【正文】 在上述語句中 的“ elsif g2=39。139。139。 有上升請求，則電梯進入預(yù)備上升狀態(tài) elsif dd_cc010 then en_dw=39。 c_u22=39。 電梯到達(dá) 2 樓，數(shù)碼管顯示 2 if updown=39。 電梯外人上升請求信號顯示 led_c_d:out std_logic_vector(2 downto 0)。 時鐘信號 full,deng,quick,clr : in std_logic。 then if q1=3 then door=10。q2=0。 具體語 句設(shè)計說明 上文已說明了構(gòu)成 VHDL程序的兩大部分――實體和結(jié)構(gòu)體的相關(guān)語句。 led_c_u=cc_u。 cc_d=c_d33amp。 dd=d33amp。139。139。 end behav。 signal q2:integer range 0 to 9。 end dianti。 18 door : out std_logic_vector(1 downto 0)。 use 。因此程序運行需經(jīng)過以下流程： VHDL 庫調(diào)用；確立 控制器的端口及相關(guān)的寄存器；根據(jù)電梯運行規(guī)則，設(shè)計相關(guān)運行描述；對電梯內(nèi)外信號進行處理。開門使能信號促使電梯開門載客，同時驅(qū)動關(guān)門延時信號、超重檢測以及故障檢測。 13 一 樓 待 機預(yù) 上 升二 樓預(yù) 下 降 預(yù) 上 升三 樓預(yù) 下 降無信號、下降信號上 升 信 號上升信號無 信 號 、 下 降 信 號無 信 號 圖 9 電梯運行狀態(tài)圖 在電梯運行過程中，存在一個如何處理信號優(yōu)先的問題。其分析圖如圖 6 所示。 電梯接收到請求信號后，都必須作預(yù)操作。對于用 EDA 技術(shù) 完成的一個確定的設(shè)計，可以利用 相應(yīng)的工具 平臺 進行邏輯綜合和優(yōu)化 ，完成設(shè)計任務(wù)。結(jié)構(gòu)體能以行為、數(shù)據(jù)流和結(jié)構(gòu)等多種方式描述實體。 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)。 （ 3） 也可以通過電梯網(wǎng)絡(luò)在規(guī)定時間內(nèi)自動掃描每臺電梯各部件以發(fā)現(xiàn)事故隱患做到事先維修，減少停梯時間，提高企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。 其程序流程如圖 3 所示。從這種意義上來說，PLC 編程水平的高低就決定電梯運行狀態(tài)的好壞，因此 PLC 應(yīng)用在電梯控制電梯控制中的編程技術(shù)就成為控制電梯運行的關(guān)鍵技術(shù)。 PLC 在設(shè)計和制造上采取了許多抗干擾措施，輸入輸出 均有光電隔離。目前， MAX+plusII 支持多種第三方 EDA工具接口，包括： （ 1） Cadence；（ 2） Exemplarlogic；（ 3） Mentor Graphics；（ 4） Synopsys； （ 5） Synplicity；（ 6） Viewlogic。首先根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)進行系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)設(shè)計，對整個系統(tǒng)進行功 能劃分和模塊劃分。因此，嚴(yán)格地說， EDA技術(shù)應(yīng)該是這二者的結(jié)合，是這兩個技術(shù)領(lǐng)域共同孕育的奇葩。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)開發(fā)的實現(xiàn)三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。因此，本設(shè)計就是希望在以開發(fā)更安全、更快捷的三層電梯控制系統(tǒng)為前提下，結(jié)合電子設(shè)計技術(shù)，對電梯控制進行設(shè)計。中國的電梯市場增長也很樂觀，目前，每年增長率為 15%— 18%。本程序具有 VHDL 語言設(shè)計里最為常用的三個模塊：實體 entity，對控制器的實體（輸入輸出）端口進行定義；結(jié)構(gòu)體 architecture，對控制器內(nèi)部的信號端以及寄存器進行定義；進程執(zhí)行單元 process，對控制器的所有輸入輸出端口、內(nèi)部信號端口以及寄存器進行功能、行為描述。 