【正文】 的修改。例如可使用兩個(gè)進(jìn)程來(lái)描述， — 個(gè)進(jìn)程描述時(shí)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(gè)進(jìn)程描述組 合邏輯，包括進(jìn)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(shuō)明部分 說(shuō)明部分中使用 TYPE 語(yǔ)句定義新的數(shù)據(jù)類(lèi)型，此數(shù)據(jù)類(lèi)型為枚舉型，其元素通常都用狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)名來(lái)定義。從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一狀態(tài)稱(chēng)為控制定序，而決定下一狀態(tài)所需的邏輯稱(chēng)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(jī)的下一個(gè)狀態(tài)，即確定狀態(tài)機(jī)的激勵(lì)方程，輸出譯碼器確定狀態(tài)機(jī)的輸出，即確定狀態(tài)機(jī)的輸出方程。 N Y N Y N N Y Y N 初始化 一層開(kāi)門(mén)等待 下降模式 上升請(qǐng)求 到最高層 有到目的層 一層開(kāi)門(mén)等待 Y 上升 N 下降請(qǐng)求請(qǐng)求 到最低層請(qǐng)求 到目的層請(qǐng)求 掃描當(dāng)前層 下降 停車(chē) 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(chē)門(mén)控流程圖 狀態(tài)機(jī)及其 VHDL 設(shè)計(jì) 有限狀態(tài)機(jī)（ Finite State Machine，簡(jiǎn)稱(chēng) FSM） 是一類(lèi)很重要的時(shí)序電路，是許多數(shù)字系統(tǒng)的核心部件，也是實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一種數(shù)學(xué)模型，是一種重要的、易于建立的、應(yīng)用比較廣泛的、以描述控制特性為主的建模方法，它可以應(yīng)用于從系統(tǒng)分析到設(shè)計(jì)的所有階段。 本次設(shè)計(jì)嘗試用硬件描述語(yǔ)言（ VHDL）來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯控制，可進(jìn)行多層次的邏輯設(shè)計(jì)，也可進(jìn)行仿真驗(yàn)證、時(shí)序分析等以保證設(shè)計(jì)的正確。 3 四層電梯控制器的 VHDL 設(shè)計(jì) 電梯的微機(jī)化控制主要有以下幾種形式： 1 PLC 控制； 2 單板機(jī)控制； 3 單片機(jī)控制； 4 單微機(jī)控制； 5 多微機(jī)控制； 6 人工智能控制。將設(shè)計(jì)的源文件用自動(dòng)綜合工具由語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為實(shí)際的電路圖（門(mén)電路級(jí)網(wǎng)表），但此時(shí)還沒(méi)有在芯片中形成真正的電路，就好像是把設(shè)計(jì)者腦海中的電路畫(huà)成了原理圖。 （ 7）設(shè)計(jì)靈活，修改方便，同時(shí)也便于設(shè)計(jì) 結(jié)果的交流、保存和重用，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度快，成本低。在對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)體定義了外部界面后，一旦其內(nèi)部開(kāi)發(fā)完成后，其他的設(shè)計(jì)就可以直接調(diào)用這個(gè)實(shí)體。 EDA 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) :EDA 技術(shù)在進(jìn)入 21 世紀(jì)后，由于更大規(guī)模的 FPGA 和凹器件的不斷推出，在仿真和設(shè)計(jì)兩方面支持標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言的功能強(qiáng)大的EDA 軟件不斷更新、增加，使電子 EDA 技術(shù)得到了更大的發(fā)展。 EDA 技術(shù)的基本特征 :EDA 代表了當(dāng)今電子設(shè)計(jì)技術(shù)的最新發(fā)展方向，利用EDA 工具，電子設(shè) 計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出 IC版圖或 PCB 版圖的整個(gè)過(guò)程在汁算機(jī)上自動(dòng)處理完成。另一種是采用模糊推理規(guī)則，即綜合考慮評(píng)價(jià)梯群性能的各種標(biāo)準(zhǔn)，如平均等待時(shí)間、長(zhǎng)時(shí)間等 待率、電梯能耗等等，確定一個(gè)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(guò)模糊判斷 5 規(guī)則根據(jù)隸屬度函數(shù)來(lái)確定一個(gè)最佳派梯。 