【正文】 的修改。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。 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。從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一狀態(tài)稱為控制定序，而決定下一狀態(tài)所需的邏輯稱為轉(zhuǎn)移函數(shù)。組合邏輯部分又可分為狀態(tài)譯碼器和輸出譯碼器，狀態(tài)譯碼器確定狀態(tài)機的下一個狀態(tài)，即確定狀態(tài)機的激勵方程，輸出譯碼器確定狀態(tài)機的輸出，即確定狀態(tài)機的輸出方程。 N Y N Y N N Y Y N 初始化 一層開門等待 下降模式 上升請求 到最高層 有到目的層 一層開門等待 Y 上升 N 下降請求請求 到最低層請求 到目的層請求 掃描當前層 下降 停車 上升模式 圖 3 上升模式流程圖 圖 4 下降 模式流程圖 Y 11 圖 5 停車門控流程圖 狀態(tài)機及其 VHDL 設計 有限狀態(tài)機（ Finite State Machine，簡稱 FSM） 是一類很重要的時序電路，是許多數(shù)字系統(tǒng)的核心部件，也是實時系統(tǒng)設計中的一種數(shù)學模型，是一種重要的、易于建立的、應用比較廣泛的、以描述控制特性為主的建模方法，它可以應用于從系統(tǒng)分析到設計的所有階段。 本次設計嘗試用硬件描述語言（ VHDL）來實現(xiàn)電梯控制，可進行多層次的邏輯設計，也可進行仿真驗證、時序分析等以保證設計的正確。 3 四層電梯控制器的 VHDL 設計 電梯的微機化控制主要有以下幾種形式： 1 PLC 控制； 2 單板機控制； 3 單片機控制； 4 單微機控制； 5 多微機控制； 6 人工智能控制。將設計的源文件用自動綜合工具由語言轉(zhuǎn)換為實際的電路圖（門電路級網(wǎng)表），但此時還沒有在芯片中形成真正的電路，就好像是把設計者腦海中的電路畫成了原理圖。 （ 7）設計靈活，修改方便，同時也便于設計 結(jié)果的交流、保存和重用，產(chǎn)品開發(fā)速度快，成本低。在對一個設計實體定義了外部界面后，一旦其內(nèi)部開發(fā)完成后，其他的設計就可以直接調(diào)用這個實體。 EDA 技術發(fā)展趨勢 :EDA 技術在進入 21 世紀后，由于更大規(guī)模的 FPGA 和凹器件的不斷推出，在仿真和設計兩方面支持標準硬件描述語言的功能強大的EDA 軟件不斷更新、增加，使電子 EDA 技術得到了更大的發(fā)展。 EDA 技術的基本特征 :EDA 代表了當今電子設計技術的最新發(fā)展方向，利用EDA 工具，電子設 計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設計、性能分析到設計出 IC版圖或 PCB 版圖的整個過程在汁算機上自動處理完成。另一種是采用模糊推理規(guī)則，即綜合考慮評價梯群性能的各種標準，如平均等待時間、長時間等 待率、電梯能耗等等，確定一個隸屬度函數(shù)，將電梯的各種輸入?yún)?shù)模糊化后輸入系統(tǒng)，通過模糊判斷 5 規(guī)則根據(jù)隸屬度函數(shù)來確定一個最佳派梯。 接口層的實現(xiàn) 電梯智能化改造的實現(xiàn)與原有電梯的接口部分很重要。上世紀 90 年代，隨的升降機著世界經(jīng)濟快速發(fā)展及經(jīng)濟全球化 , 發(fā)達的工業(yè)化國家紛紛研制出高速及超高速電梯，電梯不僅是代步的工具 ,也是人類文明的標志 ,其技術的發(fā)展正體現(xiàn)了社會的進步與文明?？偟膩碚f，我國電梯市場潛力很大，但是國產(chǎn)電梯市場占有率不容樂觀，中國電梯企業(yè)有待發(fā)展。隨著住宅市場的巨大變化，中國已經(jīng)成為全球容量最大、增長最快的電梯市場。對于電梯的控制，傳統(tǒng)的方法是使用繼電器 —接觸器控制系統(tǒng)進行控制，隨著技術的不斷發(fā)展， 采用硬件描述語言 VHDL 來完成電梯控制器的設計 , 是設計智能化的標志。 