【正文】 個領(lǐng)域，都有EDA的應(yīng)用。利用EDA工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計(jì)算機(jī)上自動處理完成。EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具，設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言VHDL完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。這些器件可以通過軟件編程而對其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，從而使得硬件的設(shè)計(jì)可以如同軟件設(shè)計(jì)那樣方便快捷。20世紀(jì)90年代，國際上電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)較先進(jìn)的國家，一直在積極探索新的電子電路設(shè)計(jì)方法，并在設(shè)計(jì)方法、工具等方面進(jìn)行了徹底的變革，取得了巨大成功。在QuartusII平臺上開發(fā)具有易學(xué)易懂、控制靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。硬件描述語言是EDA技術(shù)的重要組成部分，VHDL是作為電子設(shè)計(jì)主流硬件的描述語言。3設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù)現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心是EDA技術(shù)。相信在不遠(yuǎn)的將來，我國相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員使用EDA技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，就像現(xiàn)在使用計(jì)算器一樣，雖然大部分人不能開辦集成電路制造廠，但是卻能快速、經(jīng)濟(jì)地制造（設(shè)計(jì)）自己的專用集成電路或集成電子系統(tǒng)。基于EDA技術(shù)的VHDL語言對設(shè)計(jì)的描述具有相對獨(dú)立性，設(shè)計(jì)者可以不懂硬件的結(jié)構(gòu)，也不必管理最終設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)器件是什么，而進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)。對于符合市場需求的大規(guī)模系統(tǒng)，要達(dá)到高效、高速完成，必須有多人甚至多個開發(fā)組共同并行工作才能實(shí)現(xiàn)。EDA使得設(shè)計(jì)者的工作僅限于利用硬件描述語言和EDA軟件來完成對系統(tǒng)硬件功能的實(shí)現(xiàn)。 EDA技術(shù)在電梯控制的應(yīng)用EDA技術(shù)不是某一學(xué)科的分支，或某種新的技能技術(shù)，它是一們綜合性學(xué)科，融合多學(xué)科于一體，打破了軟件和硬件間的壁壘，使計(jì)算機(jī)的軟件與硬件實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品性能合二為一，它代表了電子設(shè)計(jì)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。應(yīng)用微機(jī)控制可以取消選層器和大量中間繼電器。對電梯的控制主要是選層、啟層、換速、平層、停車等幾個環(huán)節(jié)，其中以選層環(huán)節(jié)最為復(fù)雜。所以在電梯的運(yùn)行控制中，PLC的編程工作主要是針對各種信號進(jìn)行邏輯判斷和處理。PLC充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，具有很強(qiáng)的邏輯處理能力，在電梯運(yùn)行控制中發(fā)揮了重要作用。由于這種控制屬于隨機(jī)控制，各種輸入信號之間、輸出信號之間以及輸入信號和輸出信號之間互相關(guān)聯(lián)，邏輯關(guān)系處理起來非常復(fù)雜，這就給PLC編程帶來很大難度。電梯既是一種特殊的起重運(yùn)輸設(shè)備，具有完善的機(jī)械專用結(jié)構(gòu)，又是一種比較復(fù)雜的機(jī)電一體化的大型工業(yè)產(chǎn)品，具有復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)。具有繼電器系統(tǒng)的直觀、易懂、易學(xué)，應(yīng)用操作和調(diào)試方便等優(yōu)勢。能在較惡劣的各種環(huán)境里工作、可靠性高，適合于安全性要求較高的電梯控制。PLC是一種用于自動控制的專用微機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于微機(jī)控制方式。