摘 要 電梯作為現(xiàn)代化的產(chǎn)物，早在上個世紀(jì)就進入了我們的生活之中。 本設(shè)計就是基于電子設(shè)計自動化（ Electronic Design Automation）技術(shù)中的甚高速集成電路硬件描述語言（ Very High Speed Integrated Circuit Hardware Descrisioon Language）語言所開發(fā)的三層電梯控制程序，實驗調(diào)試平臺是 Altera 公司的 MAX+plusII 軟件。 在一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，人均電 梯擁有數(shù)量一般在每萬人 30 臺以上，某些國家甚至達(dá)到每萬人 120 臺以上，隨著城鎮(zhèn)化程度的加大，電梯市場會更加繁華。 面對如此廣袤的電梯市場，所謂 “ 科技就是第一生產(chǎn)力 ” ，處于科技前沿的電子設(shè)計技術(shù)很自然地就與電梯控制設(shè)計一拍即合，給設(shè)計師們以巨大的設(shè)計空間。 2 設(shè)計的基礎(chǔ)依據(jù) 現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心是 EDA 技術(shù)。在電路描述時主要采用硬件描述語言（ HDL） 。前者代表了物理層在廣度和深度上硬件電路實現(xiàn)的發(fā)展，后者則反映了現(xiàn)代先進的電子理論 、 電子技術(shù) 、 仿真技術(shù) 、設(shè)計工藝和設(shè)計技術(shù)與最新的計算機軟件技術(shù)有機的融合和升華。 在MAX+plusII 平臺上進行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計過程一般要經(jīng)過四個階段：設(shè)計輸入、項目編譯、項目校驗和器件編程。 Altera 的工作與 EDA 廠家之間緊密合作，使 MAX+plusII 軟件與其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計輸入、綜合與校驗工具具有良好的兼容性。 PLC 是一種用于自動控制的專用微機，實質(zhì)上屬于微機控制方式。由于這種控制屬于隨機控制，各種輸入信號之間、輸出信號之間以及輸入信號和輸出信號之間互相關(guān)聯(lián)，邏輯關(guān)系處理起來非常復(fù)雜，這就給 PLC 編程帶來很大難度。而且應(yīng)用單片機控制又相對于應(yīng)用其他微機減少了外圍設(shè)備的接口芯片，增強了可靠性。 （ 2） 當(dāng)電梯出現(xiàn)故障時，電梯通過網(wǎng)絡(luò)向客戶服務(wù)中心發(fā)出信號使維保人員能及時準(zhǔn)確了解電梯出現(xiàn)故障的原因及相關(guān)信息，客戶的人身安全是否受到威脅，并在第一時間內(nèi)趕赴事故現(xiàn)場進行搶修，同時通過網(wǎng)絡(luò)對在電梯內(nèi)乘客安慰，把電梯出現(xiàn)故障的負(fù)面影響降到最低。 EDA 技術(shù)開發(fā)手段多樣，其中應(yīng)用最為廣泛的就是通過程序?qū)τ布M行開發(fā)，而其中又?jǐn)?shù) VHDL 語言最受設(shè)計者的歡迎。 次級設(shè)計單元――結(jié)構(gòu)體 (architecture)，實體的結(jié)構(gòu)體具有描述實體的行為功能，一個實體可以有多個結(jié)構(gòu)體，一種可能為行為描述，另一種可能為結(jié)構(gòu)描述。 圖 5 VHDL 設(shè)計流程圖 方案選擇 對于 符合市場需求的大規(guī)模系統(tǒng) ，要達(dá)到 高效 、 高速完成 ， 必須有多人甚至多個 開設(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 11 發(fā)組共 同并行工作才能實現(xiàn)。出于這方面的考慮，本設(shè)計把電梯的請求信號劃分為上升請求和下降請求。如果電梯沒有接收到請求信號，電梯則在一樓待機。 處 于 一 樓預(yù) 上 升待 機上升信號無信號 圖 6 電梯處于一樓時的運行可能分析 處 于 二 樓預(yù) 上 升預(yù) 下 降返 回 一 樓待 機上升信號無 信 號下降信號 圖 7 電梯處于二樓時的運行可能分析 處 于 三 樓預(yù) 下 降返 回 一 樓 待機下降信號無信號 圖 8 電梯處于三樓時的運行可能分析 對上述電梯的運行情況進行匯總，可以得到如圖 9 的電梯運行狀態(tài)圖。