【正文】 子程序等存放在一起，以供調(diào)用，這就是庫，因此，庫就是經(jīng)編譯的數(shù)據(jù)的集合，它可以存放實體定義、程序包定義、構(gòu)造體定義以及配置的定義。 開發(fā)軟件 QuartusII QuartusII 是 Altera 公司推出的新一代 FPGA/CPLD 開發(fā)軟件，適合于大規(guī)模復(fù)雜的邏輯電路設(shè)計。 QuartusII 提供了方便的實體設(shè)計、快速的編譯處理以及編程功能，是目前 FPGA/CPLD 開發(fā)工具中較為理想的綜合、仿真軟件 [1]。 硬件介紹： ZY11EDA13BE ZY11EDA13BE 實驗系統(tǒng)的特點 （ 1）采用主板 A基本實驗系統(tǒng) +適配 板（擴展板）的結(jié)構(gòu)：板是一個標(biāo)準(zhǔn)配置系統(tǒng)，是一個最簡 EDA 工具系統(tǒng)，包含了核心芯片 A（ EP1K30QC208），在主板系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴展了不同系統(tǒng)，比如主板 +單片機 +擴展板構(gòu)成單片機系統(tǒng)，以及主板 +擴展 CPLD/FPGA 等多重系統(tǒng) [11]。 （ 4）編程下載通用性強：主板系統(tǒng)含 FPGA/CPLD 通用下載編程模塊，可用于對 Altera 、 Lattice、 Xilinx 等多家國際著名的 PLD 公司幾乎所有 isp 或現(xiàn)場配置的 CPLD/FPGA 進(jìn)行編程下載 [11]。 本次設(shè)計中用到了通用編程模塊即核心芯片 EPF1K30QC208— 數(shù)碼管顯示模塊、 LED 顯示模塊、 4 4 鍵盤模塊、開關(guān)按鍵模塊、電源模塊、喇叭模塊。 系統(tǒng)生成器件如圖 所示。請求信號響應(yīng)分為外部上升請求信號響應(yīng)、外部下降請求信號響應(yīng)、內(nèi)部請求信號響應(yīng)三部分。 圖 外部上升請求指示燈亮滅轉(zhuǎn)換流程圖 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 12 （ 1）當(dāng) 3樓有外部上升請求時： 3樓外部上升請求指示燈亮，若電梯處于上升狀態(tài)響應(yīng)此上升請求（ state（ 1 downto 0）＝ 11），或下降狀態(tài)響應(yīng)此上升請求（ state（ 1 downto 0）＝ 10），則當(dāng)電梯停止（ run＝ 0）且停在 3樓時， 3 樓的外部上升請求指示燈滅； 若電梯處于下降狀態(tài)響應(yīng)下降請求時（ state（ 1 downto 0）＝ 00）， 3 樓的內(nèi)部請求和 3樓的外部請求信號也可將電梯停在 3 樓，因此不能簡單的通過電梯是 否停止來判斷信號燈熄滅，因此電梯在這種狀態(tài)下，只有當(dāng) 2 樓沒有外部下降信號且 12樓沒有內(nèi)部請求時，電梯停止（ run＝ 0）且停在 3樓， 3樓的外部上升信號指示燈才可以熄滅； 若電梯處于上升狀態(tài)來響應(yīng)下降請求（ state（ 1 downto 0）＝ 01）， 3 樓的外部下降請求同樣可以使電梯停在三樓，因此同樣不能簡單的通過電梯是否停止來判斷 3 樓外部上升請求指示燈的亮滅，因此電梯在這種情況的，只有當(dāng) 2 樓沒有外部下降請求時，電梯停止（ run＝ 0）且停在 3樓， 3樓的外部上升請求指示燈才可以熄滅。其流程圖如圖 所示。 內(nèi)部請求信號響應(yīng) 內(nèi)部請求信號有 4個。 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 15 圖 內(nèi)部樓層請求信號指示燈亮滅轉(zhuǎn)換流程圖 電梯所處樓層檢測模塊 當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時，電梯顯示樓層為 1 樓。根據(jù)設(shè)計要求，電梯每秒升降一層，系統(tǒng)時 鐘選擇 2HZ,因此設(shè)有計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器到 6 時， 3秒時間到，計數(shù)器的值恢復(fù)為 0，樓層顯示則相應(yīng)地加 1或減 1。 表 七段譯碼真值表 顯示數(shù)字 輸出筆狀態(tài) a b c d e f g 1 0 1 1 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 1 1 3 1 0 0 1 1 1 1 4 1 1 0 0 1 1 0 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 17 開關(guān)門控制模塊 當(dāng) state（ 2）＝ 0時，啟動開關(guān)門控制，電梯門共有三個狀態(tài)，分別為開門(door＝ 11)、準(zhǔn)備關(guān)門（ door＝ 01）和關(guān)門（ door＝ 00）狀態(tài)。 