【正文】 ARCHITECTURE art OF fourfilft IS 24 TYPE lift_stata IS (stopon1,dooropen,doorclose,doorwait1,doorwait2,doorwait3,doorwait4,up,down,stop)。 BEGIN ctrlift:PROCESS(reset,liftclk) VARIABLE pos:INTEGER RANGE 4 DOWNTO 1。 clearup=39。 ELSE IF liftclk39。139。 WHEN doorwait1=mylift=doorwait2。039。 WHEN doorclose=doorlight=39。 THEN IF position=4 THEN IF 25 stoplight=0000AND fuplight=0000 AND fdnlight=0000 THEN udsig=39。139。 END IF。 ELSIF stoplight(4)=39。 THEN udsig=39。139。clearup=39。039。 OR fuplight(3)=39。mylift=up。139。039。 ELSIF (fdnlight(3)=39。mylift=up。139。 26 END IF。 ELSE udsig=39。139。139。 ELSE udsig=39。139。mylift=doorclose。139。cleardn=39。mylift=up。 ELSIF position=3 THEN 27 IF stoplight=0000 AND fuplight=0000 AND fdnlight=0000 THEN udsig=39。139。139。 ELSIF (stoplight(1)=39。) THEN udsig=39。139。139。 ELSE udsig=39。139。mylift=doorclose。cleardn=39。 END IF。139。 ELSIF pos=4 AND (stoplight(pos)=39。) THEN mylift=stop。 pos:=pos1。139。 OR fdnlight(pos)=39。 END IF。 IF udsig=39。 OR fuplight(position)=39。 ELSE clearup=39。 END IF。139。139。139。 END CASE。 29 ctrlight:PROCESS(reset,buttonclk) BEGIN IF reset=39。fdnlight=0000。 THEN IF clearup=39。fuplight(position)=39。 THEN fuplight(1)=39。 THEN fuplight(2)=39。 THEN fuplight(3)=39。 IF cleardn=39。fdnlight(position)=39。 THEN fdnlight(2)=39。 THEN fdnlight(3)=39。 THEN fdnlight(4)=39。 IF stop1button=39。 ELSIF stop2button=39。 ELSIF stop3button=39。 ELSIF stop4button=39。 END IF。 END art。在同一時(shí)刻有很多人按鍵的概率很小，所以按鍵一定有先后順序。在仿真的可以看出來 buttonclk 很密集，基本上近似于一條黑線，是因?yàn)椴捎昧祟l率較高的時(shí)鐘脈沖。 31 圖 圖 圖 是有兩次停站請求的仿真波形圖，符合停站的要求。 圖 圖 圖 是有兩站停站的請求，顯示是正確的，沒有混亂的現(xiàn)象。電梯的運(yùn)行完全正確。隨后要響應(yīng)第二層的上升請求，上升到第二層，乘客進(jìn)入電梯以后要求上升到第三層，所以電梯最后停留的位置是第三層。 那么當(dāng)電梯運(yùn)行到第四層的 時(shí)候就應(yīng)該繼續(xù)為 up 狀態(tài)，先響應(yīng)第五層的下降請求，狀態(tài)變?yōu)?down,再轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)，回到第四層再才相應(yīng)第四層的下降請求。另外 CPLD是一種專門從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 趙 老師多次詢問 設(shè)計(jì) 進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。最后感謝學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的老師們，他們提供給我仿真的實(shí)驗(yàn)場所。然后，利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（ EDA）工具，逐層進(jìn)行仿真驗(yàn)證，再把其中需 要變?yōu)閷?shí)際電路的模塊組合，經(jīng)過自動(dòng)綜合工具轉(zhuǎn)換到門級電路網(wǎng)表。 硬件描述語言 HDL的發(fā)展至今已有 20 多年的歷史，并成功地應(yīng)用于設(shè)計(jì)的各個(gè)階段：建模、仿真、驗(yàn)證和綜合等。 20 世紀(jì) 80 年代后期， VHDL 和 Verilog HDL 語言適應(yīng)了這種趨勢的要求，先后成為 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)。但是，這些語言一般各自面向特定的設(shè)計(jì)領(lǐng)域和層次，而且眾多的語言使用戶無所適從。 目前，這種高層次 (highleveldesign)的方法已被廣泛采用。 36 附錄 ： 一 硬件描述語言 HDL 的現(xiàn)狀與發(fā)展 硬件描述語言 HDL是一種用形式化方法描述數(shù)字電路和系統(tǒng)的語言。對 趙 老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。相信以后必將受到世界范圍內(nèi)電子工程設(shè)汁人員的廣泛關(guān)注和普遍歡迎。 35 結(jié)束語 用 VHDL 硬件描述語言的形式來進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方便靈活，利用 EDA軟件進(jìn)行編譯優(yōu)化仿真極大地減少了電路設(shè)計(jì)時(shí)間和可能發(fā)生的錯(cuò)誤，降低了開發(fā)成本，這種設(shè)計(jì)方法必將在未來的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來越重要的作用。其次就是要在電梯設(shè)計(jì)的過程中，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中涉及到電梯處于每一層的時(shí)候的判斷，就要根據(jù)實(shí)際的情況，寫出相應(yīng)的邏輯關(guān)系。 在圖的仿真中，原先電梯停留在第一層，電梯外部有第四層的下降請求，電梯上升到第四層，乘客進(jìn)入電梯以后要求下降到第一層。