【正文】 制程序仿真圖圖18電梯控制程序仿真局部放大圖1從上面兩個(gè)仿真圖可以看出：1. 電梯停在一樓時(shí)，接受到請(qǐng)求信號(hào)c_dc_dc_u4和d6，并把請(qǐng)求信號(hào)寫入相應(yīng)的寄存器。仿真結(jié)果如下圖17和圖18。（2）啟動(dòng)仿真器。 仿真步驟（1）仿真器參數(shù)設(shè)置。如對(duì)時(shí)鐘信賦于周期如下圖14所示。（5）創(chuàng)立輸入波形。（3）將工程dianti的端口信號(hào)名選入波形編輯器中。（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。5 程序仿真（1）編譯完成后，新建波形編輯器進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真。當(dāng)程序被確認(rèn)無誤后會(huì)出現(xiàn)如下界面，如圖11所示。選擇菜單“Project”中的“Set as TopLevel Entity”。（5） 保存以后，對(duì)程序進(jìn)行編譯。（4） 輸入完畢后，需要對(duì)程序進(jìn)行保存。選擇“VHDL File”，如圖9所示。 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QuartusII軟件，其初始界面如圖8所示。 電梯外人上升請(qǐng)求信號(hào)顯示 led_c_d=cc_d。 電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顯示 led_d=dd。 電梯內(nèi)、外人請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行綜合 end if。039。c_d22amp。c_d44amp。 電梯外人上升請(qǐng)求信號(hào)并置 cc_d=c_d66amp。c_u22amp。c_u44amp。amp。 電梯內(nèi)人請(qǐng)求信號(hào)并置 cc_u=39。d22amp。d44amp。 dd=d66amp。 then c_d66=c_d6。 elsif c_d6=39。139。 then c_d44=c_d4。 elsif c_d4=39。139。 then c_d22=c_d2。 if c_d2=39。 then c_u55=c_u5。 elsif c_u5=39。139。 then c_u33=c_u3。 elsif c_u3=39。139。 then c_u11=c_u1。 if c_u1=39。 then d66=d6。 elsif d6=39。139。 then d44=d4。 elsif d4=39。139。 then d22=d2。 對(duì)電梯內(nèi)人請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行檢測和寄存 elsif d2=39。139。039。else q=1。 end if。door=00。q1=q1+1。139。039。 elsif q1=6 then door=00。139。q2=q2+1。 then door=10。 then 下降預(yù)操作 if deng=39。 elsif en_dw=39。door=00。q1=q1+1。139。139。提前關(guān)門 elsif q1=6 then door=00。139。q2=q2+1。 then door=10。 then 上升預(yù)操作 if deng=39。開門操作 elsif en_up=39。down=39。up=39。q1=0。139。139。039。 elsif q=1 then q=0。 else door=00。 q1=0。 then alarm=39。清除故障報(bào)警 elsif full=39。wahaha=39。 then q1=0。 then if clr=39。event and clk=39?？砂l(fā)光段a、b、c、e、g形成一個(gè)2字。 有上升請(qǐng)求，則電梯進(jìn)入預(yù)備上升狀態(tài) end if。 opendoor=39。en_dw=39。 有下降請(qǐng)求，則電梯進(jìn)入預(yù)備下降狀態(tài) elsif dd_cc00000011 thenen_up=39。 opendoor=39。en_up=39。 有當(dāng)前層的請(qǐng)求，則電梯進(jìn)入開門狀態(tài)elsif dd_cc00000010 then en_dw=39。