開關(guān)門控制流程圖如圖 所示。電梯運行流程圖如圖 所示。 （ 2）當(dāng)電梯在 2樓時： 當(dāng)電梯停在 2樓時（ run＝ 0）：先判斷 2樓是否有外部上升或下降的請求，若電梯在 2樓有外部上升或下降請求，則電梯開門；若電梯當(dāng)前處于下降狀態(tài)（ state（ 0）＝ 0），則再判斷電梯是否有內(nèi)部 1樓請求，若有內(nèi)部請求去 1樓，則電梯開始運行（ run＝ 1），電梯變?yōu)橄陆禒顟B(tài)去響應(yīng)下降請求（ state（ 1 downto 0）＝ 00），再判斷電梯是否有 1樓的外部上升請求，若電梯有 1 樓外部上升請求，則電梯開始運行（ run＝ 1），電梯變?yōu)橄陆禒顟B(tài)去響應(yīng)上升 請求（ state（ 1 downto 0）＝ 10），再判斷電梯是否有 34樓的內(nèi)部請求或 3樓的外部上升請求，如果電梯內(nèi)部有 34樓請求或 3樓有外部上升請求，則電梯開始運行（ run＝ 1），此時電梯變?yōu)樯仙隣顟B(tài)去應(yīng)答上升請求（ state（ 1 downto 0）＝ 11）；最后判斷是否有 34樓的外部下降請求，若有 34樓的外部下降請求，則電梯開始運行（ run＝ 1），此時電梯變?yōu)樯仙隣顟B(tài)去響應(yīng)下降請求（ state（ 1 downto 0）＝ 01）；若電梯當(dāng)前處于上升狀態(tài)（ state（ 0）＝ 1），則再判斷電梯是否有 34樓的內(nèi)部請 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 19 求或 3樓的外部上升請求，如果電梯內(nèi)部有 34樓請求或 3樓有外部上升請求，則電梯開始運行（ run＝ 1），此時電梯變?yōu)樯仙隣顟B(tài)去應(yīng)答上升請求（ state（ 1 downto 0）＝ 11）；再判斷是否有 34樓的外部下降請求，若有 34樓的外部下降請求，則電梯開始運行（ run＝ 1），此時電梯變?yōu)樯仙隣顟B(tài)去響應(yīng)下降請求（ state（ 1 downto 0）＝ 01），再判斷電梯是否有內(nèi)部 1樓請求，若有內(nèi)部請求去 1 樓，則電梯開始運行（ run＝ 1），電梯變?yōu)橄陆禒顟B(tài)去響應(yīng)下降請求（ state（ 1 downto 0） ＝ 00），最后判斷電梯是否有 1 樓的外部上升請求，若電梯有 1樓外部上升請求，則電梯開始運行（ run＝ 1），電梯變?yōu)橄陆禒顟B(tài)去響應(yīng)上升請求（ state（ 1 downto 0）＝ 10）； 若電梯正在運行（ run＝ 1），則當(dāng)電梯處于上升狀態(tài)去完成上升請求時（ state（ 1 downto 0）＝ 11），若 2 樓有外部上升請求，則電梯停運并開門；若電梯處于上升狀態(tài)去應(yīng)答下降信號時（ state（ 1 downto 0）＝ 01），若 2 樓有外部下降請求且 3－ 4 樓沒有外部下降請求，則電梯停運并開門；若電梯處于下降狀態(tài)去應(yīng)答下降信 號時（ state（ 1 downto 0）＝ 00），若 2樓有外部下降請求，則電梯停運并開門；若電梯處于下降狀態(tài)去完成上升請求時（ state（ 1 downto 0）＝10），若 2樓有外部上升請求且 1樓沒有上升請求時，電梯停運并開門。 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 20 圖 電梯運行流程圖 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 21 第 4章 四層電梯控制系統(tǒng)展示 系統(tǒng)軟件驗證 系統(tǒng)通過仿真后，根據(jù) EDA 實驗開發(fā)平臺的 實際情況，選擇可編程邏輯器件 CPLD/FPGA，進(jìn)行管腳分配，鎖定管腳進(jìn)行編譯，將編譯產(chǎn)生的 SOF 文件，通過下載電纜配置到硬件中，將目標(biāo)板和并口通信線連接好，驗證電子密碼鎖的功能。 表 信號與管教對照表 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 22 圖 系統(tǒng)仿真圖 如圖 ，當(dāng)復(fù)位時（ rst＝ 1），電梯門關(guān)閉（ door＝ 00），電梯處于 1 樓（ led7s＝ 0000110），電梯停止運行（ run＝ 1）。 