只要把按鈕、限位開關(guān)、光電開關(guān)、無觸點(diǎn)行程開關(guān)等電器元件作為輸入信號，而把制動器、接觸器等功率輸出元件接到輸出端，就算完成了接線任務(wù)。因此，它逐漸被可靠性高、通用性強(qiáng)的可編程序控制器及微機(jī)控制系統(tǒng)所代替。2總體方案的確定 PLC技術(shù)在電梯控制的應(yīng)用由當(dāng)初的繼電器邏輯控制電路到今天廣為應(yīng)用的可編程邏輯控制器及微機(jī)控制系統(tǒng)，電梯控制的發(fā)展經(jīng)歷了相當(dāng)一段歷程。 課題的主要工作利用VHDL語言編程實(shí)現(xiàn)六層電梯控制器各個模塊的功能，并用QuartusII對本文進(jìn)行設(shè)計(jì)，討論六層電梯控制器設(shè)計(jì)的思路、示意圖、結(jié)構(gòu)圖、流程圖及程序仿真圖。 設(shè)計(jì)的目的針對我國樓層層數(shù)的基本水平，本著“一理通，百理明”的原則，本設(shè)計(jì)希望通過簡單的六層電梯控制器的設(shè)計(jì)，為廣大電梯設(shè)計(jì)者提供一個基礎(chǔ)。如何更安全、更快捷地到達(dá)目的樓層，也就成為了人們對電梯的最為根本的要求。興建高層建筑是其中的有效措施之一，隨之樓層電梯業(yè)便應(yīng)運(yùn)而生。本設(shè)計(jì)對更高層的電梯控制設(shè)計(jì)具有一定的拓展性。此程序具有VHDL語言設(shè)計(jì)里最為常用的三個模塊：實(shí)體entity，結(jié)構(gòu)體architecture，進(jìn)程執(zhí)行單元process。Design隨著經(jīng)濟(jì)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)?；贓DA技術(shù)的電梯控制器實(shí)現(xiàn)與仿真——六層電梯控制器的設(shè)計(jì)摘要： 在現(xiàn)代社會和經(jīng)濟(jì)活動中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。針對我國電梯業(yè)現(xiàn)狀，本設(shè)計(jì)以電子設(shè)計(jì)自動化（ElectronicAutomation）技術(shù)中的高速集成電路硬件描述語言（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Descrisioon Language）編寫六層電梯控制程序，實(shí)驗(yàn)調(diào)試平臺是Altera公司的QuartusII軟件。通過程序調(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)門延時設(shè)置、看門狗報(bào)警、超載報(bào)警、故障報(bào)警等。關(guān)鍵詞：電梯控制；程序設(shè)計(jì)；EDA；VHDL；QuartusII目錄1 前言1 問題的提出1 設(shè)計(jì)目的1 課題的主要工作12 總體方案的確定1 PLC技術(shù)在電梯控制的應(yīng)用1 單片機(jī)技術(shù)在電梯控制的應(yīng)用2 EDA技術(shù)在電梯控制的應(yīng)用3 方案選擇33 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù)4 EDA技術(shù)介紹4 VHDL語言介紹5 QuartusII軟件介紹84 程序設(shè)計(jì)及調(diào)試9 算法分析9 電梯運(yùn)行規(guī)則9 程序流程分析12 程序設(shè)計(jì)說明13 端口、寄存器設(shè)計(jì)說明13 模塊設(shè)計(jì)說明14 程序調(diào)試205 程序仿真22 建立波形輸入22 電梯功能的實(shí)現(xiàn)與仿真結(jié)果25 仿真步驟25 電梯功能實(shí)現(xiàn)與仿真結(jié)果分析266 設(shè)計(jì)總結(jié)31致謝33參考文獻(xiàn)34附錄35基于EDA技術(shù)的電梯控制器實(shí)現(xiàn)與仿真———六層電梯控制器的設(shè)計(jì)06自動化 黎國偉指導(dǎo)老師：王杏進(jìn) 講師1 前言 問題的提出 人和土地資源短缺的矛盾日趨激化，我國地少人多的國情，注定了我們必須合理解決人與土地的矛盾。隨著我國城鎮(zhèn)化程度的加大，電梯市場越來越繁華，人們對電梯的要求越來越高。因此，本設(shè)計(jì)就六層電梯控制器設(shè)計(jì)為例，結(jié)合EDA技術(shù)，對電梯控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對目前中小型電梯所能實(shí)現(xiàn)的功能，本控制器虛擬實(shí)現(xiàn)以下功能：（1） 指示電梯所在樓層；（2） 電梯基本運(yùn)行；（3） 關(guān)門延時設(shè)置；（4） 提前關(guān)門設(shè)置；（5） 看門狗設(shè)置；（6） 超載報(bào)警；（7） 故障報(bào)警。