關鍵字： 電梯控制器， EDA， VHDL 狀態(tài)機 1 The elevator control system based on VHDL Abstract The elevator is symbolized the modern material civilization verticaltransport means, are machine the electricity integration plextransport vehicle. It involves the electronic technology, themechanical engineering, the electric power electroni c technology, themicroputer technology, the electric power drives the system and thecivil engineering and so on many scientific domains. At present theelevator production situation and the use quantity have bee one ofnational modernization degree symbols. Along with the modernized cityhigh speed development, has the massive streams of people and thething class every day needs to transport. In order to save with andthe adaption economics and trade enterprise development, a flickeringtall building rises straight from the ground, these highriseconstructions vertical transportation are a prominent question, withpeople39。但是電梯行業(yè)業(yè)內(nèi)都知道，電梯的核心部件是電梯控制。我國電梯行業(yè)的發(fā)展歷程，從改革開放到今天，電梯行業(yè)在不知不覺中走過了一個從無到有，從有到多，從多到精的發(fā)展歷程。對于電梯控制系統(tǒng)來說，智能化的發(fā)展將是電梯行業(yè)未來發(fā)展的必經(jīng)之路。如果原有電梯控制系統(tǒng)仍能滿足需要，應盡量減少對原有電梯控制系統(tǒng)的改變，同時又要能夠及時得到電梯的狀態(tài)變化，并實現(xiàn)對電梯的調(diào)度。 2 EDA 技術及 VHDL 語言 EDA 技術 EDA 技術的概念 :EDA 是電子設計自動化的縮寫。主要是讓學生了解 EDA 的基本原理和基 6 本概念、鱗握用佃 L 描述系統(tǒng)邏輯的方法、使用扔 A 工具進行電子電路課程的模擬仿真實驗并在作畢業(yè)設計時從事簡單電子系統(tǒng)的設計，為今后工 作打下基礎?？梢哉f電子 EDA 技術是電子設計領域的一場革命。 （ 2）具有豐富的模擬仿真語句和庫函數(shù)，隨時可對設計進行仿真模擬 ，因而能將設計中的錯誤消除在電路系統(tǒng)裝配之前，在設計早期就能檢查設計系統(tǒng)功 7 能的可行性，有很強的預測能力。 （ 2）編譯。首先根據(jù)網(wǎng)表文件內(nèi)容和器件結(jié)構確定邏輯門的位置，然后再根據(jù)網(wǎng)表提供的門連接關系，把各個門的輸入輸出連接起來，類似于設計 PCB（印刷電路板）時的布局布線工作。 8 PLC 電梯控制缺點 當今電梯市場已經(jīng)有多種電梯控制器的設計方案。 電梯控制器流程 外部按鍵設備 狀態(tài)寄存器 請求信號寄存器 內(nèi)部軟件執(zhí)行器構 外部硬件執(zhí)行器構 9 Y Y N 圖 1 總流程圖 N N 圖 2 電梯運行流程圖 Y 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 目的層到否 下行控制 上行控制 返回 上 /下運行 等待請求 目的層到否 有無同向選層信號 有無同相選層信號 10 本 論文設計的電梯控制系統(tǒng) 的流程圖主要有：總流程圖，電梯運行流程圖，上升模式流程圖，下降模式流程圖和停車門控制流程圖，其中 總流程圖指出了整個電梯 系統(tǒng) 各個部 分的聯(lián)系 ， 但是本設計的主要部分為電梯的控制系統(tǒng)，所以對這一部分不做過多介紹；電梯的運行流程圖 則明確的指出了控制系統(tǒng)根據(jù)電梯當前狀態(tài)和外部請求信號做出相應的控制，例如：當電梯在二層樓的時候，接收到第四層樓的下降請求和第三層樓的上升請求，則電梯會先響應第三層樓的請求，當?shù)竭_第三層樓后，在消除這一信號，接著響應第四層樓的請求； 而電梯的上升和下降模式流程圖則更加具體的指出了電梯在什么情況下上升 ，在什么情況下下降，上升過程中和下降過程中的一些具體情況；門 制系統(tǒng)也是很重要的一部分，它形象的表達了電梯在到達所指定的樓層后 所做出的反應及其所等待時間。