【文章內(nèi)容簡介】 （down_req(8)= 39。139。）,當(dāng)電梯到達(dá)8樓且停止時，8樓的外部下降請求指示燈滅(down_req(8)= 39。039。).當(dāng)7樓有外部上升請求時，7樓的外部指示燈亮；當(dāng)電梯到達(dá)7樓且停止時，請求信號響應(yīng)完畢，7樓的外部下降指示燈滅；當(dāng)電梯在7樓運(yùn)行，有下行任務(wù)，但是此時電梯正在上升，且比七樓高的樓層沒有下降請求，則指示燈不亮；當(dāng)電梯在用同樣的方法判斷7樓到2樓是否有外部下降請求，如果有，該層的外部下降請求指示燈亮，并保持到請求信號顯示完畢。以此類推，判斷6樓到2樓是否有外部下降請求，如果有，該層的外部下降請求指示燈亮，并保持到請求信號響應(yīng)完畢。八樓外部下降請求信號顯示語句如下：if(outer_d8=39。139。)thendown_req(8)=39。139。八樓有下降請求，則八樓的外部下降請求信號燈亮；else if(current_floor=8 and run=39。039。)then down_req(8)=39。039。電梯到八樓平層停止時，八樓的請求信號燈滅；end if。七樓外部下降請求信號顯示語句如下：if(outer_d7=39。139。)thendown_req(7)=39。139。else if(current_floor=7 and run=39。039。)then down_req(7)=39。039。else if(current_floor=7 and run=39。139。 and state(1 downto 0)=01 and down_req(8)=39。039。)then down_req(7)=39。039。電梯在七樓運(yùn)行，此時有下降任務(wù)，電梯在往上運(yùn)行，且八樓沒有下降請求，則七樓的外部下降請求信號燈滅；end if。二樓外部下降請求信號顯示如下：if(outer_d2=39。139。)thendown_req(2)=39。139。elsif(current_floor=2 and run=39。039。)then down_req(2)=39。039。elsif(current_floor=2 and run=39。139。 and state(1 downto 0)=01 and down_req(8 downto 3)=000000)then down_req(2)=39。039。end if。3． 內(nèi)部請求信號顯示內(nèi)部請求信號有八個，其顯示判斷比較簡單。先判斷是否有其它樓層到1樓的內(nèi)部請求，如果1樓有內(nèi)部請求，即inner_f1=39。139。,則電梯內(nèi)的1樓指示燈（inner_req(1)= 39。139。）亮；如果電梯到達(dá)1樓且停止，則電梯內(nèi)的1樓指示燈滅。用同樣的方法，判斷其它樓層的內(nèi)部請求，如果某層有內(nèi)部請求，則該層的內(nèi)部請求指示燈亮，并保持到內(nèi)部請求響應(yīng)完畢。 樓內(nèi)部請求信號記憶燈顯示語句如下：if(inner_f1=39。139。)theninner_req(1)=39。139。一樓有內(nèi)部請求，一樓的內(nèi)部請求信號燈亮；elsif(current_floor=1 and run=39。039。)then inner_req(1)=39。039。電梯到達(dá)一樓平層，一樓的內(nèi)部請求信號燈滅；end if。八樓內(nèi)部下降請求信號記憶燈顯示語句如下：if(inner_f8=39。139。)theninner_req(8)=39。139。elsif(current_floor=8 and run=39。039。)then inner_req(8)=39。039。end if。end if。 每個樓層所運(yùn)行的時間采用脈沖計(jì)數(shù)方式，每次從平層點(diǎn)開始計(jì)數(shù)到下一平層點(diǎn)，然后高速計(jì)數(shù)器復(fù)位。每一層均從零開始計(jì)數(shù)。樓層數(shù)存放在另一個計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)累計(jì)到設(shè)定值時，高速計(jì)數(shù)器復(fù)位。同時根據(jù)運(yùn)行方向樓層計(jì)數(shù)器加一或減一，表示己經(jīng)運(yùn)行了一層樓距離。這種計(jì)數(shù)方式的特點(diǎn)是每層的換速點(diǎn)、門區(qū)、平層點(diǎn)脈沖數(shù)均相同，適用于層高相同的電梯控制。