opendoor=39。 c_d22=39。 thend22=39。 or c_d22=39。 電梯前一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為下降 elsif d22=39。039。039。139。039。039。139。139。039。039。139。139。139。 then led=0010010。elsif g2=39。這是VHDL中的順序語句，與我們常見的C語言中的if作為條件語句不同。 else door=00。 q1=0。 then alarm=39。elsif full=39。wahaha=39。 then q1=0。 then if clr=39。event and clk=39。在這些語句里，賦值語句占了相當(dāng)一部分。（進(jìn)程語句具體看附錄）end behav。電梯運(yùn)動(dòng)方向信號(hào)寄存器signal en_up,en_dw:std_logic。電梯內(nèi)外請(qǐng)求信號(hào)寄存器signal opendoor:std_logic。關(guān)門延時(shí)計(jì)數(shù)器 signal q2:integer range 0 to 9。電梯外人下降請(qǐng)求信號(hào)寄存信號(hào)signal q:integer range 0 to 1。 電梯內(nèi)人請(qǐng)求信號(hào)寄存信號(hào)signal c_u11,c_u22,c_u33,c_u44,c_u55:std_logic。電機(jī)控制信號(hào)和電梯運(yùn)動(dòng)end dianti?？撮T狗報(bào)警信號(hào) ud,alarm : out std_logic。電梯外人下降請(qǐng)求信號(hào)顯示 led_d : out std_logic_vector(5 downto 0)。電梯所在樓層顯示（數(shù)碼管顯示） led_c_u:out std_logic_vector(5 downto 0)。到達(dá)樓層信號(hào) door : out std_logic_vector(1 downto 0)。 電梯外人的下降請(qǐng)求信號(hào) d1,d2,d3,d4,d5,d6 : 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。（2） entity實(shí)體設(shè)計(jì)模塊entity dianti is port ( clk : in std_logic。use 。library ieee。而在結(jié)構(gòu)體模塊中又內(nèi)嵌有進(jìn)程執(zhí)行單元。（2）程序要求的寄存器（中間信號(hào)）包括：電梯內(nèi)人請(qǐng)求信號(hào)寄存信號(hào)（d11,d22,d33,d44,d55,d66）、電梯外人上升請(qǐng)求信號(hào)寄存信號(hào)（c_u11,c_u22,c_u33,c_u44,c_u55）、電梯外人下降請(qǐng)求信號(hào)寄存信號(hào)（c_d22,c_d33,c_d44,c_d55,c_d66）、分頻信號(hào)（q）、關(guān)門延時(shí)計(jì)數(shù)器（q1）、看門狗計(jì)數(shù)器（q2）、電梯內(nèi)外請(qǐng)求信號(hào)寄存器（dd,cc_u,cc_d,dd_cc）、開門使能信號(hào)（opendoor）、電梯運(yùn)動(dòng)方向信號(hào)寄存器（updown）、預(yù)備上升、預(yù)備下降預(yù)操作使能信號(hào)（en_up,en_dw）。輸出端口：電梯門控制信號(hào)（door）、電梯所在樓層顯示（led）電梯外人上升請(qǐng)求信號(hào)顯示（led_c_u）、電梯外人下降請(qǐng)求信號(hào)顯示（led_c_d）、電梯內(nèi)請(qǐng)求信號(hào)顯示（led_d）、看門狗報(bào)警信號(hào)（wahaha）、電梯運(yùn)動(dòng)方向顯示（ud）、超載警告信號(hào)（alarm）、電機(jī)控制信號(hào)（up,down）。具體流程圖如圖5所示。實(shí)體對(duì)控制器的端口進(jìn)行定義，結(jié)構(gòu)體對(duì)各端口的行為進(jìn)行描述。對(duì)程序進(jìn)行模塊化構(gòu)思。電梯控制器的原理圖如圖4所示。