述，完成了課題的所有要求，該設(shè)計(jì)采用模塊化編程，升級(jí)可實(shí)現(xiàn)任意多層電梯系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和實(shí)用性。在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)榭紤]了擴(kuò)展性，所以在信號(hào)定義的時(shí)候就使用了二進(jìn)制的向量，而不是整數(shù)。在設(shè)計(jì)方法上也做了特殊的設(shè)計(jì)，所以使得擴(kuò)展性較好。如果要實(shí)現(xiàn)n層電梯的控制，首先在端口的地方就要加入所有的按鍵，而指示燈只要把向量中的6改成n就可以了。同時(shí)需要在按鍵控制進(jìn)程里加入其他按鍵觸發(fā)指示燈的語(yǔ)句。在電梯的升降狀態(tài)將6改成n，在電梯的開門狀態(tài)中將2改成n一1，在關(guān)門狀態(tài)，將position=6改成position=n，關(guān)鍵是修改position=6的部分，如果按照每層羅列，將十分煩瑣，所以得尋求各層判斷條件的共性，解決方法之一就是，新建一個(gè)全局向abc為std_logic_vector(ndownto1),abc的賦值為abc<=(pos=>1,other=>0)。在電梯的上升模式時(shí)，如果有本層請(qǐng)求信號(hào)，則電梯開門；如果沒有任何請(qǐng)求信號(hào)，則電梯停在當(dāng)前層；否則用abc和stoplight與fuplight向量比較，如果stoplight或fupligh比abc大，則說(shuō)明更高層還有上升或者停戰(zhàn)請(qǐng)求，電梯需繼續(xù)上升；如果abc更大，則用abc與fdnlight作比較，如果fdnlight更大，則說(shuō)明更高層有下降請(qǐng)求，電梯繼續(xù)上升，否則電梯下降。電梯處在下降模式時(shí)同原理分析判定下一狀態(tài)。這樣可以大大簡(jiǎn)化程序，但要注意的是abc向量作為判斷依據(jù)，需實(shí)時(shí)更新，可以單獨(dú)寫一個(gè)進(jìn)程，觸發(fā)時(shí)鐘周期要設(shè)置得很小。在電梯的上升狀態(tài)和開門狀態(tài)中，把6改為n，在信號(hào)燈控制進(jìn)程中加入其它按鍵觸發(fā)指示燈的語(yǔ)句。6.參考文獻(xiàn)1潘松,黃繼業(yè). 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