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時，樓層顯示為1。當(dāng)系統(tǒng)置位時，樓層顯示信號是根據(jù)電梯的運(yùn)行方向和電梯的運(yùn)行狀態(tài)來判斷。當(dāng)電梯處于停止?fàn)顟B(tài)時（run=39。039。)），樓層信號保持當(dāng)前值，即current_floor=current_floor。當(dāng)電梯處于運(yùn)行狀態(tài)時(run=39。139。))，如果電梯是向上運(yùn)行，則樓層數(shù)就加1，即current_floor=current_floor+1。；如果電梯是向下運(yùn)行，樓層數(shù)就減1，即current_floor=current_floor1；而電梯的運(yùn)行方向和狀態(tài)是通過后面的電梯運(yùn)行模塊來判斷。又因要求電梯是每秒升降一層，系統(tǒng)時鐘選擇2HZ，所以在當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)到2時，計(jì)數(shù)器的值恢復(fù)為0，樓層就開始升一層或降一層。,表41為七段譯碼真值表:當(dāng)輸出端狀態(tài)為1時表示該段亮，當(dāng)輸出端狀態(tài)為0時表示該段滅。 表41 七段譯碼真值表顯示數(shù)字輸出筆狀態(tài)內(nèi)部樓層信號abcdefg101100000000210110110001310011110011411001100100511011010101611111010110700001110111811111111000，這些端口分別通過一個全譯碼器7段譯碼器輸出，則只要將樓層信號通過編碼器，轉(zhuǎn)換成四位二進(jìn)制代碼。3．若軟件輸出端是直接與七段數(shù)碼管連接，則無需外部硬件譯碼器，由FPGA軟件進(jìn)行七段譯碼，直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示層樓數(shù)。 （1） 本層開門本層開門是指電梯在停車狀態(tài)和非檢修(有、無司機(jī))條件下，當(dāng)轎廂所在層樓有上召喚且沒有定下方向，或有下召而沒有定上方向時，電梯自動開門。電梯本層開門的條件也可簡化為，在停車狀態(tài)下當(dāng)轎廂所在層樓有廳外召喚時，電梯自動開門。根據(jù)要求，當(dāng)電梯在有請求的樓層后，梯門自動打開。（2） 開門控制及安全保護(hù) 正常情況下，開門的條件有以下幾種:本層開門、停車狀態(tài)按轎內(nèi)開門按鈕、關(guān)門過程中有紅外線檢測信號(這種情況下將重新開門)、正常運(yùn)行換速平層停車自動開門。開門到位后，若沒有碰到開門限位開關(guān)，或限位開關(guān)失靈，則由于開門繼電器吸合，門電機(jī)會發(fā)生堵轉(zhuǎn)，時間一長電機(jī)可能燒毀。為此設(shè)計(jì)了門電機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)開門動作時間超過正常開門時間35秒后，在本設(shè)計(jì)中，電梯經(jīng)過5秒后，通過定時器計(jì)時自動斷開開門信號，停止開門。2．關(guān)門控制關(guān)門的條件有以下幾種:停車狀態(tài)下按關(guān)門按鈕、無司機(jī)狀態(tài)下自動關(guān)門時間到、鎖梯時鑰匙開關(guān)斷開。在停車狀態(tài)下，當(dāng)司機(jī)按下關(guān)門按鈕，電梯經(jīng)過1S就關(guān)門，所以本控制器這就是要有快速關(guān)門或提前關(guān)門的功能。當(dāng)電梯在該層停留的時間超過7S，電梯門也會強(qiáng)行關(guān)閉，這樣能保證電梯被阻擋的時間過長。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件:關(guān)門到位碰關(guān)門限位開關(guān)、有開門信號、開門繼電器吸合、超載開關(guān)動作。 在關(guān)門梯形圖中也設(shè)置了關(guān)門安全保護(hù)，因?yàn)殛P(guān)門限位開關(guān)若不動或失靈，同樣容易將門電機(jī)燒毀。與開門過程保護(hù)一樣，可在開始關(guān)門后通過定時器計(jì)時，超過正常關(guān)門時間，自動停止關(guān)門，以保護(hù)門電機(jī)。所以在本程序中，電梯完全關(guān)門之前，添加了一個預(yù)關(guān)門的功能，關(guān)門時間為1S。 