如果此前出現(xiàn)提前關(guān)門信號(hào)而且電梯也已經(jīng)進(jìn)行完超重排除和故障排除，電梯同樣關(guān)門進(jìn)入預(yù)操作狀態(tài)。開門使能信號(hào)促使電梯開門載客，同時(shí)驅(qū)動(dòng)關(guān)門延時(shí)信號(hào)、超重檢測以及故障檢測。其流程圖如圖3所示。本設(shè)計(jì)采用以下規(guī)則:電梯以前一狀態(tài)為基準(zhǔn)，即前一狀態(tài)為上升，則操作完所以上升請(qǐng)求再操作下降請(qǐng)求；前一狀態(tài)為下降，則反之。電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序優(yōu)先或邏輯優(yōu)先是不能滿足控制要求的，因此，控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制去解決信號(hào)優(yōu)先的問題。對(duì)上述電梯的運(yùn)行情況進(jìn)行匯總，可以得到如圖2的電梯運(yùn)行狀態(tài)圖。此時(shí)，電梯就進(jìn)入預(yù)下降狀態(tài)，準(zhǔn)備作下降運(yùn)行。處于二樓到五樓時(shí)，電梯可能出現(xiàn)三種情況：1電梯沒有接收到請(qǐng)求信號(hào)，電梯返回一樓待機(jī)；2電梯收到上升請(qǐng)求信號(hào)，進(jìn)入預(yù)上升狀態(tài)；3電梯受到下降請(qǐng)求信號(hào)，進(jìn)入預(yù)下降狀態(tài)。此時(shí)，電梯就進(jìn)入預(yù)上升狀態(tài)，準(zhǔn)備作上升運(yùn)行。反之，則是下降請(qǐng)求信號(hào)。使電梯進(jìn)入預(yù)上升狀態(tài)的請(qǐng)求信號(hào)就是上升請(qǐng)求信號(hào)。出于這方面的考慮，本設(shè)計(jì)把電梯的請(qǐng)求信號(hào)劃分為上升請(qǐng)求和下降請(qǐng)求。而MATLAB具有強(qiáng)大的運(yùn)算功能，可以容易的實(shí)現(xiàn)A/D、D/A轉(zhuǎn)換等外圍電路功能，并能以波形形式將結(jié)果直觀地呈現(xiàn)，極大地方便了程序設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)4程序設(shè)計(jì)及調(diào)試 電梯運(yùn)行規(guī)則（1）請(qǐng)求信號(hào)分析：電梯的請(qǐng)求信號(hào)分為梯內(nèi)請(qǐng)求和梯外請(qǐng)求，如果從這個(gè)角度就很難去進(jìn)行對(duì)電梯運(yùn)行可能情況的分析，因?yàn)殡娞莸倪\(yùn)行是根據(jù)梯內(nèi)和梯外的請(qǐng)求信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制的，而梯內(nèi)和梯外的請(qǐng)求是隨機(jī)且不能以有限的規(guī)則去對(duì)其進(jìn)行說明的。而QuartusII 設(shè)計(jì)只是針對(duì)數(shù)字信號(hào)，并不支持模擬量的輸入。在實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)中，對(duì)程序原理性及可執(zhí)行性的驗(yàn)證主要集中在程序修改階段，尤其在處理的數(shù)據(jù)復(fù)雜、繁多時(shí)，Quartus II自帶的波形輸入仿真就很難實(shí)現(xiàn)程序的驗(yàn)證，而且輸出的數(shù)據(jù)不能方便的以波形圖示直觀的呈現(xiàn)，給程序設(shè)計(jì)者在校驗(yàn)程序階段帶來了很多的不便。QuartusII軟件可以將設(shè)計(jì)、綜合、布局和布線以及系統(tǒng)的驗(yàn)證全部都整合到一個(gè)無縫的環(huán)境之中，其中也包括和第三方EDA工具的接口。Quartus II 開發(fā)工具人機(jī)界面友好、易于使用、性能優(yōu)良，并自帶編譯、仿真功能。其中，修改邏輯設(shè)計(jì)能從根本上消除毛刺，但該方法要求使用者掌握電路的工作狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換，有時(shí)需要多路輸出，使用起來有一定的復(fù)雜性。但在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通過EDA軟件，完全可以找出毛刺產(chǎn)生的原因及產(chǎn)生的位置，并且非常準(zhǔn)確和接近實(shí)際情況。