【正文】 ‘ 1’），發(fā)出超載警報 alarm；超載信號消失，電梯重新進(jìn)入預(yù)備下降狀態(tài)。 Led 顯示電梯所在樓層 ； led_d , led_c_u ,led_c_d 顯示用戶的請求 2．電梯經(jīng)過準(zhǔn)備上升狀態(tài)后，進(jìn)入上升狀態(tài)，到達(dá) 2 樓， 3 樓時，不 停繼續(xù)前進(jìn)。39。c_d55amp。c_u33amp。039。d33amp。 電梯運動方向信號寄存器 signal en_up,en_dw:std_logic。 關(guān)門延時計數(shù)器 signal q2:integer range 0 to 9。 看門狗報警信號 ud,alarm : out std_logic。 電梯所在樓層顯示 led_c_u:out std_logic_vector(9 downto 0)。 電梯外人的下降號 d1,d2,d3,d4,d5,d6 : in std_logic。 entity dianti is port ( clk : in std_logic。 控制系統(tǒng)信號列表 VHDL 語言 信號定義 clk 時鐘信號 full 超載信號 deng 關(guān)門中斷信號 quick 提前關(guān)門信號 clr 清除報警信號 c_u1,c_u2,c_u3,c_u4,c_u5 電梯外人的上升請求信號 c_d2,c_d3,c_d4,c_d5,c_d6 電梯外人的下降號 d1,d2,d3,d4,d5,d6 電梯內(nèi)人的請求信號 g1,g2,g3,g4,g5,g6 到達(dá)樓層信號 door 電梯門控制信號 led 電梯所在樓層顯示 led_c_u 電梯外人上升請求信號顯示 led_c_d 電梯外人下降請求信號顯示 led_d 電梯內(nèi)請求信號顯示 wahaha 看門狗報警信號 ud 電梯運動方向顯示信號 alarm 超載警告信號 up,down 電機控制、運動信號 signal q1 關(guān)門延時計數(shù)器 signal q2 看門狗計數(shù)器 signal dd,cc_u,cc_d,dd_cc 電梯內(nèi)外請求信號寄存器 signal opendoor 開門使能信號 signal up,down 電梯運動方向信號寄存器 signal en_up,en_dw 預(yù)備上升、預(yù)備下降預(yù)操作使能信號 控制器系統(tǒng) VHDL 語言 控制器系統(tǒng) VHDL 語言實現(xiàn)， 輸入輸出端口如下： Library ieee。此時 ，電梯就進(jìn)入預(yù)下降狀態(tài)，準(zhǔn)備作下降運行。此時，電梯就進(jìn)入預(yù)上升狀態(tài)，準(zhǔn)備作上升運行。具體來說，就是當(dāng)電梯所在樓層低于發(fā)出梯外請求的樓層或者低于梯內(nèi)請求所要到達(dá)的目的樓層時，電梯必須在下一操作中作 出上升運行。因此，很難對電梯的運行情況作出一個統(tǒng)一的分析。在一般狀態(tài)機的設(shè)計過程中，為了能獲得可綜合的，高效的 VHDL狀態(tài)機描述，建議使用枚舉類數(shù)據(jù)類型來定義狀態(tài)機的狀態(tài)，并使用多進(jìn)程方式來描述狀態(tài)機的內(nèi)部邏輯。 2 ）主控時序進(jìn)程 指負(fù)責(zé)狀態(tài)機運轉(zhuǎn)和在時鐘驅(qū)動正負(fù)現(xiàn)狀態(tài)機轉(zhuǎn)換的進(jìn)程。 如果能夠?qū)懗?FSM 的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，就可以使用 VHDL 的狀態(tài)機語句對它進(jìn)行描述。 FSM 中，其內(nèi)部狀態(tài)存放在寄存器中，下一狀態(tài)的值由狀態(tài)譯碼器中的一個組合邏輯 —— 轉(zhuǎn)移函數(shù)產(chǎn)生，狀態(tài)機的輸出由另一個組合邏輯 —— 輸出函數(shù)產(chǎn)生。 在數(shù)字系統(tǒng)中．那些輸出取決于過去的輸入和當(dāng)前的輸入的部分都可以作為有限狀態(tài)機。 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。 6 VHD 語言 設(shè)計 電梯控制器可以通過多種方法進(jìn)行設(shè)計，其中采用狀態(tài)機來實現(xiàn)，思路比較清晰。 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的 數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。 樓層顯示 到達(dá)樓層顯示要選用 LED 數(shù)碼管 顯示器 。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。 LM1117 系列具有 LLP、TO26 SOT22 TO220 和 TO252 DPAK 封裝。另外還有 5個固定電壓輸出（ 、 、 、 和 5V）的型號。 1117 是一個低壓差電壓調(diào)節(jié)器系列。 (2)整流元件的參數(shù) 反向耐壓 橋式整流電路中，每個整流二極管在交流電網(wǎng)電壓最高時承受的最大反向峰值電壓為 Vrm= 16． 