將設(shè)計(jì)在EDA工具QuartusII下進(jìn)行時序仿真，得到仿真結(jié)果，驗(yàn)證六層電梯控制器設(shè)計(jì)的正確性。為了實(shí)現(xiàn)電梯的控制，過去大多是采用繼電器邏輯電路，這種邏輯控制方式具有原理簡單、直觀的特點(diǎn)，但通用性較差，對不同的樓層和不同的控制方式，其原理圖、接線圖等必須重新制作，且控制系統(tǒng)由許多繼電器觸點(diǎn)組成，接線復(fù)雜、故障率高。由PLC或微機(jī)實(shí)現(xiàn)繼電器的邏輯控制功能，具有較大的靈活性，不同的控制方式可用相同的硬件，只是軟件各不相同。通常，電梯功能、層數(shù)變化時，無需增減繼電器和大量的電路。PLC在設(shè)計(jì)和制造上采取了許多抗干擾措施，輸入輸出均有光電隔離。PLC將CPU、存儲器、I/O接口等做成一體，使用方便，擴(kuò)展容易。因此，目前在國產(chǎn)電梯及中低檔的客梯廣泛應(yīng)用了PLC控制系統(tǒng)，特別適用在用電梯的技術(shù)改造。就電梯的控制方法而言，目前國產(chǎn)電梯廣泛采用可編程控制器技術(shù)的智能化控制。從這種意義上來說，PLC編程水平的高低就決定電梯運(yùn)行狀態(tài)的好壞，因此PLC應(yīng)用在電梯控制中的編程技術(shù)就成為控制電梯運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)。由于電梯在運(yùn)行過程中各種輸入信號是隨機(jī)出現(xiàn)的，即信號的出現(xiàn)具有不確定性，同時信號需要自鎖保持、互鎖保存、優(yōu)先級排隊(duì)、數(shù)據(jù)比較等，因此信號之間就存在復(fù)雜的邏輯關(guān)系。 單片機(jī)技術(shù)在電梯控制的應(yīng)用單片機(jī)體積小，處理速度快，價格低廉，功能強(qiáng)大，是合適的控制系統(tǒng)。與通常的電器控制相比，單片機(jī)系統(tǒng)不需要通過“選層器”并且配備以大量的中間繼電器作為選層電路的控制設(shè)備，避免了設(shè)備多，檢修困難，運(yùn)行維護(hù)不便，造價成本高。而且應(yīng)用單片機(jī)控制又相當(dāng)于應(yīng)用其他微機(jī)減少了外圍設(shè)備的接口芯片，增強(qiáng)了可靠性。VHDL具有與具體硬件電路無關(guān)和設(shè)計(jì)平臺無關(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。正因EDA在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)中的這些特點(diǎn)，在電梯控制電路上采用EDA技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，越來越受到人們的重視。對于用EDA技術(shù)完成的一個確定的設(shè)計(jì)，可以利用相應(yīng)的工具平臺進(jìn)來邏輯綜合和優(yōu)化，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。這為電子設(shè)計(jì)的入門者提供了便捷的幫助。綜上比較，本設(shè)計(jì)采用EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)對電梯的控制?；贓DA技術(shù)開發(fā)的實(shí)現(xiàn)六層電梯自動控制與目前主流的利用可編程邏輯控制器實(shí)現(xiàn)電梯控制緊密相連。使用VHDL語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，在QuartusII軟件上對程序進(jìn)行編譯、仿真。 EDA技術(shù)介紹EDA是電子設(shè)計(jì)自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，在20世紀(jì)90年代初從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測試（CAT）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。在電子技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，可編程邏輯器件（如CPLD、FPGA）的應(yīng)用，已得到廣泛的普及，這些器件為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了極大的靈活性。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)觀念，促進(jìn)了EDA技術(shù)的迅速發(fā)展。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計(jì)的效率和可操作性，減輕了設(shè)計(jì)者的勞動強(qiáng)度。現(xiàn)在對EDA的概念或范疇用得很寬。目前EDA技術(shù)已在各大