【正文】 ng the interior floor required information and external required information for rising and external required information for dropping, will be input by button. Secondly, the required information will be show by LED. And then, following the principle of operation, the elevator control system will respond required information one by one. Finally, there is an alarm for overtime. This design is an elevator control system basing on VHDL. In the development environment of Quartus, the ultimate functions will be realize in test case of EDA. The basic functions of this elevator include showing the current floor of elevator, responding the required information of elevator, controlling the door of elevator and alarming for overtime. And this elevator control system use modularization design. There are five block in this design, including displaying required information, detecting current floor, displaying current floor by LED, the control of the door and operation of elevator. Key words: elevator control system。 Quartus II。 1889 年 12 月，美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動機(jī)為動力，通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。因此，它代表了數(shù)字電子設(shè)計技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。 大規(guī)?？删幊唐骷抢?EDA 技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計的載體；硬件描述語言是利用 EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計的主要表達(dá)手段；軟件開發(fā)工具是利用 EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計的智能化、自動化的設(shè)計工具；實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)是利用 EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計的下載工具以及硬件驗(yàn)證工具 [12]。 FPGA 有著非常豐富的布線資源，它們從工藝、長度、寬度位置上被分為不同的等級，有專用的、有公用的 [3]。在仿真設(shè)計中，可以利用配置來選擇不同的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行性能對比試驗(yàn)，以得到性能最佳的設(shè)計方案 [13]。應(yīng)用 QuartusII 軟件，可以完成所有的設(shè)計工作。當(dāng)該層有人請求時，則該層的請求信號燈亮，直到電梯響應(yīng)該層的請求時，請求信號燈才滅。內(nèi)部請求信號指示燈亮滅轉(zhuǎn)換流程圖如圖 所示。當(dāng)電梯處于下降模式時，電梯只響應(yīng)比所在樓層低的下樓信號，由上至下依次響應(yīng)，直到最后一個上樓請求執(zhí)行完畢，若更低樓層有上升請求，則直接下降到有上升請求的最低樓接客，然后進(jìn)入上升模式。 4秒后電梯準(zhǔn)備關(guān)門（ door＝ 10），再過 1秒后電梯關(guān)門（ door＝ 00）。 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 29 圖 成果展示圖 13：電梯在 3 樓，開門，上升狀態(tài)， 4 樓外部申請下降 圖 成果展示圖 14：響應(yīng) 4 樓請求，開門 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 30 圖 成果展示圖 15：響應(yīng) 2 樓請求，開門 （ 7）電梯延時開門： 如圖 所示，當(dāng)電梯到達(dá) 2 樓時，電梯門開，按住延遲開門鍵， 8 秒后電梯開始報警，如圖 所示。在這個過程中，從資料的查詢和學(xué)習(xí)，系統(tǒng)設(shè)計的思路，到實(shí)際的操作，都離不開嚴(yán)飛老師的耐心指導(dǎo)和幫助。 （ 3）設(shè)有快速關(guān)門和延時關(guān)門的功能，當(dāng)有快速關(guān)門請求時，電梯過 1 秒后立即關(guān)門，當(dāng)有延時關(guān)門請求時，電梯延時 4秒關(guān)門。 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 26 圖 成果展示圖 7：電梯在 4 樓，下降狀態(tài)， 3 樓外部有下降請求 圖 成果展示圖 8：下降狀態(tài)，響應(yīng) 3 樓下降請求，開門 基于 FAGA 的四層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 27 圖 成果展示圖 9：下降狀態(tài)，響應(yīng) 2 樓下降請求，開門 （ 5） 電梯處于 2樓，且電梯為下降狀態(tài)時， 1 樓 3樓有上升請求： 如圖 所示，當(dāng)電梯處于 2 樓，且電梯為下降狀態(tài)時， 1樓 3 樓有上升請求，則 1樓 3 樓的上升請求信號指示燈亮，運(yùn)行信 號燈亮，上升 /下降指示燈滅。系統(tǒng)仿真圖如圖 所示。 