【正文】 ............... 4 FPGA的簡介及特點 ........................................................................................................ 5 VHDL語言及程序概述 ................................................................................................... 6 VHDL語言的發(fā)展 ............................................................................................. 6 VHDL語言的特點 ............................................................................................. 7 VHDL語言程序的基本結(jié)構(gòu) ............................................................................... 8 狀態(tài)機(jī)的簡介 ................................................................................................................. 8 第 3 章 設(shè)計功能與要求 ........................................................................................................10 電梯簡要說明 ................................................................................................................10 電梯控制器的任務(wù)和要求 ...............................................................................................10 電梯控制器的設(shè)計思路 ..................................................................................................10 電梯處于各樓層是的分析 ............................................................................................... 11 電梯 外部端口設(shè)計 ........................................................................................................13 三層電梯的電路總圖 ......................................................................................................14 三層電梯的引腳分配 ......................................................................................................14 第 4 章 仿真結(jié)果與說明 ........................................................................................................15 第 5 章 結(jié)論與展望 ...............................................................................................................20 結(jié)論 ............................................................................................................................20 展望 ............................................................................................................................20 致 謝 ....................................................................................................................................21 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................22 附 錄 ...................................................................................................................................... I 附錄 A 外文資料 ................................................................................................................. I 附錄 B 程序清單 ............................................................................................................ VIII 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 問題的提出 當(dāng)今世界，部分地區(qū)人口高度密集，人和土地資源短缺的矛盾日趨激化。這就注定了必須合理地利用土地去解決人和土地的矛盾。而興建高層建筑是其中的有效措施之一。因此，能使人們快速、便捷地到達(dá)目的樓層的電梯便應(yīng)運而生了。在一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，人均電梯擁有數(shù)量一 般在每萬人 30 臺以上，某些國家甚至達(dá)到每萬人120臺以上，隨著城鎮(zhèn)化程度的加大，電梯市場會更加繁榮。中國的電梯市場增長也很樂觀，目前，每年增長率為 15%－ 18%。隨著電梯普及率的升溫，人們對電梯的要求也會越來越高。如何更安全、更快捷地到達(dá)目的樓層，也就成了人們對電梯最為根本的要求。而電梯系統(tǒng)里控制這方面技術(shù)參數(shù)的是電梯控制系統(tǒng)。因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計就成了在電梯設(shè)計領(lǐng)域里最為核心的技術(shù)。 在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透到了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時 也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品進(jìn)一步提高 ，加速了電子設(shè)計激素的普及進(jìn)程及技術(shù)革新。電子設(shè)計在日常生活和物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)都占到了舉足輕重的地位，這尤其體現(xiàn)在其對電子產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計上。 