【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(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電。梯需求量越來(lái)越大，電梯生產(chǎn)已成為我國(guó)一門極具前景的新興產(chǎn)業(yè)。針對(duì)我國(guó)電梯業(yè)現(xiàn)狀，述語(yǔ)言編寫六層電梯控制程序，實(shí)驗(yàn)調(diào)試平臺(tái)是Altera公司的QuartusII軟件。的輸出及顯示模塊。通過(guò)程序調(diào)試及運(yùn)行仿真，結(jié)果表明，本程序可以完成：電梯運(yùn)行所。在樓層指示、電梯運(yùn)行方向指示、關(guān)門延時(shí)設(shè)置、看門狗報(bào)警、超載報(bào)警、故障報(bào)警等。本設(shè)計(jì)對(duì)更高層的電梯控制設(shè)計(jì)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(duì)電梯外人上升請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)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(duì)電梯外人下降請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)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(qǐng)求信號(hào)并置 cc_u=39。039。amp。c_u55amp。c_u44amp。c_u33amp。c_u22amp。c_u11。 電梯外人上升請(qǐng)求信號(hào)并置 cc_d=c_d66amp。c_d55amp。c_d44amp。c_d33amp。c_d22amp。39。039。 電梯外人下降請(qǐng)求信號(hào)并置 dd_cc=dd or cc_u or cc_d。 電梯內(nèi)、外人請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行綜合 end if。 ud=updown。 電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顯示 led_d=dd。 電梯內(nèi)人請(qǐng)求信號(hào)顯示 led_c_u=cc_u。 電梯外人上升請(qǐng)求信號(hào)顯示 led_c_d=cc_d。 電梯外人下降請(qǐng)求信號(hào)顯示 end if。 程序調(diào)試 （ 1）建立好工作目錄，以便設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目的存儲(chǔ)，打開(kāi) 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(jìn)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(duì)程序進(jìn)行保存。注意文件名和實(shí)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(duì)程序進(jìn)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(huì)對(duì)程序進(jìn)行糾錯(cuò)等處理。當(dāng)程序被確認(rèn)無(wú)誤后會(huì)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(jìn)行設(shè)計(jì)仿真。選擇菜單 “File” 中的 “New”項(xiàng)，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(shí)間區(qū)域，在 “Edit”菜單中選擇 “End Time”項(xiàng)，在彈出窗口中設(shè)置，設(shè)置完后對(duì)文件進(jìn)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(hào)名選入 波形編輯器中。 圖 42 添加節(jié)點(diǎn)信號(hào) （ 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(hào)節(jié)點(diǎn) ，就可對(duì)輸入信號(hào)逐一賦值，便可對(duì)程序進(jìn)行仿真，觀察輸出信號(hào)，得出結(jié)論。如對(duì)時(shí)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(shí)鐘 clk 的周期 電梯功能的實(shí)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(dòng)仿真器?，F(xiàn)在所有設(shè)置進(jìn)行完畢，在菜單 Processing 項(xiàng)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(shí)現(xiàn)與仿真結(jié)果分析 以下將以 “電梯停在一樓時(shí)，接受到請(qǐng)求信號(hào) c_d c_d c_u4 和 d6”為例，分析操作這些請(qǐng)求信號(hào)完成的過(guò)程，并在 電梯運(yùn)行到四樓時(shí)對(duì)超載報(bào)警、提前關(guān)門、延時(shí)關(guān)門、故障報(bào)警進(jìn)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(shí)，接受到請(qǐng)求信號(hào) c_d c_d c_u4 和 d6，并把請(qǐng)求信號(hào)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(qǐng)求。 2. 電梯經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備上升狀態(tài)后，進(jìn)入上升狀態(tài)，到達(dá) 2 樓， 3 樓時(shí)，不停繼續(xù)前進(jìn)。 3. 電梯上升到 4 樓時(shí)，響應(yīng)請(qǐng)求（ c_u4） ，開(kāi)門載客；進(jìn)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(shí)，響應(yīng)請(qǐng)求（ d_6） ,開(kāi)門卸客；進(jìn)入預(yù)備下降狀態(tài)。 2. 電梯下降經(jīng)過(guò) 5 樓， 4 樓都不停，到達(dá) 3 樓開(kāi)門卸客，電梯進(jìn)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(dá) 3 樓時(shí)，響應(yīng)請(qǐng)求（ c_d3），開(kāi)門載客；進(jìn)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(bào) alarm；超載信號(hào)消失（ full=39。039。），電梯 重新進(jìn)入預(yù)備下降狀態(tài)。 4. 電梯接受到提前關(guān)門信號(hào) quick，電梯跳過(guò)關(guān)門等待時(shí)間。