【導(dǎo)讀】的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。隨著經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電。梯需求量越來越大，電梯生產(chǎn)已成為我國一門極具前景的新興產(chǎn)業(yè)。針對我國電梯業(yè)現(xiàn)狀，述語言編寫六層電梯控制程序，實驗調(diào)試平臺是Altera公司的QuartusII軟件。的輸出及顯示模塊。通過程序調(diào)試及運行仿真，結(jié)果表明，本程序可以完成：電梯運行所。在樓層指示、電梯運行方向指示、關(guān)門延時設(shè)置、看門狗報警、超載報警、故障報警等。本設(shè)計對更高層的電梯控制設(shè)計具有一定的拓展性。

　　

【正文】 elsif d2=39。139。 then d22=d2。 elsif d3=39。139。 then d33=d3。 elsif d4=39。139。 then d44=d4。 elsif d5=39。139。 then d55=d5。 elsif d6=39。139。 then d66=d6。 end if。 if c_u1=39。139。 then c_u11=c_u1。 對電梯外人上升請求信號進行檢測和寄存 elsif c_u2=39。139。 then c_u22=c_u2。 elsif c_u3=39。139。 then c_u33=c_u3。 elsif c_u4=39。139。 then c_u44=c_u4。 elsif c_u5=39。139。 then c_u55=c_u5。 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 end if。 if c_d2=39。139。 then c_d22=c_d2。 對電梯外人下降請求信號進行檢測和寄存 elsif c_d3=39。139。 then c_d33=c_d3。 elsif c_d4=39。139。 then c_d44=c_d4。 elsif c_d5=39。139。 then c_d55=c_d5。 elsif c_d6=39。139。 then c_d66=c_d6。 end if。 dd=d66amp。d55amp。d44amp。d33amp。d22amp。d11。 電梯內(nèi)人請求信號并置 cc_u=39。039。amp。c_u55amp。c_u44amp。c_u33amp。c_u22amp。c_u11。 電梯外人上升請求信號并置 cc_d=c_d66amp。c_d55amp。c_d44amp。c_d33amp。c_d22amp。39。039。 電梯外人下降請求信號并置 dd_cc=dd or cc_u or cc_d。 電梯內(nèi)、外人請求信號進行綜合 end if。 ud=updown。 電梯運動狀態(tài)顯示 led_d=dd。 電梯內(nèi)人請求信號顯示 led_c_u=cc_u。 電梯外人上升請求信號顯示 led_c_d=cc_d。 電梯外人下降請求信號顯示 end if。 程序調(diào)試 （ 1）建立好工作目錄，以便設(shè)計工程項目的存儲，打開 QuartusII 軟件，其初始界面如圖 37 所示。 圖 37 QuartusII 初始界面 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 （ 2） 在工具欄中選擇 “新建 ”按鈕。選擇 “VHDL File”，如圖 38 所示。 圖 38 創(chuàng)建 VHDL 文本輸入 （ 3） 在文本輸入界面內(nèi)進行程序輸入，如圖 39 所示。 圖 39 程序輸入界面 （ 4） 輸入完畢后，需要對程序進行保存。注意文件名和實體定義名必須保持一致，即 dianti，文件后綴名為 vhd。 （ 5） 保存以后，對程序進行編譯。在編譯前，需要把文件設(shè)置為頂層文件或工程文江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 件 Project。選擇菜單 “Project”中的 “Set as TopLevel Entity”。 (6)在 “QuartusII”里選擇 “Processing”下拉菜單中的 “Start Compilation”， QuartusII 軟件會對程序進行糾錯等處理。當(dāng)程序被確認無誤后會出現(xiàn)如下界面，如圖 310 所示。 圖 310 編譯完成 編譯完成，程序調(diào)試結(jié)束。 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 第四章 程序仿真 建立波形輸入 （ 1）編譯完成后，新建 波形編輯器進行設(shè)計仿真。選擇菜單 “File” 中的 “New”項，在 New 窗口中選擇 “Vector Waveform File”，單擊 OK 按鈕，即出現(xiàn)空白的波形編譯器（圖41）。 圖 41 選擇編輯矢量波形 文件 （ 2）設(shè)置仿真時間區(qū)域，在 “Edit”菜單中選擇 “End Time”項，在彈出窗口中設(shè)置，設(shè)置完后對文件進行保存。同樣使用文件名 dianti，后綴名則改為 vwf。 （ 3）將工程 dianti 的端口信號名選入 波形編輯器中。 