【正文】 ..................................................... 23 6 程序仿真 ............................................................... 27 波形輸入建立 ......................................................... 27 電梯運行情況仿真 ..................................................... 29 電梯功能仿真 ......................................................... 32 7 結(jié)論 ................................................................... 33 設(shè)計功能實現(xiàn)情況 ..................................................... 33 設(shè)計存在問題 ......................................................... 33 進一步完善建議 ....................................................... 33 致 謝 ................................................................... 35 參 考 文 獻 .............................................................. 36 英 文 摘 要 .............................................................. 37 附 錄 ................................................................... 38 畢業(yè)設(shè)計成績評定表 1 1 前言 問題的提出 當今世界，部分地區(qū)人口高度密集，人和土地資源短缺的矛盾日趨激化。 由此， 一個 更為龐大的 電梯市場已經(jīng) 在國內(nèi)轟然 形成。 我國以前主要都是依靠國外的進口技術(shù)，本國的電梯廠商主要都是依靠為進口電梯作銷售代理或者售后維修進行經(jīng)營。這就注定了必須合理地利用土地去解決人與土地的矛盾。因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計就成了在電梯設(shè)計領(lǐng)域里最為核心的技術(shù)。因此，在某種層面上說，三層電梯的設(shè)計也具有一定的社會價值。 EDA 技術(shù)介紹 EDA 技術(shù)是 20 世紀 90 年代初從計算機輔助設(shè)計（ Computer Adied Design）、計算機輔助制造（ Computer Adied Manufacture）、計算機輔助測試（ Computer Adied Testing）和計算機輔助工程（ Computer Adied Engineering）的概念發(fā)展而來的。它主要采用并行工程和 “ 自頂向下 ” 的設(shè)計方 3 法 ，使開發(fā)者從一開始就要考慮到產(chǎn)品生成周期的諸多方面，包括質(zhì)量、成本、開發(fā)時間及用戶的需求等等，然后從系統(tǒng)設(shè)計入手，在頂層進行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在方框圖一級進行仿真、糾錯、并用 VHDL、 VerilogHDL、 ABEL 等硬件描述語言對高層次的系統(tǒng)行為進行描述，在系統(tǒng)一級進行驗證，然后再用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門級邏輯電路的網(wǎng)表，其對應(yīng)的物理實現(xiàn)級可以是印刷電路板或?qū)Ｓ眉呻娐贰?VHDL 具有與具體硬件電路無關(guān)和設(shè)計平臺無關(guān)的特性，并且具有良好的電路行為 描述和系統(tǒng)描述的能力， 并在語言易讀性和層次化結(jié)構(gòu)化設(shè)計方面，表現(xiàn)了強大的生命力和應(yīng)用潛力。最后則是測試芯片在系統(tǒng)中的實際運行性能。 由 PLC 或微機實現(xiàn)繼電器的邏輯控制功能，具有較大的靈活性，不同的控制方式可用相同的硬件，只是軟件各不相同。