接口層的實(shí)現(xiàn) 電梯智能化改造的實(shí)現(xiàn)與原有電梯的接口部分很重要。上世紀(jì) 90 年代，隨的升降機(jī)著世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及經(jīng)濟(jì)全球化 , 發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)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(lèi)文明的標(biāo)志 ,其技術(shù)的發(fā)展正體現(xiàn)了社會(huì)的進(jìn)步與文明?？偟膩?lái)說(shuō)，我國(guó)電梯市場(chǎng)潛力很大，但是國(guó)產(chǎn)電梯市場(chǎng)占有率不容樂(lè)觀，中國(guó)電梯企業(yè)有待發(fā)展。隨著住宅市場(chǎng)的巨大變化，中國(guó)已經(jīng)成為全球容量最大、增長(zhǎng)最快的電梯市場(chǎng)。對(duì)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(jìn)行控制，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展， 采用硬件描述語(yǔ)言 VHDL 來(lái)完成電梯控制器的設(shè)計(jì) , 是設(shè)計(jì)智能化的標(biāo)志。 關(guān)鍵字： 電梯控制器， EDA， VHDL 狀態(tài)機(jī) 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(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展歷程，從改革開(kāi)放到今天，電梯行業(yè)在不知不覺(jué)中走過(guò)了一個(gè)從無(wú)到有，從有到多，從多到精的發(fā)展歷程。對(duì)于電梯控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，智能化的發(fā)展將是電梯行業(yè)未來(lái)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(yīng)盡量減少對(duì)原有電梯控制系統(tǒng)的改變，同時(shí)又要能夠及時(shí)得到電梯的狀態(tài)變化，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的調(diào)度。 2 EDA 技術(shù)及 VHDL 語(yǔ)言 EDA 技術(shù) EDA 技術(shù)的概念 :EDA 是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的縮寫(xiě)。主要是讓學(xué)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(jìn)行電子電路課程的模擬仿真實(shí)驗(yàn)并在作畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)從事簡(jiǎn)單電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為今后工 作打下基礎(chǔ)。可以說(shuō)電子 EDA 技術(shù)是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。 （ 2）具有豐富的模擬仿真語(yǔ)句和庫(kù)函數(shù)，隨時(shí)可對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬 ，因而能將設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤消除在電路系統(tǒng)裝配之前，在設(shè)計(jì)早期就能檢查設(shè)計(jì)系統(tǒng)功 7 能的可行性，有很強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力。 （ 2）編譯。首先根據(jù)網(wǎng)表文件內(nèi)容和器件結(jié)構(gòu)確定邏輯門(mén)的位置，然后再根據(jù)網(wǎng)表提供的門(mén)連接關(guān)系，把各個(gè)門(mén)的輸入輸出連接起來(lái)，類(lèi)似于設(shè)計(jì) PCB（印刷電路板）時(shí)的布局布線工作。 8 PLC 電梯控制缺點(diǎn) 當(dāng)今電梯市場(chǎng)已經(jīng)有多種電梯控制器的設(shè)計(jì)方案。 