【正文】 方案 在狀態(tài)機的編碼方案中，有兩種重要的編碼方法：二進制編碼和一位熱碼 (One— Hot)編碼。因此，我們在程序的綜合過程中，應(yīng)密切注意VHDL 綜合器給出的警告信息，并根據(jù)警告信息對程序作必要的修改。一般而言，在進程中使用變量傳遞數(shù)據(jù)，然后使用信號將數(shù)據(jù)帶出進程。我們可以通過這個輸出值來了解狀態(tài)機內(nèi)部的運行情況，同時還可以利用外部控制信號 state_inputs 任意改變狀態(tài)機的狀態(tài)變化模式。 圖 狀態(tài)機的工作時序圖 18 圖 狀態(tài)機的 RTL 圖 一般來說，程序的不同進程間是并行運行的，但由于敏感信號設(shè)置的不同和電路的延遲，在時序上進程間的動作是有先后的。 reset為異步復(fù)位信號，低電平有效，而 clk 為上升沿有效。 END CASE。 WHEN st3=b_outputs=11。 WHEN st2= b_outputs=10。 WHEN st1= b_outputs=01。 由信號 current_state 將當(dāng)前狀態(tài)值帶出此進程，進入進程 COM COM: PROCESS(current_state, state_Inputs) 組合邏輯進程 BEGIN CASE current_state IS 確定當(dāng)前狀態(tài)的狀態(tài)值 WHEN st0 =b_outputs = 00。 AND clk39。139。 END ENTITY s_machine。 USE 。例如可使用兩個進程來描述， — 個進程描述時序邏輯，包括狀態(tài)寄存器的工作和寄存器狀態(tài)的輸出，另一個進程描述組合邏輯，包括進程間狀態(tài)值的傳遞邏輯以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換值的輸出。狀態(tài)機隨外部時鐘信號以同步方式工作，當(dāng)時鐘的有效跳變到來時，時序進程將代表次態(tài)的信號 next_state中的內(nèi)容送入現(xiàn)態(tài)信號 current_state 中，而 next_state 中的內(nèi)容完全由其他進程根據(jù)實際情況而定，此進程中往往也包括一些清零或置位的控制信號。 1 說明部分 說明部分中使用 TYPE語句定義新的數(shù)據(jù)類型，此數(shù)據(jù)類型為枚舉型，其元素通常都用狀態(tài)機的狀態(tài)名來定義。表中的行列出了全部可能的輸入信號組合和內(nèi)部狀態(tài)以及相應(yīng)的次狀態(tài)和輸出，因此狀 態(tài)表規(guī)定了狀態(tài)機的轉(zhuǎn)換函數(shù)和輸出函數(shù)。它們是等價的，相互之間可以轉(zhuǎn)換。當(dāng)給 FSM 一個新的輸入時，它就會產(chǎn)生一個輸出。大多數(shù)實用的 狀態(tài)機都是同步的時序電路，由時鐘信號觸發(fā)進行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。 在產(chǎn)生輸出的過程中，根據(jù)是否使用輸入信號可以確定狀態(tài)機的類型。 輸出信號由輸出譯碼器根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)和輸入條件確定。寄存器用于存儲狀態(tài)機的內(nèi)部狀態(tài)。除了輸人信號、輸出信號外，狀態(tài)機還包含一組寄存器記憶狀態(tài)機的內(nèi)部狀態(tài)。有限狀態(tài)機的優(yōu)點在于簡單易用，狀態(tài)間的關(guān)系清晰直觀。 電梯控制器的流程 總流程圖 外部按鍵設(shè)備 請求信號寄存器 狀態(tài)積存器 內(nèi)部軟件執(zhí)行機構(gòu) 外部硬件執(zhí)行機構(gòu) 9 Y N N Y N 停車 初始化 清平層信號 停車 消同向選層信號 消該層信號 顯示 上下行判斷 掃描電梯位置 有無平層信號 有無同向選層信號 是否到達目的層 目的層到否 上 /下運行 等待請求 10 Y 電梯運行流程圖 N Y N Y Y N Y N N Y N Y 下降 模式 流程圖 上升 模式 流程圖 初始化 一層開門等待 下降模式 上升 停車 停車 下降 掃描當(dāng)前層 上升模式 有上升請求 到最高層 到目的層 有下降請求 到目的層 到最低層 下行控制 上行控制 返回 11 N Y N Y 停車 門控 流程圖 停車控制 程序 開門 到站 返回 關(guān)門 清該層對應(yīng)指示燈 等待 2 秒 等待 2 秒 12 狀態(tài)譯碼狀態(tài)寄存 輸 出譯碼器 電梯控制器可以通過多種方法進行設(shè)計，其中采用狀態(tài)機來實現(xiàn)，思路比較清晰。 當(dāng)前電梯發(fā)展的智能化發(fā)方向是 IC 卡智能電梯，但最終的發(fā)展是聲控智能電梯， IC 卡智能電梯 PLC都需通過外加 IC讀卡芯片才能實現(xiàn)， PLC單獨是不能實現(xiàn)的，那以后的聲控智能電梯 PLC就能不能單獨實現(xiàn)，然而我們采用 VHDL 技術(shù)就可以實現(xiàn)電梯的智能化， 節(jié)能，也可以提高電梯的舒適性，可靠性和安全性。 PLC 電梯的缺點 當(dāng)今電梯市場已經(jīng)有多種電梯控制器的設(shè)計方案。這不是一種智能群控算法。