3V為了安全 ，整流管的反向耐壓應(yīng)當(dāng)比上述值大 50％以上，因此選擇整流管時，其反向耐壓應(yīng)按下式考慮： Vrm25V （ 3） 三端穩(wěn)壓器的選用 78系列集成三端穩(wěn)壓器按最大輸出電流的不同，每個系列又分為若干檔，例如， 78S (Iomax=2A)， 78 C(Io max=1． 5A)， 78 AC(Io max=1A)，78M (Io max=0． 5A)， 78L (Io max=0． 1A)，由于各生產(chǎn)廠所用分檔符號可能不一致，因此，在選用集成三端穩(wěn)壓器時應(yīng)注意產(chǎn)品說明。 根據(jù)設(shè)計要求， 圖 中需要計算的參數(shù)有： 變壓器副邊繞組的交流電壓有效值 V2，整流元件的參數(shù)，電容 C C2 的數(shù)值集成三端穩(wěn)壓器的選用。 由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電容 Cl， C2 加以濾除，從而得到平滑的直流電壓 Vi。 通過整流后，電源的脈動成分較大。 電源設(shè)計 由于 EPF 的 VCCINT 輸入電壓為 ，并且使用光電隔離開關(guān)，所以應(yīng)該 設(shè)計 5v 和 直流穩(wěn)定電壓源 ，還有 12v 直流穩(wěn)定電壓源。所以對芯片的編程就是對 EPROM的編程， 芯片開始工作時，進(jìn)入命令狀態(tài)，在該狀態(tài)將配置信息從 EPROM 中讀到自己的 SRAM 中，然后進(jìn)入用戶狀態(tài)，在用戶狀態(tài)器件就可以按照配置的功能進(jìn)行工作，整個配置過程全部自動進(jìn)行，也可以靠外部邏輯控制進(jìn)行，時鐘可由器件自己提供，也可由外部時鐘控制。配置數(shù)據(jù)在 DCLK 上升沿鎖存，1 個時鐘周期傳送 1位數(shù)據(jù)。配置數(shù)據(jù)通過 DATA0 引腳送入 FPGA。一般為 ，還可以支持多種電壓， 5V、 、 VREF 參考電壓 GND 信號地 VCCPD 用于 尋則驅(qū)動 VCCSEL 用于控制配置管腳和 PLL 相關(guān)的輸入緩沖電壓 其他管腳： PROSEL 上電復(fù)位選項 CLKUSR 這 個腳就只可以作為用戶提供的初始化時鐘輸入腳。 nSTATUS 配置狀態(tài)信號。在一條下載鏈中，當(dāng)?shù)谝粋€器件配置完成后，此信號將始能下一個器件開始進(jìn)行配置。 DCLK FPGA 串行時鐘輸出，為配置器件提供串行時鐘。確定了系統(tǒng)所需的資源、工作速度以及規(guī)模的大小，就可以選擇 CPLD 器件了。如果使用了速度過高的芯片將會加大電路設(shè)計的難度。 5 硬件電路設(shè)計 FPGA 器件 硬件電路 選擇所需的 fpga 器件 選用 fpga 芯片 用于開發(fā)項目時，需要考慮以下幾個因素： (l)器件的資源是否滿足設(shè)計的需要 在電子產(chǎn)品的設(shè)計中，首先要考慮的 所選器件的邏輯資源量是否滿足本系統(tǒng)功能的實現(xiàn) 。完全可以滿足人們的需要，而且效率比較高 本系統(tǒng)具有請求信號顯示功能，結(jié)合方向顯示，可以減少用戶對同一請求的輸入次數(shù)，這樣就延長了電梯按鍵的使用壽命。 、顯示模塊 本系統(tǒng)的輸出信號有兩種： 一種是電機的升降控制信號（兩位）和開門 /關(guān)門控制信號；另一種是面 向用戶的提示信號（含樓層顯示、方向顯示、已接受請求顯示等）。電梯工作過程中共有９種狀態(tài)：等待、上升、下降、開門、關(guān)門、停止、休眠、超載報警以及故障報警狀態(tài)。 外部請求信號的輸入形式為按鍵輸入，到達(dá)樓層信號來自光敏傳感器，關(guān)門中斷信號及超載信號則產(chǎn)生于壓力傳感器。 （ 3）有效的防止樓層到達(dá)信號、外部請求信號的誤判。 在使用 VHDL 進(jìn)行電梯控制器的設(shè)計，主要就是對電梯軟件部分進(jìn)行設(shè)計，使用 VHDL 中的邏輯關(guān)系建立電梯的升降模式，開門，關(guān)門達(dá)到動作，而外部的硬件設(shè)備基本上保持不變。停下后再啟動時，①考慮前方 —— 上方、或下方是否有請求：有，則繼續(xù)前進(jìn)；無，則停止；②檢測后方是否有請求， 有請求則轉(zhuǎn)向運行， 無請求則 維持停止?fàn)顟B(tài)。然而這樣對電梯的效率產(chǎn)生消極影響：不必要的等待消耗了大量時間，而且電梯的運作與用戶的請求無關(guān)，當(dāng)無請求時電梯也照常跑空車，就浪費了大量電能。 設(shè)計思想及模塊化 設(shè)計輸入 設(shè)計實現(xiàn) 設(shè)計仿真 器件編程 系統(tǒng)測試 Pout = 0100%。進(jìn)程內(nèi)不能說明信號，而變量在進(jìn)程內(nèi)說明。 VHDL 語言還包括程序包和配 置初級設(shè)計單元。 初級設(shè)計單元 ―― 實體（ entity） ,是設(shè)計的基本模塊和設(shè)計的初級單元，在分層次設(shè)計中，頂層有頂級實體，含在頂級實體中的較低層次的描述為低級實體，靠配置把頂層實體和底層實體連接起來。 EDA 技術(shù)使得設(shè)計者的工 作僅限于利用軟件的方式，即利用硬件描述語言和 EDA 軟件來完成對系統(tǒng)硬件功能的實現(xiàn)。