其流程如圖 10 所示： 接 到 樓 層 請 求 信 號電 梯 運 行 到 達(dá) 該 樓 層開 門 使 能 信 號關(guān) 門 延 時 信 號 倒 數(shù)關(guān) 門 使 能 信 號接 受 并 處 理 請 求 信 號電 梯 進 入 運 行 狀 態(tài)超 重 檢 測故 障 檢 測故 障 處 理 待 機故 障 報 警提 前 關(guān) 門提 前 關(guān) 門 請 求NNYY 圖 10 電梯內(nèi)外信號處理 當(dāng)電梯接收到請求信號后，將以隨機邏輯控制的方式到達(dá)發(fā)出請求的樓層。實體對控制器的端口進行定義，結(jié)構(gòu)體對各端口的行為進行描述。 use 。 g1,g2,g3: in std_logic。 up,down : out std_logic )。 signal q1:integer range 0 to 6。 then if clr=39。 then alarm=39。c_u11。 led_d=dd。 20 進程語句部分在 begin和 end process之間，進程內(nèi)的所有語句都是按順序一個接一個執(zhí)行的。 then q1=0。 q1=0。 在實體模塊中，對電梯的主要信號都一一作出了定義，具體說明給出如下： port ( clk : in std_logic。 電梯所在樓層顯示 led_c_u:out std_logic_vector(2 downto 0)。 then led=0010010。039。039。 or c_d22=39。 有當(dāng)前層的請求，則電梯進入開門狀態(tài) elsif dd_cc010 then en_dw=39。 有上升請求，則電梯進入預(yù)備上升狀態(tài) end if。139。139。alarm=39。q2=0。139。updown=39。 電梯進入等待狀態(tài) end if。 elsif quick=39。 elsif q1=3 then door=01。139。 then c_u11=c_u1。 對電梯外人下降請求信號進行檢測和寄存 elsif c_d3=39。039。 電梯外人下降請求信號并置 dd_cc=dd or cc_u or cc_d。 24 圖 14 MAX+plusII 軟件初始界面 （ 2）在工具欄中選擇“新建”按鈕。選擇菜單“ File”→“ Set Project to Current File”，當(dāng)前的文件即被指定。 圖 20 新建波形編輯器 28 （ 2）新建波形編輯器后，對文件進行保存。如圖 23 和圖 24 所示。 down：在電梯接收到 d1 后，賦值就為 1，表示電梯受控制處于下降過程；當(dāng)電梯運行到一樓以后， 賦值變?yōu)?0。 由于二樓并沒有請求，所以電梯不作停頓地下降到一樓。 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(dá)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或在待機。），電梯重新進入預(yù)備下降狀態(tài)。表示當(dāng)電梯超重時，超重信號就進行報警。 例如，在程序仿真之初， clk 信號的周期設(shè)置為 100ms，由仿真的效果看到只能實現(xiàn)最基本的樓層顯示，其他功能都失效。 現(xiàn)實的電梯系統(tǒng)，當(dāng)完成上一操作，沒有接收到請求信號時， 在 原樓層待機。 如擴展成四層電梯 控制設(shè)計。 36 參 考 文 獻(xiàn) 王志鵬，付麗琴． 2020．可編程邏輯器件 — 開發(fā)技術(shù) MAX+plusII．北京 ： 國防工業(yè)出版社 王俊峰，薛鴻德． 2020．理工科學(xué)生怎樣搞畢業(yè)設(shè)計． 北京： 電子工業(yè)出版社 馬宏騫． PLC 應(yīng)用在電梯控制中的編程技術(shù)．機床電器， 2020， 15： 42－ 44 甘 歷． 2020． VHDL 應(yīng)用與開發(fā)實際．北京 ： 科學(xué)出版社 李惠升． 2020．電梯控制技術(shù)．北京 ： 機械工業(yè)出版社 張婭莉，曲國峰．單片機在電梯自動控制中的應(yīng)用 .工業(yè)控制計算機， 16（ 2）： 59－ 60 楊曉慧． 2020．電子技術(shù) EDA 實踐教程．北京 ： 國防工業(yè)出版社 康華光． 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