由于毛刺的存在，使的系統(tǒng)存在許多不穩(wěn)定因素，經(jīng)常會(huì)造成對(duì)脈沖上下沿敏感的電路產(chǎn)生誤動(dòng)作。結(jié)構(gòu)體名； 用VHDL語言對(duì)FPGA和CPLD器件進(jìn)行開發(fā)時(shí)出現(xiàn)的毛刺問題的處理 在EDA環(huán)境中,毛刺是系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否成功的關(guān)鍵。實(shí)體名結(jié)構(gòu)體名實(shí)體名；（3）結(jié)構(gòu)體所有能被仿真的實(shí)體都由結(jié)構(gòu)體（ARCHITECTURE）描述，即結(jié)構(gòu)體描述實(shí)體的結(jié)構(gòu)或行為，一個(gè)實(shí)體可以有多個(gè)結(jié)構(gòu)體，每個(gè)結(jié)構(gòu)體分別代表該實(shí)體功能的不同實(shí)現(xiàn)方案。實(shí)體語句類型）；TYPE語句或常量定義類型；端口信號(hào)名4：類型；端口信號(hào)名3：類型；端口信號(hào)名2：端口說明（端口信號(hào)名1：類屬說明IS[GENERIC（常數(shù)名：數(shù)據(jù)類型[：設(shè)定值]）]實(shí)體格式如下：ENTITY（2）實(shí)體實(shí)體（ENTITY）是VHDL設(shè)計(jì)中最其本的組成部分之一（另一個(gè)是結(jié)構(gòu)體），VHDL表達(dá)的所有設(shè)計(jì)均與實(shí)體有關(guān)。構(gòu)造體（ARCHITECTUR）：定義實(shí)體的實(shí)現(xiàn)。程序包（PACKAGE）：聲明在設(shè)計(jì)中將用到的常數(shù)、數(shù)據(jù)類型、元件及子程序。1）要求的功能模塊劃分；2）VHDL的設(shè)計(jì)描述（設(shè)計(jì)輸入）；3）代碼仿真模擬（前仿真）；4）計(jì)綜合、優(yōu)化和布局布線；5）布局布線后的仿真模擬（后仿真）；6）設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)（下載到目標(biāo)器件）。所以，即使在遠(yuǎn)離門級(jí)的高層次（即使設(shè)計(jì)尚未完成時(shí)），設(shè)計(jì)者就能夠?qū)φ麄€(gè)工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和功能的可行性進(jìn)行查驗(yàn)，并做出決策。（五）靈活性：VHDL最初是作為一種仿真標(biāo)準(zhǔn)格式出現(xiàn)的，有著豐富的仿真語句和庫函數(shù)。程序設(shè)計(jì)的硬件目標(biāo)器件有廣闊的選擇范圍，可以是各系列的CPLD、FPGA及各種門陣列器件。（三）獨(dú)立性：VHDL的硬件描述與具體的工藝技術(shù)和硬件結(jié)構(gòu)無關(guān)。它可以從一個(gè)仿真工具移植到另一個(gè)仿真工具，從一個(gè)綜合工具移植到另一個(gè)綜合工具，從一個(gè)工作平臺(tái)移植到另一個(gè)工作平臺(tái)。VHDL是一種設(shè)計(jì)、仿真和綜合的標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言。它可以用明確的代碼描述復(fù)雜的控制邏輯設(shè)計(jì)。VHDL具有與具體硬件電路無關(guān)和設(shè)計(jì)平臺(tái)無關(guān)的特性，并且具有良好的電路行為描述和系統(tǒng)描述的能力，并在語言易讀性和層次化結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方面，表現(xiàn)了強(qiáng)大的生命力和應(yīng)用潛力。從此，VHDL成為硬件描述語言的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)之一。例如在飛機(jī)制造過程中，從設(shè)計(jì)、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到EDA技術(shù)。包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事、等各