圖 42 添加節(jié)點信號 （ 4）創(chuàng)立輸入波形。從圖 42 左邊 框中往右邊框加入需要的 信號節(jié)點 ，就可對輸入信號逐一賦值，便可對程序進行仿真，觀察輸出信號，得出結(jié)論。如對時鐘信賦于周期如江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 下圖 43 所示。 圖 43 設(shè)置時鐘 clk 的周期 電梯功能的實現(xiàn)與仿真 仿真步驟 （ 1） 仿真器參數(shù)設(shè)置。選擇菜單 “Assignment”中的 “Settings”，在 “Settings”窗口下選擇 “Category”下的 “Simulator Settings”，右側(cè)設(shè)置如下圖 44 所示。 圖 44 仿真設(shè)置 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 （ 2）啟動仿真器。現(xiàn)在所有設(shè)置進行完畢，在菜單 Processing 項下選擇 Start Simulation，直到出現(xiàn) Simulation was successful，仿真結(jié)束。 仿真結(jié)果如下圖 45。 電梯功能實現(xiàn)與仿真結(jié)果分析 以下將以 “電梯停在一樓時，接受到請求信號 c_d c_d c_u4 和 d6”為例，分析操作這些請求信號完成的過程，并在 電梯運行到四樓時對超載報警、提前關(guān)門、延時關(guān)門、故障報警進行仿真分析。 圖 45 電梯控制程序仿真圖 從 圖 45 可以看出： 1. 電梯停在一樓時，接受到請求信號 c_d c_d c_u4 和 d6，并把請求信號寫入相應(yīng)的寄存器。 led 顯示電梯所在樓層； led_d、 ledc_u 和 led_c_d 顯示用戶的請求。 2. 電梯經(jīng)過準(zhǔn)備上升狀態(tài)后，進入上升狀態(tài)，到達 2 樓， 3 樓時，不停繼續(xù)前進。 3. 電梯上升到 4 樓時，響應(yīng)請求（ c_u4） ，開門載客；進入預(yù)備上升狀態(tài)。 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 圖 46 電梯控制程序仿真局部放大圖 1 從圖 46 可以看出： 1. 電梯上升到 6 樓時，響應(yīng)請求（ d_6） ,開門卸客；進入預(yù)備下降狀態(tài)。 2. 電梯下降經(jīng)過 5 樓， 4 樓都不停，到達 3 樓開門卸客，電梯進入預(yù)備下降狀態(tài)。 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 47 電梯控制程序仿真局部放大圖 2 從 圖 47 可以看出： 1. 電梯到達 3 樓時，響應(yīng)請求（ c_d3），開門載客；進入預(yù)備下降狀態(tài)。 2. 電梯在預(yù)備下降狀態(tài)下，電梯應(yīng)超載（ full=39。139。），發(fā)出超載警報 alarm；超載信號消失（ full=39。039。），電梯 重新進入預(yù)備下降狀態(tài)。 4. 電梯接受到提前關(guān)門信號 quick，電梯跳過關(guān)門等待時間。仿真圖中 q1 從 1 跳到 3；進入關(guān)門狀態(tài)。 5. 電梯接受到 deng、 c_d3 和 d3 電梯重新進入預(yù)備下降狀態(tài)，并且 c_d3 和 d3 信號都可以對 q2（ q23 時）進行清零處理。 6. 當(dāng)連續(xù)的關(guān)門中斷的次數(shù)超過 3 次時，不認為是出自乘客的需要，而認為是故障，并報警，等技術(shù)員處理完故障時，用 clr 信號才可以清除報警。 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 圖 48 電梯控制程序仿真局部放大圖 3 從 圖 48 可以看出： 1. 電梯排除故障后繼續(xù)運行。 2. 電梯執(zhí)行完所有 請求時電梯將停在 1 樓待機。 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 結(jié) 論 電梯控制器系統(tǒng)設(shè)計已經(jīng)全部完成，基本實現(xiàn)了預(yù)期 的 效果，實現(xiàn)了電梯按預(yù)定運行規(guī)則上升、下降、載客等功能，并設(shè)計了提前關(guān)門功能，使電梯運行更 快 捷，設(shè)計了關(guān)門延時功能、超載報警功能、故障報警功能，使電梯運行更加安全 更加可靠。 在本設(shè)計中，因為考慮了擴展性，所以在信號定義的時候就使用了二進制的向量，而不是整數(shù)。在設(shè)計方法上也做了特殊的設(shè)計，所以使得擴展性較好。如果要實現(xiàn) n 層電梯的控制，首先在端口的地方就要加入所有的按鍵，而指示燈只要把向量中的 6 改成 n 就可以了。 在本設(shè)計過程中還 需要改進的地方有，電梯運行規(guī)則的優(yōu)化 （如設(shè)計閑時忙時控制規(guī)則） 、電梯運行速度的控制、 設(shè)計更多的報警功能等。