【導(dǎo)讀】對(duì)于電梯的控制，傳。統(tǒng)的使用繼電器-接觸器系統(tǒng)進(jìn)行控制已不能滿足人們的要求。隨著EDA技術(shù)的發(fā)展FPGA已經(jīng)。廣泛運(yùn)用于電子設(shè)計(jì)控制的各個(gè)方面。本設(shè)計(jì)是基于VHDL語言開發(fā)的四層電梯控制器。Max+PlusⅡ?yàn)殚_發(fā)環(huán)境。層請(qǐng)求、關(guān)門延時(shí)控制、電梯開關(guān)門顯示。在現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展中,一幢幢高樓拔地而起。電梯是樓房里上下運(yùn)送乘客?；蜇浳锏拇怪边\(yùn)輸設(shè)備。不知不覺中走過了一個(gè)從無到有，從有到多，從多到精的發(fā)展歷程。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)。目前，我國(guó)電梯保有。量已超過100萬臺(tái)，且保持每年20%的遞增速度，市場(chǎng)前景樂觀。這些電梯服務(wù)于寫。字間、公寓、商場(chǎng)等各種場(chǎng)所。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。該部件的好壞不僅影響電梯的運(yùn)行

　　

【正文】 clk_in:in std_logic。 div_out:out std_logic)。 end。 architecture a of div is signal fre_N:integer range 0 to 10。 signal clk_tmp:std_logic。 begin div_out=clk_tmp。 process(clk_in) begin if falling_edge(clk_in) then if fre_N10 then fre_N=0。 clk_tmp=not clk_tmp。 else fre_N=fre_N+1。 end if。 end if。 end process。 end a。圖 35 分頻器部分的圖形 黃山學(xué)院本科生畢業(yè)論文 19 4. 四層電梯控制器的 波形仿真 在仿真中我們應(yīng)該作一些符合實(shí)際情況的假設(shè)，就是外部上升請(qǐng)求的乘客，進(jìn)入電梯以后一定是按高層的內(nèi)部停站按鈕，有外部下降請(qǐng)求的乘客，進(jìn)入電梯以后一定是按低層的內(nèi)部停站按鈕。而且乘客進(jìn)入電梯以后必定要按按鍵。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 [10]。這些假設(shè)都是符合實(shí)際情況的。 圖 41 上升請(qǐng)求 圖 41 所示仿真的是在 2 層電梯外部有上升請(qǐng)求，也就是 c_u2 產(chǎn)生一個(gè)脈沖，可以看到電梯從一層上升到二層， position 信號(hào)由 1 變到 2， doorlight 信號(hào)邏輯’ 1’表示開門，’ 0’表示關(guān)門。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯以后，在電梯內(nèi)部要求上升到第 3 層，也就是 stop3button 產(chǎn)生一個(gè)脈沖，電梯上升到第三層，開門 4 秒以后關(guān)門，停留在 3層， position 最后的值為 3。在仿真的可以看出來 buttonclk 很密集，基本上近似于一條黑線，是因?yàn)椴捎昧祟l率較高的時(shí)鐘脈沖。 再看 fuplight 信號(hào)燈，當(dāng)二層有上升請(qǐng)求的嗣后，它的值由 0 變到 2（注意， fuplight和 fdnlight 是 4 位的二進(jìn)制的標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量，這里的 2 代表的是 “ 0010” ,表示二層有請(qǐng)求；” 1000”也就是 8，表示四層有請(qǐng)求）。當(dāng)電梯 停到二層以后，表示該請(qǐng)求被響應(yīng)，所以它的值變?yōu)?0。由于沒有下降請(qǐng)求的信號(hào)，所以 fdnlight 信號(hào)燈一直都是0。 黃山學(xué)院本科生畢業(yè)論文 20 圖 42 兩次 停站請(qǐng)求 圖 42 是有兩次停站請(qǐng)求的仿真波形圖，符合停站的要求 。 圖 43 下降請(qǐng)求 圖 43 是有下降請(qǐng)求的情況，因?yàn)殡娞莸某跏紶顟B(tài)為一層的開門等待狀態(tài)，所以在第四層有下降請(qǐng)求的時(shí)候，電梯先是上升到第四層，開門 4 秒以后關(guān)門，然后下降，停站請(qǐng)求為第一層，所以到第一層的時(shí)候開門 4 秒后關(guān)門，停在第一層，等待下次請(qǐng)黃山學(xué)院本科生畢業(yè)論文 21 求。我們觀察 fdnlight 的變化顯示的是 8，轉(zhuǎn)換為二進(jìn) 制就是“ 1000”，正好是第四層的下降指示燈亮，在電梯到第四層響應(yīng)了下降請(qǐng)求后，下降指示燈就關(guān)閉，顯示的就是“ 0”。在看電梯位置的變化，“ 1—2—3—4—3—2—1”沒有亂序，說明顯示是正確的。 圖 44 有兩站停 站請(qǐng)求 圖 45 同時(shí)有上升和下降 請(qǐng)求 黃山學(xué)院本科生畢業(yè)論文 22 圖 43 有兩站停站的請(qǐng)求，顯示是正確的，沒有混亂的現(xiàn)象。圖 45 同時(shí)有上升請(qǐng)求和下降請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，電梯的運(yùn)行沒有出現(xiàn)混亂現(xiàn)象。 在電梯控制器的設(shè)計(jì)中，要考慮到層次的擴(kuò)展 [11]，今天是四層，明天也許是五層，甚至更多，但是設(shè)計(jì)的思路都應(yīng)該按照設(shè)計(jì) 四層電梯控制器的思路延續(xù)下去，比如說要設(shè)計(jì)五層的電梯控制器，那么要多的按鈕就是 f4upbutton, f5dnbutton, stop5button, fuplight 和 fdnlight 的長(zhǎng)度都改為 (5 downto 0),position 的范圍就是 1 to 5。