因此，目前在國產(chǎn)電梯及中低檔的客梯廣泛采用了 PLC 控制系統(tǒng)，特別適合在用電梯的技術(shù)改造。 單片機在電梯控制中的應(yīng)用介紹 （張婭莉等， 2020）單片機體積小，處理速度快，價格低廉，功能強大，是合適的控制系統(tǒng)。電梯上網(wǎng)能確保為客戶提供更優(yōu)質(zhì)全程的服務(wù)。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計算機的功能，不僅能實現(xiàn)邏輯控制，還具有 了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。 VHDL 語言的設(shè)計單元包括實體（ entity） 、結(jié)構(gòu)體 (architecture)、程序包（ package）以及配置（ configration）。進程內(nèi)部只含順序執(zhí)行的語句，即一串信號賦值中僅最后的賦值有效。 就上述比較而言，本設(shè) 計采用 EDA 方案更恰當。反之，則是下降請求信號。此時，電梯就進入預(yù)下降狀態(tài)，準備作下降運行。又假如 ， 當電梯在三樓時，梯內(nèi)有到達一樓的下降請求信號，而二樓則有上升請求信號：當 電梯以 向下的方向 接近 二 樓的減速位置 時，判別二樓具有反向的請求信號，系統(tǒng)將把二樓的上升請求保存到上升請求 寄存 上 ， 不在二樓作停泊繼續(xù)下降到一樓去載客，然后讀取上升請求 寄存 中先前二樓的上升請求，執(zhí)行上升到二樓載客的操作 。 程序流程分析 電梯的運行規(guī)則確立后，需對整個控制程序的設(shè)計作一個流程規(guī)范。而在結(jié)構(gòu)體模塊中又內(nèi)嵌有進程執(zhí)行單元。 c_u1,c_u2: in std_logic。 led_d : out std_logic_vector(2 downto 0)。 signal c_u11,c_u22:std_logic。 signal en_up,en_dw:std_logic。 :process(clk) begin if clk39。039。 end if。039。 dd_cc=dd or cc_u or cc_d。 關(guān)鍵字 process后面括號中的信號為時鐘信號，它列舉可激活進程語句的信號，唯有這些信號上的事件能引起進程語句執(zhí)行。139。139。 ?！钡?。 電梯內(nèi)人的請求信號 g1,g2,g3 : in std_logic。 電梯運動方向顯示，超載警告信號 up,down : out std_logic )。 or c_u22=39。 有當前層的請求，則電梯進入開門狀態(tài) elsif dd_cc011 then en_up=39。 有下降請求，則電梯進入預(yù)備下降狀態(tài) end if。039。139。 所以在一樓時 led 賦值為“ 1001111”，三樓時 led 賦值為“ 0000110”。wahaha=39。 else door=00。139。 開門操作 elsif en_up=39。139。q1=q1+1。 then door=10。039。 23 end if。139。 end if。 if c_d2=39。d22amp。c_d22amp。 電梯外人上升請求信號顯示 led_c_d=cc_d。由于文件后綴名都默認為 TDF，在初次調(diào)試時并沒有注意這個問題，結(jié)果在編譯的時候老是出錯。 圖 19 編譯完成 在編譯完成以后，程序的調(diào)試亦告完結(jié)。如對時鐘信號 clk 賦周期為 25ms 的周期信號，如圖 22 所示。觀察以下信號： up、 ud、 down、 led、 led_c_d、 led_d。 （ 2）當電梯在同一時間段 里接收到幾種不同的請求信號時： 電梯停在一樓，在同一時間段里接受到幾個請求信號，包括梯內(nèi)上升到三樓的請求（ d3）、二樓的梯外上升請求（ c_u2）和三樓的梯外下降請求（ c_d3）。 ud：從電梯接收請求信號后到電梯運行到三樓為止，賦值為 1 表示電梯此時向上運行；其余時間段都為 0，表示電梯此時向下運行或者待機。139。 圖 27 功能仿真圖 說明： wahaha：當關(guān)門中斷信號 deng 初次賦值為 1 時，本信號就賦值為 1，一直到故障清除信號 clr 賦值為 1 時才變?yōu)?0。參數(shù)的設(shè)置對 于整個設(shè)計可謂至關(guān)重要。在日常應(yīng)用中，由于選用的硬件以及使用環(huán)境的問題，延時問題可能會進一步顯著。