電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計中體現(xiàn)了 VHDL 覆蓋面是如此的廣，描述能力強 大 ，是一個多層次的硬件描述語言及運行速度快 ，使用方便，便于修改，設(shè)計簡單等特點。本設(shè)計在實用方面和參考方面具有一定的價值。 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 致 謝 從論文選題到搜索資料，從寫稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還 有一點成就感。 在本設(shè)計的 工作中 ，得到了 陸繼遠老師 的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)， 使得本設(shè)計得以順利完成 。老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)精神 ， 精益求精的工作作風(fēng)，深深的感染和激勵著我， 使我終身受益。 他 對本設(shè)計的構(gòu)思、框架和理論給予了我許多深入的指導(dǎo)，使得設(shè)計得以順利完成。再次謹向 陸老師 表示衷心的感謝和崇高的敬意。 感謝我的班主任和輔導(dǎo)員，謝謝他們在這四年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他們不求回報，無私奉獻的精神很讓我感動，再次向他們表示由衷的感謝。 在這四年的學(xué)期中結(jié)識的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財富。在 此，也對他們表示衷心感謝 當(dāng)然也要感謝我的父母，我所邁出的每一步，都凝聚著你們心血和汗水，你們始終如一的支持和關(guān)愛，是我一直勇敢向前的動力。 本文參考了大量的文獻資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬！ 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 參考文獻 [1] 潘松，黃繼業(yè) . EDA 技術(shù)實用教程（第三版） . 北京：科學(xué)出版社， 2020 [2] 皺其洪 . EDA 技術(shù)實驗教程 . 北京：中國電力出版社， 2020 [3] 李惠生 . 電梯控制技術(shù) . 北京：機械工業(yè)出版社 ， 2020 [4] 陳家盛 . 電梯實用技術(shù)教程 . 北京：中國電力出版社， 2020 [5] 黃正謹 ， 徐堅 ， 章小麗 ， 熊明珍 . CPLD系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)入門與應(yīng)用 . 北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020 [6] 侯伯亨，故新 . VHDL 硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 1999 [7] 劉載文 . 電梯控制技術(shù) . 北京：電子工業(yè)出版社 ， 1996 [8] 張昌凡 . 可編程邏輯器件及 VHDL 設(shè)計技術(shù) . 廣州：華南理工大學(xué)出版社 ， 2020 [9] 姜立東 . VHDL 語言程序設(shè)計及應(yīng)用 . 北京：北京郵電大學(xué)出版社， 2020 [10] 侯伯亨 . VHDL 硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計 . 西安： 西安電子科技大學(xué)出版社，1997 江蘇大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 附 錄 六層電梯控制器程序清單： library ieee。 use 。 use 。 use 。 entity dianti is port ( clk : in std_logic。 時鐘信號（頻率為 2Hz） full,deng,quick,clr : in std_logic。 超載、關(guān)門中斷、提前關(guān)門清除報警信號 c_u1,c_u2,c_u3,c_u4,c_u5: in std_logic。 電梯外人的上升請求信號 c_d2,c_d3,c_d4,c_d5,c_d6: in std_logic。 電梯外人的下降請求信號 d1,d2,d3,d4,d5,d6 : in std_logic。 電梯內(nèi)人的請求信號 g1,g2,g3,g4,g5,g6 : in std_logic。 到達樓層信號 door : out std_logic_vector(1 downto 0)。 電梯門控制信號 led : out std_logic_vector(6 downto 0)。 電梯所在樓層顯示 led_c_u:out std_logic_vector(5 downto 0)。 電梯外人上升請求信號顯示 led_c_d:out std_logic_vector(5 downto 0)。 電梯外人下降請求信號顯示 led_d : out std_logic_vector(5 downto 0)