四層電梯控制系統(tǒng)相應(yīng)圖片展示 程序下載成功后，運行系統(tǒng)可得到展示結(jié)果。如圖 所示。 圖 成果展示圖 4：電梯在 1 樓，上升狀態(tài) 3 樓外部有上升請求 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 25 圖 成果展示圖 5：上升狀態(tài)，應(yīng)答 2 樓上升請求，開門 圖 成果展示圖 6：上升狀態(tài)，應(yīng)答 3 樓上升請求，開門 （ 4）電梯在 4 樓， 2樓 3樓同時發(fā)出外部向下請求： 如圖 所示，當(dāng)電梯在 4 樓時， 2樓 3樓有外部下降請求時， 2 樓 3 樓的下降請求指示等亮，運行 指示燈亮，上升 /下降指示燈滅，電梯向下運行。根據(jù)方向優(yōu)先原則，電梯先應(yīng)答 1 樓的上升請求，再應(yīng)答 3樓的上升請求，如圖 、 所示。再過 2 秒后電梯自動關(guān)門，如圖 所示。電梯先響應(yīng) 1 樓的請求，再響應(yīng) 3樓的請求，如圖 、圖 所示。 本次設(shè)計成功地完成 了四層電梯控制系統(tǒng)的基本設(shè)計要求。 （ 4）電梯還設(shè)有報警功能，當(dāng)電梯開門時間超過 8 秒時，電梯報警，并在 3秒后自動關(guān)門。老師不是告訴我們結(jié)論，而是循循引導(dǎo)，給我們提示，像迷霧里的燈塔，這樣的指導(dǎo)方式能夠讓我們學(xué)習(xí)到更多的東西，也教會了我們遇到問題時解決問題的思路。在外求學(xué)的這四年，你們在物質(zhì)上和精神上都給了最大的支持，堅定了我追求夢想的信念，給了我勇氣，在這大學(xué)畢業(yè)之際，希望即將步入社會的我，能成為你們的驕傲。 除此之外， 我還想感謝在本次畢業(yè)設(shè)計中給過我?guī)椭耐瑢W(xué)，是你們在我遇到瓶頸的時候給了我建議幫助和鼓勵，謝謝你們！也感謝大學(xué)四年中與我朝夕相處的同學(xué)們，在我生活學(xué)習(xí)上遇到困難的時候，給予我關(guān)懷和照顧，因為這樣，我才能夠在大學(xué)四年中不僅僅收獲知識，也收獲了友誼和心靈的成長。 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 36 參考文獻(xiàn) [1] 劉昌華 . EDA 技術(shù)與應(yīng)用 — 基于 Quartus 和 VHDL.[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx [2] 王心水． 基于 FPGA 的多功能密碼鎖的設(shè)計 [J]．電子技術(shù)， 20xx， 4： 6062． [3] 王永祥，劉焱． EDA 實驗教學(xué)的電子密碼鎖創(chuàng)新設(shè)計 [J]．宜春學(xué)院學(xué)報， 20xx，8： 3639． [4] 徐志軍，王金明，尹廷輝． EDA 技術(shù)與 VHDL 設(shè)計 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 20xx． [5] 祝常青，張偉功，于倫正． VHDL 語言的可綜合性 [J]．微電子學(xué)與計算機， 1998， 4：2529． [6] 于潤偉． EDA 基礎(chǔ)與應(yīng)用 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 20xx． [7] 王振紅．?dāng)?shù)字電路設(shè)計與應(yīng)用實踐教程 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 20xx． [8] 鄭 常胼 ． 基于 FPGA 和硬件教學(xué)實驗的設(shè)計與開發(fā) [D]．天津：天津大學(xué)， 20xx． [9] 攤會生，張昌凡． EDA 技術(shù)及應(yīng)用 VHDL 版 [M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx． [10] 劉欲曉，方強，黃宛寧． EDA 技術(shù)與 VHDL[M]．北京：電子工業(yè)出版社， 20xx． [11] 江思敏． VHDL 數(shù)字電路及系統(tǒng)設(shè)計 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 20xx． [12] 付家才． EDA 工程實踐技術(shù) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx． [13] 吳迪，楊梅，嚴(yán)飛． EDA 與數(shù)字系統(tǒng)實驗教程 [M]．大連：大連海 事大學(xué)出版社， 20xx．