【正文】 武漢理工大學(xué)ＦＰＧＡ課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名： 鄭義 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 通信 1103 指導(dǎo)教師： 陳適 工作單位： 信息學(xué)院 題 目 : 頻分復(fù)用 初始條件： Quartus II 軟件、 PC 機(jī) 要求完成的主要任務(wù) : （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求） 設(shè)計(jì)任務(wù)：根據(jù) 自動(dòng)電梯工作原理 ，用 quartus ii 軟件設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)升降電梯控制器。該系統(tǒng)主要由四 個(gè)模塊構(gòu)成：外部數(shù)據(jù)高速采集模塊設(shè)計(jì)、信號(hào)存儲(chǔ)模塊、基于 FPGA 的中央處理模塊和信號(hào)的輸出、顯示模塊。 設(shè)計(jì)要求： （ 1） 設(shè)計(jì)一個(gè) 6 層樓的電梯控制器 ； （ 2） 該控制器可控制電梯完成 6層樓的載客服而且遵循方向優(yōu)先原則，并能響應(yīng)提前關(guān)門(mén)延時(shí)關(guān)門(mén)，并具有超載報(bào)警和故障報(bào)警； （ 3） 同時(shí)指示電梯運(yùn)行情況和電梯內(nèi)外請(qǐng)求信息。 時(shí)間安排： 序號(hào) 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 所 用 時(shí) 間 1 根據(jù)課題的技術(shù)指標(biāo)，確定整體方案，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 2 天 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行全部或部分程序的編寫(xiě)與調(diào)試，并完成基本功能 7 天 3 總結(jié)編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 天 合 計(jì) 2 周 指導(dǎo)教師簽名： 2020年 6 月 18 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 2020 年 6 月 18 日武漢理工大學(xué)ＦＰＧＡ課程設(shè)計(jì) 目錄 摘 要 ........................................................................................................................................1 ABSTRAC.....................................................................................................................................2 第一章 緒論 ............................................................................................................................3 第二章 EDA 技術(shù)的介紹 ........................................................................................................4 EDA 技術(shù)的基本特征 ..................................................................................................4 EDA 技術(shù)的基本設(shè)計(jì)方法 ..........................................................................................6 QuartusII 軟件介紹 ......................................................................................................9 第三章 總體方案設(shè)計(jì) ............................................................................................................10 設(shè)計(jì)的目的 ................................................................................................................10 設(shè)計(jì)要求 ...................................................................................................................10 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù) ........................................................................................................11 語(yǔ)言介紹 ................................................................................................11 VHDL 的特點(diǎn) ...................................................................................................11 VHDL 的設(shè)計(jì)步驟 ...........................................................................................12 VHDL 語(yǔ)言編程格式 .......................................................................................12 第四章 電梯控制設(shè)計(jì)方案 ....................................................................................................14 電梯控制器的總體設(shè)計(jì)方案 ...................................................................................14 電梯運(yùn)行控制流程圖如下 ........................................................................................15 六層電梯控制器的設(shè)計(jì)思路 ...................................................................................16 第五章 程序設(shè)計(jì)及調(diào)試 ........................................................................................................17 程序流程分析 ...........................................................................................................17 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明 ...........................................................................................................18 端口、寄存器設(shè)計(jì)說(shuō)明 ................................................................................18 模塊設(shè)計(jì)說(shuō)明 .................................................................................................19 具體語(yǔ)句設(shè)計(jì)說(shuō)明 .........................................................................................20 程序調(diào)試 及引腳鎖定 ...............................................................................................24 第六章 程序仿真 ....................................................................................................................27 武漢理工大學(xué)ＦＰＧＡ課程設(shè)計(jì) 建立波形輸入 ............................................................................................................27 電梯功能的實(shí)現(xiàn)與仿真 ............................................................................................28 仿真步驟 ........................................................................................................28 電梯功能實(shí)現(xiàn)與仿真結(jié)果分析 ...................................................................30 第七章 設(shè)計(jì)總結(jié) ....................................................................................................................34 可行性分析 ...............................................................................................................34 芯片選型分析 ...........................................................................................................34 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................36 附錄 ..........................................................................................................................................37 武漢理工大學(xué)ＦＰＧＡ課程設(shè)計(jì) 1 摘 要 電梯作為垂直方向的交通工具，在高層建筑和公共場(chǎng)所已成為不可或缺的設(shè)備。中國(guó)是全球最大的電梯市場(chǎng)，也具有最強(qiáng)的電梯生產(chǎn)能力，但由于缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)，自主品牌占市場(chǎng)的份額很少。隨著社會(huì)需求的變化，電梯朝著節(jié)能、環(huán)保及智能化方向發(fā)展。 EDA 技術(shù)打破了軟件和硬件間的壁壘，是計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù)與硬件實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)效率與產(chǎn)品能合二為一，它代表了電子技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。 VHDL 主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的接口，結(jié)構(gòu)和功能，它的語(yǔ)法簡(jiǎn)單易懂，移植性好。 本設(shè)計(jì)采用 VHDL，源程序 Altera 公司的 Quartus II 軟件仿真。運(yùn)用有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了兩個(gè)進(jìn)程相互配合，狀態(tài)機(jī)進(jìn)程作為主要進(jìn)程，信號(hào)燈控制進(jìn)程作為輔助進(jìn)程。在主進(jìn)程中定義了 7 個(gè)狀態(tài)，分別是“ stopon1”“ dooropen”“ doorclose”“ doorwait4”“ up”“ down” 和“ stop” ,在電梯時(shí)鐘的觸發(fā)下，通過(guò)當(dāng)前狀態(tài)和信號(hào)燈信號(hào)判定下一狀態(tài)。信號(hào)燈控制進(jìn)程中，信號(hào)燈存儲(chǔ)按鍵請(qǐng)求情況，它的熄滅是由狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中傳出的信號(hào)來(lái)控制。 關(guān)鍵字 ：電梯控制器； VHDL；狀態(tài)機(jī)； CPLD 武漢理工大學(xué)ＦＰＧＡ課程設(shè)計(jì) 2 ABSTRAC Elevator has bee an indispensable device as a vertical transport in highrise buildings and public places. China is the world’s largest elevator market ,and also has the highest lift capacity. But the lack of independent intellectual property rights and core technologies, the market sh