【正文】 mylift=down。 OR fdnlight(4)=39。139。 ELSIF position=3 THEN IF stoplight=0000 AND fuplight=0000 and fdnlight=0000 THEN udsig=39。 mylift=doorwait3。039。 fdnlight:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 1)。 END PROCESS。 初始狀態(tài)譯碼輸出 00 IF state_inputs=00 THEN 根據外部的狀態(tài)控制輸入 00 next_state=st0。 ENTITY s_machine IS PORT (clk, reset: IN STD_LOGIC。 5 結束語 用 VHDL 硬件描述語言的形式來進行數字系統(tǒng)的設計方便靈活，利用 EDA軟件進行編譯優(yōu)化仿真極大地減少了電路設計時間和可能發(fā)生的錯誤，降低了開發(fā)成本，這種設計方法必將在未來的數字系統(tǒng)設計中發(fā)揮越來越重要的作用。當乘客進入電梯以后，在電梯內部要求上升到第 3 層，也就是 stop3button 產生一個脈沖，電梯上升到第三層，開門 4秒以后關門，停留在 3 層， position 最后的值為 3。但是 “ 11”的十進制值為 3，沒有和層次顯示的第四層想對應起，所以就放棄選用標準邏輯矢量來定義 position，而選用的整型。 (4)電梯到達有停站請求的樓層，經過 1 秒電梯門打開，開門指示燈亮，開門4 秒后，電梯門關閉 (開門指示燈滅 )，電梯繼續(xù)進行，直至執(zhí)行完最后一個請求信號停留在當前層。但必須注意避免由于寄存器的引入而創(chuàng)建了不必要的異步反饋路徑。時鐘信號同所有輸入信號 13 的邊沿觸發(fā)的狀 態(tài)寄存器和輸出寄存器相連，使狀態(tài)的改變發(fā)生在時鐘的上升或下降沿。狀態(tài)機寄存器的下 一個狀態(tài)及輸出，不僅同輸入信號有關，而且還與寄存器的當前狀態(tài)有關，狀態(tài)機可以認為是組合邏輯和寄存器邏輯的特殊組合。 目前，在我國國產電梯大部分為繼電器及 PLC 控制方式，繼電器控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定、故障率高，大大降低了電梯的舒適性、可靠性和安全性，經常造成停梯，給乘用人員的生活和工作帶來了很多不便，因而傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)的更新勢在必行。在編譯前進行邏輯功能驗證，此時的仿真沒有延時，對于初步的功能檢測非常方便。除了含有許多具有硬件特征的語句外， VHDL 的語言形式和描述風格與句法是十分類似于一 般的計算機高級語言。 1993 年 IEEE 對 VHDL 進行了修訂，增加了部分新的 VHDL 命令與屬性，并公布了新版本的 VHDL，即 IEEE 標準的 10761993 版本。智能化電梯群控系統(tǒng)可以大大提高電梯群的派梯效率，減少乘客的候梯時間，降低電梯的能耗。改革開放以來，國外的電梯公司紛紛登陸中國市場，在國內建立了一批有規(guī)模的合資企業(yè)，他們帶來的技術比較先進。摘 要 電梯是標志現代物質文明的垂直運輸工具 ， 是機 — 電一體化的復雜運輸設備。上世紀 80 年代，國內電梯行業(yè)基本應用傳統(tǒng)的繼電器控制方式，電梯故障率很高。這是由多種原因造成的。但從 EDA 技術的幾個主要方面的內容來看，可以理解為： EDA 技術是以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O計載體，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏 輯描述的主要表達方式，以計算機、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實驗開發(fā)系統(tǒng)為設計工具，通過有關的開發(fā)軟件，自動完成用軟件的方式設計電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的一門新技術。 VHDL 主要用于描述數字系統(tǒng)的結構，行為，功能和接口。 （ 3）功能仿真（前仿真）。如果采用硬件描述語言來完成電梯控制器的設計，就可以克服 PLC 電梯的大部分缺點。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)機的內部狀態(tài)。大多數實用的狀態(tài)機都是同步的時序電路，由時鐘信號觸發(fā)進行狀態(tài)的轉換。在設計過程中，如果希望輸出的信號具有寄存器 14 鎖存功能，則需要為此輸出寫第 3 個進程，并把 clk 和 reset 信號放入敏感信號表中。 15 (3)電梯每秒上升 (下降 )一層樓。 “ 00”的時候對應電梯的第一層， “ 11”的時候就對應第四層。 圖 7 所示仿真的是在 2 層電梯外部有上升請求，也就是 f2upbutton 產生一個脈沖，可以看到電梯從一層上升到二層， position 信號由 1 變到 2， doorlight 信號邏輯’ 1’表示開門，’ 0’表示關門。類似的當電梯上升狀態(tài)處于第 n 層的時候就要判斷比它高的層次的請求 ,當電梯處于下降模式時，就要判斷比該層低的層的請求。 USE 。 