標準狀態(tài)機通常可分為 Moore 和 Mealy 兩種類型。 狀態(tài)機經(jīng)歷一系列狀態(tài)，下一狀態(tài)由狀態(tài)譯碼器根據(jù)當前狀態(tài)和輸 入條件決定。摩爾狀態(tài)機的輸出只是當前狀態(tài)的函數(shù)，而米立狀態(tài)機的輸出一般是當前狀態(tài)和輸入信號的函數(shù)。 2 主控時序進程 是指負責狀態(tài)機運轉(zhuǎn)和在時鐘驅(qū)動下負責狀態(tài)機轉(zhuǎn)換的進程。通常傾向于使用信號的方式。 (3) 由狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，用 VHDL 語句對狀態(tài)機描述。四層電梯控制器的功能如下： (1) 每層電梯入口處設有上下請求開關，電梯內(nèi)設有顧客到達層次的停站請求開關。 采用狀態(tài)機來實現(xiàn)電梯控制器，思路比較清晰，通過一個統(tǒng)一的 1 秒為周期的時鐘來觸發(fā)狀態(tài)機。當然， position 的定義也可以用標準邏輯矢量（ STD_LOGIC_VECTOR）來定義，但是如果選用標準邏輯矢量，在電 16 梯運行時就不是那么好觀察。 定義為 lift 類型的信號 mylift 在結(jié)構體中，設計了兩個進程互相配合，一個狀態(tài)機進程作為主要進程，另外一個是信號燈控制進程作為輔助進程。在同一時刻有很多人按鍵的概率很小，所以按鍵一定有先后順序。 圖 7 19 圖 8 圖 8 是有兩次停站請求 的仿真波形圖，符合停站的要求。例如電梯現(xiàn)在處于第三層的上升，如果電梯要上升，就不能單單的判斷第四層是否有升降請求，還要根據(jù)第五層的請求指令來判斷電梯到達第四層是該繼續(xù)上升還是就停止，或者是轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)，例如，現(xiàn)在電梯的狀態(tài)是上升，這個時候的邏輯關系是： Fdnlight(4)=’1’ and fdnlight(5)=’1’。本文中設計的電梯控制器利用以 CPLD 為實現(xiàn)載體，以 VHDL 為描述語言實現(xiàn)了電梯的升降舒適感和運行的可靠性，更相信在以后的智能建筑中得到廣泛的應用和推廣 謝辭 本課題在選題及研究過程中得到李曉敏老師的 悉心指導。天津大學 。 定義 states 為枚舉型數(shù)據(jù)類型 SIGNAL current_state, next_state : states。 當檢測到時鐘上升沿時轉(zhuǎn)換至下一狀態(tài) END IF。 在下一時鐘后，進程 REG 的狀態(tài)將維持為st1 ELSE next_state=st2。 26 ELSE next_state=st0。 USE 。 f3dnbutton:IN STD_LOGIC。 udsig:BUFFER STD_LOGIC)。139。139。039。 28 IF udsig=39。clearup=39。 OR fdnlight(4)=39。139。 ELSIF (stoplight(3)=39。139。clearup=39。139。039。 END IF。mylift=up。139。 30 ELSE udsig=39。mylift=doorclose。cleardn=39。mylift=down。cleardn=39。 ELSIF position=4 THEN IF stoplight=0000 AND fuplight=0000 AND fdnlight=0000 THEN udsig=39。 END IF。139。 END IF。 ELSIF pos=1 AND (stoplight(pos)=39。 WHEN dooropen=doorlight=39。)THEN clearup=39。139。139。 END IF