仿真圖中 q1 從 1 跳到 3；進(jìn)入關(guān)門狀態(tài)。 5. 電梯接受到 deng、 c_d3 和 d3 電梯重新進(jìn)入預(yù)備下降狀態(tài)，并且 c_d3 和 d3 信號(hào)都可以對(duì) q2（ q23 時(shí)）進(jìn)行清零處理。 6. 當(dāng)連續(xù)的關(guān)門中斷的次數(shù)超過(guò) 3 次時(shí)，不認(rèn)為是出自乘客的需要，而認(rèn)為是故障，并報(bào)警，等技術(shù)員處理完故障時(shí)，用 clr 信號(hào)才可以清除報(bào)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(yùn)行。 2. 電梯執(zhí)行完所有 請(qǐng)求時(shí)電梯將停在 1 樓待機(jī)。 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(jì)已經(jīng)全部完成，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期 的 效果，實(shí)現(xiàn)了電梯按預(yù)定運(yùn)行規(guī)則上升、下降、載客等功能，并設(shè)計(jì)了提前關(guān)門功能，使電梯運(yùn)行更 快 捷，設(shè)計(jì)了關(guān)門延時(shí)功能、超載報(bào)警功能、故障報(bào)警功能，使電梯運(yùn)行更加安全 更加可靠。 在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)榭紤]了擴(kuò)展性，所以在信號(hào)定義的時(shí)候就使用了二進(jìn)制的向量，而不是整數(shù)。在設(shè)計(jì)方法上也做了特殊的設(shè)計(jì)，所以使得擴(kuò)展性較好。如果要實(shí)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(jì)過(guò)程中還 需要改進(jìn)的地方有，電梯運(yùn)行規(guī)則的優(yōu)化 （如設(shè)計(jì)閑時(shí)忙時(shí)控制規(guī)則） 、電梯運(yùn)行速度的控制、 設(shè)計(jì)更多的報(bào)警功能等。電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了 VHDL 覆蓋面是如此的廣，描述能力強(qiáng) 大 ，是一個(gè)多層次的硬件描述語(yǔ)言及運(yùn)行速度快 ，使用方便，便于修改，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)在實(shí)用方面和參考方面具有一定的價(jià)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(guò)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(diǎn)成就感。 在本設(shè)計(jì)的 工作中 ，得到了 陸繼遠(yuǎn)老師 的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)， 使得本設(shè)計(jì)得以順利完成 。老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?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(lì)著我， 使我終身受益。 他 對(duì)本設(shè)計(jì)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(jì)得以順利完成。再次謹(jǐn)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?cè)谶@四年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他們不求回?bào)，無(wú)私奉獻(xiàn)的精神很讓我感動(dòng)，再次向他們表示由衷的感謝。 在這四年的學(xué)期中結(jié)識(shí)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(cái)富。在 此，也對(duì)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(ài)，是我一直勇敢向前的動(dòng)力。 本文參考了大量的文獻(xiàn)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(xiàn) [1] 潘松，黃繼業(yè) . EDA 技術(shù)實(shí)用教程（第三版） . 北京：科學(xué)出版社， 2020 [2] 皺其洪 . EDA 技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程 . 北京：中國(guó)電力出版社， 2020 [3] 李惠生 . 電梯控制技術(shù) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020 [4] 陳家盛 . 電梯實(shí)用技術(shù)教程 . 北京：中國(guó)電力出版社， 2020 [5] 黃正謹(jǐn) ， 徐堅(jiān) ， 章小麗 ， 熊明珍 . CPLD系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì) . 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(jì)技術(shù) . 廣州：華南理工大學(xué)出版社 ， 2020 [9] 姜立東 . VHDL 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)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(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì) . 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(shí)鐘信號(hào)（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(bào)警信號(hào) c_u1,c_u2,c_u3,c_u4,c_u5: in std_logic。 電梯外人的上升請(qǐng)求信號(hào) c_d2,c_d3,c_d4,c_d5,c_d6: in std_logic。 電梯外人的下降請(qǐng)求信號(hào) d1,d2,d3,d4,d5,d6 : in std_logic。 電梯內(nèi)人的請(qǐng)求信號(hào) g1,g2,g3,g4,g5,g6 : in std_logic。 到達(dá)樓層信號(hào) door : out std_logic_vector(1 downto 0)。 電梯門控制信號(hào) 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(qǐng)求信號(hào)顯示 led_c_d:out std_logic_vector(5 downto 0)。 電梯外人下降請(qǐng)求信號(hào)顯示 led_d : out std_logic_vector(5 downto 0)