本設(shè)計是采用隨機邏輯控制方式來解決電梯請求信號的優(yōu)先問題。 此外，也要感謝身邊經(jīng)常給予幫助的老師和同學(xué)，感謝 BBS上的同道們所給予的指導(dǎo)。最后對寄存器及各端口作出相關(guān)的調(diào)整，就可以擴展成四層電梯控制。解決這個問題 的途徑可以有： 34 （ 1） 在不對程序進行大改動的前提下，延長電梯在樓層的待機時間 ； （ 2）通過對程序的“電梯運行描述”模塊進行調(diào)整 ， 主要是改動“在無請求時，電梯在一樓待機”附近的相關(guān)語句； （ 3） 通過對電梯的運行規(guī)則進行重新的定義，刪掉電梯在無信號情況下進行預(yù)操作的流程，重新設(shè)計程序。通過調(diào)試仿真觀察，可以看到本系統(tǒng)的信號延時在 10ms左右。 7 結(jié)論 設(shè)計功能實現(xiàn)情況 對程序進行調(diào)試，經(jīng)計算機仿真分析，結(jié)果表明本電梯控制程序?qū)崿F(xiàn)了以下功能： （ 1） 電梯到達樓層時，能發(fā)出指示信號； （ 2）能指示電梯的運行狀態(tài)； （ 3）電梯的門操作具有關(guān)門延時設(shè)置； （ 4）當電梯出現(xiàn)故障時，由看門狗信號報警，并且只有通過技術(shù)人員輸入清除信號才能使電梯恢復(fù)正常的工作狀態(tài)； （ 5）電梯的超載報警程序能自動實現(xiàn)報警功能。 仿真情況如下圖 27 所示。 設(shè)電梯到達三樓時，響應(yīng)請求（ c_d3），開門載客；進入預(yù)備下降狀態(tài)。觀察以下信號： up、 ud、 down、 led_c_u、 led_c_d、 led_d。 led_c_d：在電梯接收到 c_d3 后，賦值樓層編碼為 100，表示梯外有人請求下降；電梯運行到達請求發(fā)出的樓層三樓后，電梯賦值變?yōu)?000，表示下降請求得到滿足。 到達三樓載客后，電梯內(nèi)又接收 到下降到一樓的梯內(nèi)請求（ d1），于是電梯返回一樓待機。如圖 21 所示。此時，MAX+plusII 軟件會對程序進行糾錯等處理。文件名和實體定義的符號必須保持一致，即文件名為 dianti。 電梯運動狀態(tài)顯示 led_d=dd。c_u11。 end if。 then c_u22=c_u2。139。039。door=00。 elsif q1=6 then door=00。 then 下降預(yù)操作 if deng=39。139。q2=q2+1。down=39。139。 q1=0。 then q1=0。 then led=0010010。039。039。 opendoor=39。 opendoor=39。 then 電梯前一運動狀態(tài)位上升 if d22=39。 電梯內(nèi)請求信號顯示 wahaha : out std_logic。 電梯外人的上升請求信號 c_d2,c_d3: in std_logic。 end if。039。在 VHDL語言里，賦值符號一般都是“ =”符號，具體形式如下： begin if clk39。 end if。39。d11。 if q1=3 then door=10。q2=0。本模塊以關(guān)鍵字 architecture做結(jié)構(gòu)體的開頭，描述 dianti實體的結(jié)構(gòu)體 behav。 signal opendoor:std_logic。在 entity語句的實體說明部分，用 port附語描述實體對外界連接的端口（數(shù)目、方向和數(shù)據(jù)類型），實體 dianti有 25個接口， 輸入模式是 clk/full/deng/quick/clr/c_u1/c_u2/c_d2/c_d3/d1/d2/d3/g1/g2/g3；其余的都是輸出模式，其中 door/led/led c_u/led c_d/led d是帶數(shù)組模式的輸出接口。 led_c_u:out std_logic_vector(2 downto 0)。 （ 2） entity 實體設(shè)計模塊 entity dianti is port ( clk : in std_logic。 其端口分布如圖 12 所示： 圖 12 控制器的端口 17 （ 2） 由相關(guān)端口得到程序要求的寄存器包括： 電梯內(nèi)人請求到達一樓信號寄存（ d11）、電梯內(nèi)人請求到達二樓信號寄存（ d22）、 電梯內(nèi)人請求到達三樓信號寄存（ d33）； 一樓電梯外人上升請求信號寄存（ c_u11）、二樓電梯外人上升請求信號寄存（ c_u22）；