由信號 current_state 將當前狀態(tài)值帶出此進程，進入進程 COM COM: PROCESS(current_state, state_Inputs) 組合邏輯進程 BEGIN CASE current_state IS 確定當前狀態(tài)的狀態(tài)值 25 WHEN st0 =b_outputs = 00。 END CASE。 fuplight:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 1)。 clearup=39。039。 END IF。clearup=39。139。139。139。139。139。139。mylift=doorclose。 ELSIF pos=4 AND (stoplight(pos)=39。 OR fdnlight(pos)=39。 ELSE clearup=39。139。fdnlight=0000。139。 OR fuplight(position)=39。139。139。139。) THEN udsig=39。 ELSIF position=3 THEN IF stoplight=0000 AND fuplight=0000 AND fdnlight=0000 THEN udsig=39。mylift=doorclose。139。mylift=up。mylift=up。139。139。 WHEN doorwait1=mylift=doorwait2。 BEGIN ctrlift:PROCESS(reset,liftclk) VARIABLE pos:INTEGER RANGE 4 DOWNTO 1。 f2dnbutton:IN STD_LOGIC。 WHEN st3=b_outputs=11。 AND clk39。 23 參考文獻 ［ 1］ 趙明富，李立軍，石新鋒等 .EDA 技術基礎 ［ 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在產生輸出的過程中，根據是否使用輸入信號可以確定狀態(tài)機的類型。有限狀態(tài)機的優(yōu)點在于簡單易用，狀態(tài)間的關系清晰直觀。隨著 EDA 技術的快速發(fā)展， CPLD/FPGA 已廣泛應用于電子設計與控制的各個方面。 用 VHDL 設計電路主要的工作過程是： （ 1）編輯。電子技術全方位納入 EDA 領域， EDA 使得電子領域各學科的界限更加模糊，更加互為包容，突出表現在以下幾個方面：使電子設計成果以自主知識產權的方式得以明確表達和確認成為可能；基于 EDA 工具的 ASIC 設計標準單元已涵蓋大規(guī)模電子系統(tǒng)及 IP 核模塊；軟硬件 IP 核在電子行業(yè)的產業(yè)領域、技術領域和設計應用領域得到 進一步確認； SoC 高效低成本設計技術的成熟。 論文的主要工作及結構 本論文選擇 VHDL 語言對電梯控制系統(tǒng)進行描述， 主要工作有 用 VHDL語言作為描述工具，對四層電梯的結構進行分析，給出了電梯控制器的設計流程和狀態(tài)機描述，并用 QuartusⅡ 軟件對程序進行了仿真，并對仿真結果進行了說明和分析，并進行總結。隨著電梯技術的發(fā)展 ,綠色化、低能耗、智能化、網絡化、藍牙技術的電梯成為一段時間內的發(fā)展趨勢。目前，我國電梯保有量已超過 100 萬臺，且保持每年 20%的遞增速度，市場前景樂觀。 本文結構主要分成四大部分： 第一章介紹了電梯控制系統(tǒng) 的發(fā)展情況及發(fā)展趨勢，交代了課題的研究背景，并對要完成的工作做了介紹； 第二章介紹了 EDA 技術的主要特點，并對 VHDL 語言的功能及其結構進行了描述，并著重介紹了狀態(tài)機的含義； 第三章以 VHDL 語言作為描述工具，對四層電梯的結構進行分析，給出了電梯控制器的設計流程和狀態(tài)機描述； 第四章用 QuartusⅡ 軟件對程序進行了仿真，并對仿真結果進行了說明和分析，并進行總結。電梯是樓房里上下運送乘客或貨物的垂直運輸設備。始終強調電梯的改造最重要的是不可以降低原有系統(tǒng)的安全性。在教學方面：幾乎所有理工科 (特別是電子信息 )類的高校都開設了 EDA 課程。 VHDL 的主要特點如下： （ 1）作為 HDL 的第一個國際標準， VHDL 具有很強的可移植性。用已生成的網表文件，再根據 CPLD（或 FPGA）器件的容量和結構，用自動布局布線工具進行電路設計。但是使用 VHDL 硬件描述語言設計電梯控制器可以為以后電梯實現智能控制奠定基礎。 組合邏輯 圖 6 狀態(tài)機的基本結構 狀態(tài)機的基本操作有兩種： 1．狀態(tài)機的內部狀態(tài)轉換。說明部分一般放在結構體的 ARCHITECTURE 和 BEGIN 之間。 (2) 根據狀態(tài)轉移關系和輸出函數畫出狀態(tài)轉移圖。 (7)電梯初始狀態(tài)為一層開門狀態(tài)。 TYPE lift_state IS (stopon1,dooropen,doorclose,doorwait1,doorwait2,doorwait3, doorwait4,up,down,stop) 電梯的 10 個狀態(tài) SIGNAL mylift:lift_state。由于沒有下降請求的信號，所以 fdnlight信號燈一直都是 0。相信以后必將受到世界范圍內電子工程設汁人員的廣泛關注和普遍歡迎。 ARCHITECTURE behv OF s_machine IS TYPE states IS (st0,st1,st2,st3)。 對應狀態(tài) st1 的譯碼輸出 01 IF state_inputs=00 THEN 根據外部的狀態(tài)控制輸人 00 next_state=st1。 USE 。 doorlight:OUT STD_LOGIC。EVENT AND liftclk=39。039。1