同時電梯還設(shè)有報警，當(dāng)電梯在本層停留時間超過 10 秒（ q20）則電梯開始報警，準(zhǔn)備關(guān)門，并在 3 秒后自動關(guān)門。 （ 3）當(dāng) 2樓有外部上升請求時： 2樓外部下降請求指示燈亮，若電梯處于下降狀態(tài)響應(yīng)下降請求（ state（ 1 downto 0）＝ 00）或上升狀態(tài)響應(yīng)下降請求（ state（ 1 downto 0）＝ 01），則當(dāng)電梯停止運(yùn)行（ run＝ 0）且停在 2樓時， 2 樓的外部下降請求指示燈滅；若電梯處于上升狀態(tài)響應(yīng)上升請求時（ state（ 1 downto 0）＝ 11）， 2 樓的內(nèi)部請求和2 樓的外部上升請求信號也可將電梯停在 2 樓，因此不能簡單的通過電梯是否停止來判斷信號燈熄滅，因此電梯在這種狀態(tài)下，只有當(dāng) 34 樓沒有內(nèi)部 請求且 3樓沒有外部上升請求時，電梯停止運(yùn)行（ run＝ 0）且停在 2 樓， 2 樓的外部下降信號指示燈才可以熄滅；若電梯處于上升狀態(tài)來響應(yīng)下降請求（ state（ 1 downto 0）＝ 01）， 2 樓的外部上升請求同樣可以使電梯停在 2 樓，因此電梯在這種狀態(tài)下，只有當(dāng)電梯 3樓沒有外部上升請求時，當(dāng)電梯停止運(yùn)行（ run＝ 0）且停在 2樓， 2樓的外部上升請求指示燈即熄滅。 圖 四層電梯控制系統(tǒng)整體流程圖 系統(tǒng)器件端口說明 本次設(shè)計全部使用 VHDL 語言編程，在程序中完成對各模塊的設(shè)計以及整體系統(tǒng)對各模塊的調(diào)用?？稍诙喾N平 臺運(yùn)行，具有開放性、多平臺、與結(jié)構(gòu)無關(guān)、完成集成化、豐富的設(shè)計庫、模塊化工具、支持多種 HDL語言、易學(xué)習(xí)、易操作等特點(diǎn)。其實(shí)結(jié)構(gòu)體的功能描述共有 5 種：信號賦值語句、塊（ BLOCK）語句、進(jìn)程（ PROCESS）語句、元件例化（ COMPONENT）語句和程序調(diào)用語句 [16]。 FPGA 由六個部分組成，分別是可編程輸入 /輸出單元、基本可編程邏輯單元、豐富的布線資源、嵌入式塊 RAM、內(nèi)嵌專用硬核以及底層嵌入功能單元。 （ 4） 具有開放性和標(biāo)準(zhǔn)化的軟件架構(gòu) 軟件架構(gòu)是一套配置使用的規(guī)范軟件包，其提供給 EDA 開發(fā)的平臺以及相應(yīng)的開 發(fā)環(huán)境。當(dāng)啟用快速關(guān)門電梯則 1 秒后立即關(guān)門。格雷夫斯 首先，通過 EDA 實(shí)驗(yàn)箱上的按鍵輸入 樓層請求，其中包括電梯內(nèi)部樓層請求、電梯外上升請求及電梯外下降請求；同時，利用 LED 燈及數(shù)碼管顯示輸入的請求；然后，遵照電梯運(yùn)行時的方向優(yōu)先原則及內(nèi)部響應(yīng)優(yōu)先原則來逐次應(yīng)答請求；并且，如果開門時間過長，電梯將發(fā)出報警并自動關(guān)門。 VHDL III 目 錄 第 1 章 緒論 ..................................................... 1 電梯的起源 .............................................. 1 電梯的現(xiàn)狀與發(fā)展 ........................................ 1 四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計要求 .............................. 2 第 2 章 開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ) ............................................. 3 EDA 技術(shù)簡介 ............................................ 3 EDA 技術(shù)基本概述 .................................. 3 EDA 技術(shù)的基本特征 ................................ 3 EDA 技術(shù)的主要內(nèi)容 ................................ 4 EDA 技術(shù)發(fā)展趨勢 .................................. 4 FPGA 簡介 ............................................... 4 可編程邏輯器件（ PLD）簡介 ......................... 4 FPGA 簡介 ......................................... 5 VHDL 設(shè)計基礎(chǔ) ........................................... 6 實(shí)體（ Entity） .................................... 6 結(jié)構(gòu)體（ Architecture） ............................ 6 配置（ Configuration） ............................. 6 包集合（ Package） ................................. 6 庫（ Library） ..................................... 7 開發(fā)軟件 QuartusII ...................................... 7 硬件介紹： ZY11EDA13BE................................... 7 ZY11EDA13BE 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的特點(diǎn) ........................ 7 ZY11EDA13BE 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主板組成 ...................... 8 第 3 章 四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計 ................................... 9 系統(tǒng)器件端口說明 ........................................ 9 請求信號響應(yīng)模塊 .