電梯控制器流程 外部按鍵設(shè)備 狀態(tài)寄存器 請(qǐng)求信號(hào)寄存器 內(nèi)部軟件執(zhí)行器構(gòu) 外部硬件執(zhí)行器構(gòu) 9 Y Y N 圖 1 總流程圖 N N 圖 2 電梯運(yùn)行流程圖 Y 停車(chē) 初始化 清平層信號(hào) 停車(chē) 消同向選層信號(hào) 消該層信號(hào) 顯示 上下行判斷 掃描電梯位置 有無(wú)平層信號(hào) 目的層到否 下行控制 上行控制 返回 上 /下運(yùn)行 等待請(qǐng)求 目的層到否 有無(wú)同向選層信號(hào) 有無(wú)同相選層信號(hào) 10 本 論文設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng) 的流程圖主要有：總流程圖，電梯運(yùn)行流程圖，上升模式流程圖，下降模式流程圖和停車(chē)門(mén)控制流程圖，其中 總流程圖指出了整個(gè)電梯 系統(tǒng) 各個(gè)部 分的聯(lián)系 ， 但是本設(shè)計(jì)的主要部分為電梯的控制系統(tǒng)，所以對(duì)這一部分不做過(guò)多介紹；電梯的運(yùn)行流程圖 則明確的指出了控制系統(tǒng)根據(jù)電梯當(dāng)前狀態(tài)和外部請(qǐng)求信號(hào)做出相應(yīng)的控制，例如：當(dāng)電梯在二層樓的時(shí)候，接收到第四層樓的下降請(qǐng)求和第三層樓的上升請(qǐng)求，則電梯會(huì)先響應(yīng)第三層樓的請(qǐng)求，當(dāng)?shù)竭_(dá)第三層樓后，在消除這一信號(hào)，接著響應(yīng)第四層樓的請(qǐng)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(guò)程中和下降過(guò)程中的一些具體情況；門(mén) 制系統(tǒng)也是很重要的一部分，它形象的表達(dá)了電梯在到達(dá)所指定的樓層后 所做出的反應(yīng)及其所等待時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)機(jī)通?？煞譃?Moore 和 Mealy 兩種類(lèi)型。 狀態(tài)機(jī)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(dāng)前狀態(tài)和輸 入條件決定。摩爾狀態(tài)機(jī)的輸出只是當(dāng)前狀態(tài)的函數(shù)，而米立狀態(tài)機(jī)的輸出一般是當(dāng)前狀態(tài)和輸入信號(hào)的函數(shù)。 2 主控時(shí)序進(jìn)程 是指負(fù)責(zé)狀態(tài)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下負(fù)責(zé)狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換的進(jìn)程。通常傾向于使用信號(hào)的方式。 (3) 由狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，用 VHDL 語(yǔ)句對(duì)狀態(tài)機(jī)描述。四層電梯控制器的功能如下： (1) 每層電梯入口處設(shè)有上下請(qǐng)求開(kāi)關(guān)，電梯內(nèi)設(shè)有顧客到達(dá)層次的停站請(qǐng)求開(kāi)關(guān)。 采用狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯控制器，思路比較清晰，通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的 1 秒為周期的時(shí)鐘來(lái)觸發(fā)狀態(tài)機(jī)。當(dāng)然， position 的定義也可以用標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量（ STD_LOGIC_VECTOR）來(lái)定義，但是如果選用標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量，在電 16 梯運(yùn)行時(shí)就不是那么好觀察。 定義為 lift 類(lèi)型的信號(hào) mylift 在結(jié)構(gòu)體中，設(shè)計(jì)了兩個(gè)進(jìn)程互相配合，一個(gè)狀態(tài)機(jī)進(jìn)程作為主要進(jìn)程，另外一個(gè)是信號(hào)燈控制進(jìn)程作為輔助進(jìn)程。在同一時(shí)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(qǐng)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(qǐng)求，還要根據(jù)第五層的請(qǐng)求指令來(lái)判斷電梯到達(dá)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(gè)時(shí)候的邏輯關(guān)系是： Fdnlight(4)=’1’ and fdnlight(5)=’1’。本文中設(shè)計(jì)的電梯控制器利用以 CPLD 為實(shí)現(xiàn)載體，以 VHDL 為描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了電梯的升降舒適感和運(yùn)行的可靠性，更相信在以后的智能建筑中得到廣泛的應(yīng)用和推廣 謝辭 本課題在選題及研究過(guò)程中得到李曉敏老師的 悉心指導(dǎo)。天津大學(xué) 。 定義 states 為枚舉型數(shù)據(jù)類(lèi)型 SIGNAL current_state, next_state : states。 當(dāng)檢測(cè)到時(shí)鐘上升沿時(shí)轉(zhuǎn)換至下一狀態(tài) END IF。 在下一時(shí)鐘后，進(jìn)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