3．超載報(bào)警與故障報(bào)警 （1）超載報(bào)警的條件是：電梯載客超過一定的重量。則電梯發(fā)出警報(bào)，直到超載故障解除，警報(bào)才停止。（2）故障報(bào)警的條件是：電梯到達(dá)有請求的樓層開門后，電梯被阻擋的次數(shù)超過一定時間。當(dāng)電梯開門時間超過7S后，電梯就發(fā)出兩秒種的警報(bào)，然后強(qiáng)行關(guān)門，去執(zhí)行下一個命令。 4．根據(jù)要求當(dāng)門到達(dá)每個有請求的樓層后，5秒后關(guān)門，在這個模塊中，就要通過一個計(jì)數(shù)器控制開門的時間。電梯開門控制是通過判斷電梯是否到達(dá)請求樓層，如果到達(dá)，則電梯停止運(yùn)行，即state(2)= 39。039。時,，門就自動打開。再經(jīng)過5S，門自動關(guān)閉。因?yàn)橄到y(tǒng)時鐘選擇2HZ，所以當(dāng)開關(guān)門控制計(jì)數(shù)器達(dá)到10時，門就關(guān)閉。當(dāng)有人請求快速關(guān)門時，電梯經(jīng)過1S，自動關(guān)閉；當(dāng)有人請求延時關(guān)門時，電梯經(jīng)過3S才關(guān)閉；當(dāng)電梯超載時，電梯門不關(guān)閉，并發(fā)出警報(bào)，直到超載解除；當(dāng)電梯沒有超載故障，而在本層開門時間超過8S，看門狗就發(fā)出故障報(bào)警并強(qiáng)行關(guān)門。 5．電梯有超載和故障時，都會影響電梯門的開關(guān)控制，所以將開關(guān)門控制、超載報(bào)警和故障報(bào)警合成一個模塊。 電梯運(yùn)行模塊電梯運(yùn)行模塊是控制器的最關(guān)鍵的模塊，在這個進(jìn)程中，是以信號燈控制進(jìn)程做為輔助進(jìn)程。此進(jìn)程中的很多判斷條件是以信號燈進(jìn)程產(chǎn)生的信號燈信號為依據(jù)的，而信號燈進(jìn)程中的信號燈熄滅又是由此進(jìn)程中傳出的上升、下降和停止信號的這個模塊也采用逐層判斷的方法。如果電梯處于等待狀態(tài)，電梯就不運(yùn)行，當(dāng)電梯的關(guān)門時間到了，則電梯就開始運(yùn)行。電梯可以實(shí)現(xiàn)方向優(yōu)先控制功能的語句也是在這個模塊中體現(xiàn)。并且該模塊能使電梯按一下規(guī)則來運(yùn)行：當(dāng)電梯處于上升模式時，只響應(yīng)比電梯所在位置高的上樓信號，由下至上依次執(zhí)行，直到最后一個上樓請求執(zhí)行完畢，如更高層有下樓請求時，則直接升到有下降請求的最高樓接客，然后進(jìn)入下降模式，但電梯處于下降模式時，則與上升模式相反。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時，電梯處于停止和等待狀態(tài)，其功能語句如下： if(rst=39。139。)then run=39。039。 state(2 downto 0)=100。假設(shè)樓層位置是在1樓：當(dāng)1層上升請求信號燈亮，則電梯就在一層等待乘客進(jìn)梯；如果當(dāng)層請求信號燈滅，則繼續(xù)判斷8到2樓是否有內(nèi)部請求信號燈亮或7到2樓是否有上升請求，或8到2是否有下降請求，如果有，則電梯繼續(xù)往上運(yùn)行；如果電梯正在往下運(yùn)行，并且1樓的內(nèi)部請求信號燈或1樓的外部上升請求信號燈在亮，則電梯在該層停止。其功能語句如下：when 1=if(state(2)=39。039。)thenrun=39。039。電梯處于平層位置，則電梯停止運(yùn)行；if(door_time=10)thenstate(2)=39。139。電梯關(guān)門時，電梯開始運(yùn)行；end if。elseif(run=39。039。)thenif(up_req(1)=39。139。)then state(2)=39。039。電梯停在一樓，有一樓的上升請求，則電梯處于等待狀態(tài)；elsif(inner_req(8 downto 2)0000000 or up_req(7 downto 2)000000)thenrun=39。139。有8到2樓的內(nèi)部請求或者有7到2樓的上升請求，則電梯開始運(yùn)行；state(1 downto 0)=11。此時電梯有上行任務(wù)，向上運(yùn)行；elsif(down_req(8 downto 2)0000000)thenrun=39。139。