與此同時(shí)，在電梯外有第二層的上升請求，電梯首先要響應(yīng)下降請求然后在相應(yīng)這個(gè)上升請求，所以電梯得先下降到一層，然后在上升到第二層，這是符合常理的。我們觀察 fdnlight的變化顯示的是 8，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制就是“ 1000”，正好是第四層的下降指示燈亮，在電梯到第四層響應(yīng)了下降請求后，下降指示燈就關(guān)閉，顯示的就是“ 0”。當(dāng)電梯停到二層以后，表示該請求被響應(yīng)，所以它的值變?yōu)?0。 圖 所示仿真的是在 2 層電梯外部有上升請求，也就是 f2upbutton產(chǎn)生一個(gè)脈沖，可以看到電梯從一層上升到二層， position 信號(hào)由 1 變到 2， doorlight 信號(hào)邏輯 ’1’表示開門， ’0’表示關(guān)門。 波形 仿真 在仿真中我們應(yīng)該作一些符合實(shí)際情況的假設(shè)，就是外部上升請求的乘客，進(jìn)入電梯以后一定是按高層的內(nèi)部停站按鈕，有外部下降請求的乘客，進(jìn)入電梯以后一定是按低層的內(nèi)部停站按鈕。 END IF。 THEN stoplight(4)=39。 THEN stoplight(3)=39。 THEN stoplight(2)=39。 THEN stoplight(1)=39。 END IF。 ELSIF f4dnbutton=39。 ELSIF f3dnbutton=39。 ELSE IF f2dnbutton=39。 THEN stoplight(position)=39。 END IF。 ELSIF f3upbutton=39。 ELSIF f2upbutton=39。 ELSE IF f1upbutton=39。 THEN stoplight(position)=39。EVENT AND buttonclk=39。 THEN stoplight=0000。 END IF。 END IF。139。139。139。cleardn=39。)THEN clearup=39。 THEN IF position=3 AND(stoplight(position)=39。 WHEN dooropen=doorlight=39。) THEN mylift=stop。 ELSIF pos=1 AND (stoplight(pos)=39。139。 END IF。 OR fdnlight(pos)=39。139。 pos:=pos+1。 END IF。139。 ELSIF position=4 THEN IF stoplight=0000 AND fuplight=0000 AND fdnlight=0000 THEN udsig=39。mylift=up。cleardn=39。139。mylift=down。 OR fuplight(1)=39。cleardn=39。139。mylift=doorclose。139。 ELSE udsig=39。139。139。 ELSIF position=2 THEN IF stoplight=0000 AND fuplight=0000 AND fdnlight=0000 THEN udsig=39。mylift=up。039。 END IF。mylift=up。039。clearup=39。139。) THEN udsig=39。clearup=39。139。139。) THEN udsig=39。 ELSIF (stoplight(3)=39。 END IF。139。 mylift=up。 OR fdnlight(4)=39。039。clearup=39。 mylift=doorclose。 IF udsig=39。 WHEN doorwait3=mylift=doorwait4。039。pos:=1。139。 cleardn=39。139。 SIGNAL clearup:STD_LOGIC。 udsig:BUFFER STD_LOGIC)。 stop1button,stop2button,stop3button,stop4button:IN STD_LOGIC。 f3dnbutton:IN STD_LOGIC。 f1upbutton:IN STD_LOGIC。 USE 。按鍵后產(chǎn)生的點(diǎn)亮的信號(hào)燈 (邏 22 輯值為 ’1’)用于作 為狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中的判斷條件，而 clearup 和 cleardn 信號(hào)為邏輯 ’1’使得相應(yīng)的信號(hào)燈熄滅。 定義為 lift 類型的信號(hào) mylift 在結(jié)構(gòu)體中，設(shè)計(jì)了兩個(gè)進(jìn)程互相配合，一個(gè)狀態(tài)機(jī)進(jìn)程作為主要進(jìn)程，另外一個(gè)是信號(hào)燈控制進(jìn)程作為輔助進(jìn)程。 （ 2） 四層電梯控制器的結(jié)構(gòu)體設(shè)計(jì) 首先說明一下狀態(tài)。當(dāng)然， position 的定義也可以用標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量（ STD_LOGIC_VECTOR）來定義，但是如果選用標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量，在電梯運(yùn)行時(shí)就不是那么好觀察。不需要有上升請求，二層與三層則上升，下降請求端口都有；在電梯內(nèi)部，應(yīng)該設(shè)有各層停留的請求端口；一個(gè)電梯時(shí)鐘輸入端口，該輸入時(shí)鐘以 1秒為周期， 用于驅(qū)動(dòng)電梯的升降及開門關(guān)門等動(dòng)作；另有一個(gè)是按鍵時(shí)鐘輸入端口，時(shí)鐘頻率比電梯時(shí)鐘高。 四層電梯控制器的設(shè)計(jì)思路 采用狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn) 電梯控制器，思路比較清晰， 通過一個(gè)統(tǒng)一的 1 秒為周期的時(shí)鐘來觸發(fā)狀態(tài)機(jī)。 (5)能記憶電梯內(nèi)外所有請求，并按照電梯運(yùn)行規(guī)則按順序響應(yīng)，每個(gè)請求信 號(hào)保留至執(zhí)行后消除。四層電梯控制器的功能如下： (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)。 MAX 5000和 MAX 7000 器件系列最適合二進(jìn)制狀態(tài)機(jī)編碼方案。 站在器件結(jié)構(gòu)的角度，不同結(jié)構(gòu)支持其確定的編碼類型。另一方面，雖然一位熱碼編碼要求用較多的觸發(fā)器，但邏輯上通常相對簡單些。如 4 個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)需 4個(gè)觸發(fā)器，同一時(shí)間僅一個(gè)狀態(tài)位處于邏輯 1 電平，四個(gè)狀態(tài)分別為： 000 00 0100、 1000。 19 （ 2） 狀態(tài)機(jī)的編碼