如果采用硬件描述語言來完成電梯控制器的設(shè)計，就可以克服PLC 電梯的大部分缺點。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機電一體化的進(jìn)程。 基于 PLC 技術(shù)的電梯控制設(shè)計方案 可編程控制系統(tǒng)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。 與 ASIC 設(shè)計相比， FPGA/CPLD 顯著的優(yōu)勢是開發(fā)周期短、投資風(fēng)險小、產(chǎn)品上市速度快、市場適應(yīng)能力強和硬件升級回旋余地大，而且當(dāng)產(chǎn)品定型和產(chǎn)量擴大后，可將在生產(chǎn)中達(dá)到充分檢驗的 VHDL 設(shè)計迅速實現(xiàn) ASIC投產(chǎn)。 高集成度、高速度和高可靠性是 FPGA/CPLD 最明顯的特點，其時鐘延時可小至 ns 級。國際上生產(chǎn) FPGA/CPLD 的主流公司，并且在國內(nèi)占有市場份額較大的主要是 Xilinx， Altera， Lattice 三家公司。 4）為了便于程序的閱讀和調(diào)試，書寫和輸入程序時，使用層次需同一格式，同一層次的對齊，低層次的比高層次的縮進(jìn)兩個字符。 VHDL 語言的開發(fā) 1）語句結(jié)構(gòu)描述中方括號“ []”內(nèi)的內(nèi)容為可選內(nèi)容。 3） VHDL 語句的行為描述能力和程序結(jié)構(gòu)決定了他具有支持大規(guī)模設(shè)計的分解和已有設(shè)計的 再利用功能。應(yīng)用 VHDL 進(jìn)行工程設(shè)計的優(yōu)點是多方面的?，F(xiàn)在， VHDL 作為 IEEE 的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化硬件描述語言，又得到眾多 EDA 概述的支持，在電子工程領(lǐng)域，已成為事實上的通用硬件描述語言。 1987 年底， VHDL 被IEEE 和國美國國防部卻認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言。簡單來說就是依賴功能強大的計算機，在 EDA 工具軟件平臺上，對以硬件描述語言 HDL 為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計文件，自動地完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)綜合（布局布線），以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，直至實現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。硬件描述語言是用于設(shè)計硬件電子系統(tǒng)的計算機語言，它描述電子系統(tǒng)的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)和連接方式。 EDA 技術(shù)介紹 EDA 技術(shù)是 20 世紀(jì) 90 年代初從計算機輔助設(shè)計（ Computer Aided Design）、計算機輔助制造（ Computer Aided Manufacture）、計算機輔助測試（ Computer Aided Testing）和計算機輔助工程（ Computer Aided Engineering）的概念發(fā)展而來的?；? EDA 技術(shù)開發(fā)的實現(xiàn) 六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。 5）當(dāng)沒有請求信號時，電梯停在一樓。電梯當(dāng)前所在的樓層位置用 兩 位數(shù)碼管顯示，用 兩 只發(fā)光二極管顯示開門 /關(guān)門狀態(tài) ,用發(fā)光二極管顯示每層的上下請求狀態(tài)。因此對電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，尋找適合我國老式電梯的改造方法具有十分重要的意義。微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。 overloads reporting to the police fault alarm ,etc.. Key word： VHDL, controller, EDA, elevator 1 引言 選題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、近年來，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展．一些電梯廠也在不斷改進(jìn)設(shè)計、修改工藝。該控制器遵循方向優(yōu)先的原則，提供 6個樓層多用戶的載客服務(wù)并指示電梯的運行情況。摘 要 電梯作為現(xiàn)代化的產(chǎn)物，早在上個世紀(jì)就進(jìn)入了我們的生活之中。 本設(shè)計 介紹了基于 VHDL 語言設(shè)計的電梯控制器，并進(jìn)行了電路綜合和仿真。 closes prolonging the dog reports to the