如果8到2樓有下降請求，則電梯開始運(yùn)行；state(1 downto 0)=01。end if。elseif(state(0)=39。039。 and (inner_req(1)=39。139。 or up_req(1)=39。139。))thenrun=39。039。state(2)=39。039。end if。end if。end if。假設(shè)電梯是在2層到7層中的一層，則其狀態(tài)判斷過程就比在1層和8層復(fù)雜些。假設(shè)樓層位置是在2樓：如果電梯停在2樓，該樓的上升請求信號燈亮或下降請求信號燈亮，則電梯就在該層等待；如果8到3樓有內(nèi)部請求信號燈在亮或7到3樓有外部上升請求信號燈在亮或者8到3樓的外部有下降請求信號燈在亮，則電梯向上運(yùn)行；如果比1樓外部上升請求信號燈或1樓的內(nèi)部請求信號燈在亮，則電梯向下運(yùn)行；如果電梯正要開始往上或往下運(yùn)行，而此時2樓的有請求信號燈亮，則電梯停止在該層并處于等待狀態(tài)。當(dāng)樓層位置為3到7樓，則其判斷方法和2樓的一樣。假設(shè)樓層位置在8樓：如果電梯在該層處于停止?fàn)顟B(tài)，則判斷8樓是否有下降請求信號燈亮，如果有，則電梯就在該樓等待乘客進(jìn)梯；再判斷7到1樓是否有請求信號燈亮，如果有，則電梯往下運(yùn)行；如果電梯在該層正在往上運(yùn)行，且該層的內(nèi)部請求信號燈或外部下降請求信號燈亮，則電梯在該層停車。全自動電梯控制器設(shè)計(jì)的源程序見附錄1。第4章 調(diào)試與結(jié)果驗(yàn)證本設(shè)計(jì)使用的軟件為quartusⅡ、綜合、適配、仿真。使用的軟件開發(fā)系統(tǒng)為杭州康芯電子有限公司研制生產(chǎn)的GW48系列EDA實(shí)驗(yàn)箱，所使用的芯片是altera公司的FPGA序列產(chǎn)品cyclone系列的EPIC3T144C8N芯片。在程序設(shè)計(jì)的過程中，使用實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)下載驗(yàn)證，經(jīng)過多次運(yùn)行與調(diào)試，得出所需要的正確程序。再進(jìn)行系統(tǒng)仿真，最后得出正確的仿真波形和硬件驗(yàn)證結(jié)果。由于從仿真圖上看結(jié)果，不太直觀，因此調(diào)試采用模擬調(diào)試的方法。模擬調(diào)試采用EDA實(shí)驗(yàn)箱來調(diào)試，本設(shè)計(jì)采用GW系列SOPC/EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)來進(jìn)行模擬調(diào)試，此實(shí)驗(yàn)箱面板的結(jié)構(gòu)電路圖見附錄2。在將程序下載到實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證之前，要先設(shè)置引腳，而引腳的設(shè)置還要根據(jù)所選的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模式來合適的設(shè)置。而模式5的電路結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的功能，主要用于目標(biāo)器件與外界電路的接口設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。所以本實(shí)驗(yàn)采用模式5來進(jìn)行調(diào)試與硬件驗(yàn)證。GW48實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模式5試驗(yàn)電路見圖41。鍵1～鍵8：為試驗(yàn)信號控制鍵，此8個鍵受“多任務(wù)重配置”電路控制，由于控制器的輸入端太多，而模式5電路只有這八個輸入端口，所以把程序當(dāng)中的一部分輸入端口設(shè)為低電平，其它的接到這些控制鍵來控制其輸入。數(shù)碼管1～8：受“多任務(wù)重配置”電路控制，本試驗(yàn)只要用一個數(shù)碼管，選擇一個數(shù)碼管來顯示樓層的信號。發(fā)光二極管D1～D8：也是受“多任務(wù)重配置”，這八個二極管用來顯示門開關(guān)狀態(tài)、電梯按鈕記憶燈的亮滅、電梯運(yùn)行方向，以及電梯的運(yùn)行停止?fàn)顟B(tài)?！皶r鐘頻率選擇”：通過短路帽的不同接插方式，使目標(biāo)芯片獲得不同的時鐘頻率信號。這里所選用的時鐘頻率為2HZ。