面對如此廣袤的電梯市場，所謂 “ 科技就是第一生產(chǎn)力 ” ，處于科技前沿的電子設(shè)計技術(shù)很自然地就與電梯控制設(shè)計一拍即合，給設(shè)計師們以巨大的設(shè)計空間。因此，本設(shè)計就是希望在以開發(fā)更安全、更快捷的三層電梯控制系統(tǒng)為前提下，結(jié)合電子設(shè)計技術(shù)，對電梯控制進(jìn)行設(shè)計。 設(shè)計目的 三層電梯廣泛應(yīng)用在大型的貨運之中。其使用便捷，貨運周期短，效率高，成本低，對 貨運事業(yè)具有普相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)價值。在客運上，三層電梯雖然涉及樓層不高，應(yīng)用范圍不大，但就特殊而言，可以為一些上下樓層不方便的人們提供相當(dāng)?shù)膸椭疹櫫诉@些特殊群體的感情。因此，在某些層面上說，三層電梯的設(shè)計也具有一定的社會價值。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 本著 “ 一理通，百理明 ” 的原則，本設(shè)計希望通過在簡單的三層電梯控制設(shè)計之中如何解決升、降請求信號因電梯所處狀態(tài)而產(chǎn)生的沖突等問題發(fā)散出去，由此及彼，對高層電梯控制的開發(fā)作一個技術(shù)的鋪墊，對高層電梯設(shè)計者提供一個基礎(chǔ)。 針對目前中小型電梯所能實現(xiàn)的功能，本控制設(shè)計擬實現(xiàn)以下功能： （ 1）每 層電梯入口處設(shè)有上下請求開關(guān)，電梯內(nèi)設(shè)有顧客到達(dá)層次的停站請求開關(guān)。 （ 2）設(shè)有電梯入口處位置指示裝置及電梯運行模式 (上升或下降 )指示裝置。 （ 3）電梯到達(dá)有停站請求的樓層，開門指示燈亮，開門 8 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)行完最后一個請求信號后停留在當(dāng)前層。 （ 4）能記憶電梯內(nèi)外所有請求，并按照電梯運行規(guī)則按順序響應(yīng)，每個請求信號保留至執(zhí)行后消除。 （ 5）電梯運行規(guī)則一當(dāng)電梯處于上升模式時，只響應(yīng)比電梯所在位置高的上樓請求信號，由下而上逐個執(zhí)行，直到最后一個上樓請求 執(zhí)行完畢；如果高層有下樓請求，則直接升到由下樓請求的最高層，然后進(jìn)入下降模式。當(dāng)電梯處于下降模式時則與上升模式相反。 （ 6）電梯初始狀態(tài)為一層開門狀態(tài)。 電梯控制的未來 電梯產(chǎn)業(yè)將走向信息化、網(wǎng)絡(luò)化的道路。電梯控制系統(tǒng)如何與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合將是未來電梯設(shè)計的主流趨勢。在 21 世紀(jì)的今天如何提供用戶滿意產(chǎn)品和服務(wù)已成為關(guān)系到各企業(yè)生死存亡問題。電梯上網(wǎng)能確保為客戶提供更優(yōu)質(zhì)全程的服務(wù)。在將來各大品牌廠家為了生存和發(fā)展都會在公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中建立自己電梯網(wǎng)站（電梯專用平臺），這也是一條必由之路。電梯上網(wǎng) 主要能實現(xiàn)以下功能： （ 1）用網(wǎng)絡(luò)把所有電梯監(jiān)管起來，保證電梯安全運行，確保乘客安全。 （ 2）當(dāng)電梯出現(xiàn)故障時，電梯通過網(wǎng)絡(luò)向客戶服務(wù)中心發(fā)出信號使維保人員能及時準(zhǔn)確了解電梯出現(xiàn)故障的原因及相關(guān)信息，客戶的人身安全是否受到威脅，并在第一時間內(nèi)趕赴事故現(xiàn)場進(jìn)行搶修，同時通過網(wǎng)絡(luò)對在電梯內(nèi)乘客安慰，把電梯出現(xiàn)故障的負(fù)面影響降到最低。 （ 3）也可以通過電梯網(wǎng)絡(luò)在規(guī)定時間內(nèi)自動掃描每臺電梯內(nèi)各部件以發(fā)現(xiàn)事故隱患做到事先維修，減少停梯時間，提高企業(yè)的服務(wù) 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 第 2 章 設(shè)計的基礎(chǔ)依據(jù) 現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心是 EDA技 術(shù)?；?EDA 技術(shù)開發(fā)的實現(xiàn)三層電梯自動控制與目前主流的利用可編程邏輯控制器實現(xiàn)電梯控制緊密相連。硬件描述語言是 EDA技術(shù)的重要組成部分， VHDL 是作為電子設(shè)計主流硬件的描述語言。使用 VHDL 語言進(jìn)行程序的設(shè)計，在 MAX +plusⅡ 軟件上對程序進(jìn)行編譯、仿真。在 MAX +plusⅡ 平臺上的開發(fā)具有編程軟件具有采自易學(xué)易懂的梯形圖語言、控制靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。 EDA 概述 EDA 在通信行業(yè)（電信）里的另一個解釋是企業(yè)數(shù)據(jù)架構(gòu)， EDA 給出了一個企業(yè)級的數(shù)據(jù)架構(gòu)的總體視圖，并按照 電信企業(yè)的特征，進(jìn)行了框架和層級的劃分。 EDA是電子設(shè)計自動化（ Electronic Design Automation）的縮寫，在 20世紀(jì) 60年代中期從計算機(jī)輔助設(shè)計（ CAD）、計算機(jī)輔助制造（ CAM）、計算機(jī)輔助測試（ CAT）和計算機(jī)輔助工程（ CAE）的概念發(fā)展而來的。 什么是 EDA 20世紀(jì) 90 年代，國際上電子和計算機(jī)技術(shù)較先進(jìn)的國家，一直在積極探索新的電子電路設(shè)計方法，并在設(shè)計方法、工具等方面進(jìn)行了徹底的變革，取得了巨大成功。在電子技術(shù)設(shè)計領(lǐng)域，可編程邏輯器件（如 CPLD、 FPGA）的應(yīng)用，已得到廣泛的普及，這些器件為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計帶來了極大的靈活性。這些器件可以通過軟件編程而對其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，從而使得硬件的設(shè)計可以如同軟件設(shè)計那樣方便快捷。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法、設(shè)計過程和設(shè)計觀念，促進(jìn)了EDA技術(shù)的迅速發(fā)展。 EDA技術(shù)就是以計算機(jī)為工具，設(shè)計者在 EDA 軟件平臺上，用硬件描述語言 HDL完成設(shè)計文件，然后由計算機(jī)自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。 EDA 技術(shù)的出現(xiàn)，極 大地提高了電路設(shè)計的效率和可操作性，減輕了設(shè)計者的勞動強(qiáng)度。 利用 EDA 工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出 IC 版圖或 PCB 版圖的整個過程的計算機(jī)上自動處理完成。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 現(xiàn)在對 EDA 的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個領(lǐng)域，都有 EDA 的應(yīng)用。目前 EDA技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用。例如在飛機(jī)制造過程中，從設(shè)計、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都 可能涉及到 EDA 技術(shù)。 EDA 的特點 (1) 高層綜