一種是采用專家系統(tǒng)，即收集專家在電梯控制領(lǐng)域的各種知識，也就是說對在電梯的各種不同情況下專家們有可能采取的策略進行匯總、分類，組織成規(guī)則庫，然后根據(jù)采集到的電梯的數(shù)據(jù)以規(guī)則庫里的推理規(guī)則確定電梯的派梯方案。這既可以保證長距離大量數(shù)據(jù)傳送，又由于這種接口用途廣泛，成本也較為合理。 通過各樓層加裝的外招接口板采集所有外 招信號，電梯內(nèi)加裝的內(nèi)招接口板采集電梯的內(nèi)招信號，電梯的控制柜中加裝的電梯狀態(tài)接口板采集電梯的目前狀態(tài)：如口前樓層、運行 6 方向、電梯門狀態(tài)、電梯停止等信號，通過串行總線送往群控主機，群控主機根據(jù)采集到的信號作派梯選澤，將派梯信號回送到外招接口板，由外招接口板將信號發(fā)送給電梯的外招板，完成派梯。與原有系統(tǒng)的接口包括兩個部分，一是電梯的狀態(tài)的實時采集，二是控制信號的回送。這是由多種原因造成的。特別是當(dāng)一棟大廈的原有系統(tǒng)或是因為當(dāng)初設(shè)計或是因為大廈功能的改變使得電梯系統(tǒng)的運力不足，不能夠滿足大廈的上下運輸需要時，這時要么采取添加或更換電梯，要么只能采取通過提高電梯群的運行效率來提高電梯的運力。 20 1 緒論 電梯 智能化 的特點 當(dāng)今時代隨著高層建筑的日益增多和建筑設(shè)計的檔次的提高，使得人們對電梯的要求也越來越高。 8 參考文獻 .................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 10 VHDL設(shè)計 ................................................. 錯誤 !未定義書簽。 Chapter IV with Quartus Ⅱ software process simulation, and simulation results are described and analyzed and summarized. Keywords: elevator controller, EDA, VHDL State Machine 3 目 錄 1 緒論 .......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 本文結(jié)構(gòu)主要分成 四 大部分： 第一章介紹了電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展情況及發(fā)展趨勢，交代了課題的研究背景，并對要完成的工作做了介紹； 第二章介紹了 EDA技術(shù)的主要特點，并對 VHDL語言的功能及其結(jié)構(gòu)進行了描述，并著重介紹了狀態(tài)機的含義； 第三章 以 VHDL 語言作為描述工具，對四層電梯的結(jié)構(gòu)進行分析，給出了電梯控制器的設(shè)計流程和狀態(tài)機描述； 第四章用 QuartusⅡ 軟件對程序進行了仿真，并對仿真結(jié)果進行了說明和分析，并進行總結(jié)。論文題目： 基于 VHDL的 電梯控制系統(tǒng) 設(shè)計 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 1 摘 要 電梯是標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運輸工具 ， 是機 —電一體化的復(fù)雜運輸設(shè)備。 本文 結(jié)合 EDA 自上而下的設(shè)計特點分析了電梯控制系統(tǒng)的工作原理，給出了電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計框圖，并用 VHDL 語言描述出了整個系統(tǒng)，最后用QuartusⅡ 軟件進行了仿真，分析了仿真結(jié)果，進行了總結(jié)。 The third chapter describes VHDL language as a tool for analyzing the structure of four elevators, the elevator controller is given the design process and the state machine description。 9 .............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 18 致謝 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 19 附錄 2......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。電梯智能化改造針對的就是那些運行時間不是太長，而電梯的運行效率和服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)不能滿足用戶的要求的電 5 梯。 何為電梯的智能化 將人工智能應(yīng)用到電梯控制領(lǐng)域是從上世紀(jì) 80 年代開始的，那時人工智能蓬勃發(fā)展，專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等許多最新的人工智能成果都被應(yīng)用到電梯群控的派梯算法上，但這些具有智能化派梯策略的電梯在中國的使用卻很晚，使用量并不是很大。 （ 1） 接口層的實現(xiàn) 電梯智能化改造的實現(xiàn)中與原有電梯的接口部分很重