其次就是要在電梯設(shè)計(jì)的過程中，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中涉及到電梯處于每一層的時(shí)候的判斷，就要根據(jù)實(shí)際的情況，寫出相應(yīng)的邏輯關(guān)系。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?。 那么當(dāng)電梯運(yùn)行到第四層的時(shí)候就應(yīng)該繼續(xù)為 up 狀態(tài)，先響應(yīng)第五層的下降請(qǐng)求，狀態(tài)變?yōu)?down,再轉(zhuǎn)為下降狀態(tài)，回到第四層再才相應(yīng)第四層的下降請(qǐng)求。類似的當(dāng)電梯上升狀態(tài)處于第 n 層的時(shí)候就要判斷比它高的層次的請(qǐng)求 ,當(dāng) 電梯處于下降模式時(shí)，就要判斷比該層低的層的請(qǐng)求。黃山學(xué)院本科生畢業(yè)論文 23 結(jié)束語 用 VHDL 硬件描述語言的形式來進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方便靈活，利用 EDA 軟件進(jìn)行編譯優(yōu)化仿真極大地減少了電路設(shè)計(jì)時(shí)間和可能發(fā)生的錯(cuò)誤，降低了開發(fā)成本，這種設(shè)計(jì)方法必將在未來的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來越重要的作用。 CPLD 作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。另外 CPLD 是一種專門從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于CPLD 具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)配置靈活 等特點(diǎn)，配合 VHDL 語言的突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。相信以后必將受到世界范圍內(nèi)電子工程設(shè)汁人員的廣泛關(guān)注和普遍歡迎。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。黃山學(xué)院本科生畢業(yè)論文 24 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 趙明富 ,李立軍 ,石新鋒等 .EDA 技術(shù)基礎(chǔ) ［ M］ .北京大學(xué)出版社 ,2020:247－ 254. ［ 2］ 孟慶義 . 基于 VHDL 語言的硬盤控制器的設(shè)計(jì) [J] .電腦知識(shí)與技術(shù) (學(xué)術(shù)交流 ) , 2020 (2) :32－ 46. ［ 3］ 平均芬 .硬件描述語言 VHDL 在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J] . 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) , 2020 (2) :42－ 61. ［ 4］ 李波 ,王章瑞 ,高一波 .基于 VHDL 的洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì) [J] . 儀器儀表用戶 , 2020(6): 126－ 134 . ［ 5］ 劉慶全 ,包金明 .多梯群控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J] .實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理 ,2020(5) :45－ 58. ［ 6］ 侯伯亨 .HDL 硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì) [J] .西安電子科技大學(xué)出版社 ,2020(7): 36－ 49. ［ 7］ 劉建國(guó) ,沈必虎 .數(shù)字邏輯電路 [M] .北京 :科學(xué)出版社 ,2020:125－ 138. ［ 8］ 馬福 軍 .電梯群控技術(shù)的研究 [D] .浙江工業(yè)大學(xué) ,2020:98－ 105. ［ 9］ 武彩霞 .電梯群的智能控制 [D] .遼寧工程技術(shù)大學(xué) ,2020:67－ 74. ［ 10］ Stan Talk Analog VHDL : A New Standard[A]。Proceedings 1st International Conference on ASIC[J] . 2020(5) : 176－ 189. ［ 11］ D. Comer . Digital logic and State Machine Design [M]. 2nd ed . Hoboken , NY : John Wiley ﹠ Sons , 1990:67－ 84.黃山學(xué)院本科生畢業(yè)論文 25 致 謝 本課題在選題及研究過程中得到 *****老師的悉心指導(dǎo)。 *****老師多次詢問設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。 *****老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，孜孜不倦的授業(yè)精神，不但教我如何完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，還教我不怕麻煩，注意細(xì)節(jié)的做人法則，給以我終生受益無窮之道。對(duì) *****老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。再就感謝幫助過我的同學(xué)，在他們的幫助下，我才能完成本次設(shè)計(jì)，他們也同樣的鼓勵(lì)我。最后感謝學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的老師們，他們提供給我仿真的 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。