【正文】 明圖 41圖41是基本基本功能仿真，使用者在一層電梯外按下上升（Button(0)=1）按鈕，隨后開(kāi)門（door=1）。因此程序運(yùn)行需經(jīng)過(guò)以下流程：VHDL庫(kù)調(diào)用：確立控制器的端口及相關(guān)的寄存器；根據(jù)電梯運(yùn)行規(guī)則，設(shè)計(jì)相關(guān)運(yùn)行描述；對(duì)電梯內(nèi)信號(hào)進(jìn)行處理。根據(jù)VHDL語(yǔ)言的規(guī)則，程序必須由最基本的實(shí)體和結(jié)構(gòu)體構(gòu)成。如圖所示：圖31 處于一樓 圖32 處于二樓圖33 處于三樓電梯的運(yùn)行規(guī)則確立后，需對(duì)整個(gè)控制程序的設(shè)計(jì)做一個(gè)流程規(guī)范。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。，進(jìn)入預(yù)下降狀態(tài)。處于二樓時(shí)，電梯則可能出現(xiàn)三種情況：，電梯則停留在當(dāng)前樓層。處于一樓時(shí)，不管是電梯內(nèi)或電梯外，電梯都只可能接收到上升的請(qǐng)求信號(hào)。若電梯正處在上升狀態(tài)中收到外部請(qǐng)求，則只響應(yīng)比當(dāng)前所在樓層高的樓層的請(qǐng)求，到達(dá)需要到達(dá)最高樓層時(shí)再響應(yīng)低層請(qǐng)求。當(dāng)電梯處在第二層時(shí)，若系統(tǒng)收到二層電梯外上下樓請(qǐng)求只做開(kāi)門響應(yīng)；若收到三層電梯外下樓或二層電梯內(nèi)到達(dá)三層請(qǐng)求，則做上樓響應(yīng)、開(kāi)門；若收到一層電梯外上樓或二層電梯內(nèi)到達(dá)一層請(qǐng)求，則做下樓樓響應(yīng)并開(kāi)門；其他請(qǐng)求不響應(yīng)。系統(tǒng)主要通過(guò)當(dāng)前所在樓層以及運(yùn)行狀態(tài)、后續(xù)請(qǐng)求判斷運(yùn)行方式。本系統(tǒng)的主要輸入有電梯外上下控制按鈕Button（其中Button(0)表示一樓電梯外上升請(qǐng)求，Button(1)表示二樓電梯外上升請(qǐng)求， Button(2)表示二樓電梯外下降請(qǐng)求， Button(3)表示三樓電梯外下降請(qǐng)求）；電梯內(nèi)到達(dá)樓層控制按鈕floor（其中floor(0)表示請(qǐng)求到達(dá)一層， floor(1)表示請(qǐng)求到達(dá)二層， floor(2)表示請(qǐng)求到達(dá)三層）。程序根據(jù)電梯當(dāng)前位置和使用者所在樓層以及進(jìn)入電梯后的要求控制運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)有電梯運(yùn)行模式（上、下）標(biāo)識(shí)和當(dāng)前所在樓層標(biāo)識(shí)。第3章 設(shè)計(jì)功能與要求利用VHDL語(yǔ)言完成一個(gè)3層自動(dòng)升降的電梯的控制電路，控制電路遵循方向優(yōu)先原則控制電梯完成多層的載客服務(wù)，同時(shí)指示電梯運(yùn)行情況和電梯所在樓層。 ④次態(tài)：條件滿足后要遷往的新?tīng)顟B(tài)。動(dòng)作執(zhí)行完畢后，可以遷移到新的狀態(tài)，也可以仍舊保持原狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)條件被滿足，將會(huì)觸發(fā)一個(gè)動(dòng)作，或者執(zhí)行一次狀態(tài)的遷移。詳解如下： 　①現(xiàn)態(tài)：是指當(dāng)前所處的狀態(tài)。這樣的歸納，主要是出于對(duì)狀態(tài)機(jī)的內(nèi)在因果關(guān)系的考慮。這樣一來(lái)，任何邏輯都可建模成一系列事件/狀態(tài)組合。為一個(gè)事件而響應(yīng)的行動(dòng)不僅取決于事件本身，還取決于機(jī)器的內(nèi)部狀態(tài)。具體采取的操作不僅能取決于接收到的事件，還能取決于各個(gè)事件的相對(duì)發(fā)生順序。有限狀態(tài)機(jī)正是為了滿足這方面的要求而設(shè)計(jì)的。 顯然，必須采取不同的技術(shù)來(lái)處理這些情況。但是，GUI應(yīng)用程序?qū)τ诮邮盏降氖录杂幸欢ǔ潭鹊目刂疲驗(yàn)檫@些事件要依賴于向用戶顯示的窗口和控件，而窗口和控件是由程序員控制的。事件驅(qū)動(dòng)的GUI應(yīng)用程序是這種應(yīng)用程序的典 型例子，它們由命令和選擇（也就是用戶造成的事件）來(lái)驅(qū)動(dòng)。具體需要執(zhí)行的代碼取決于接收到的事件，或者它 相對(duì)于其他事件的抵達(dá)時(shí)間。“命令行實(shí)用程序”是這種傳統(tǒng)應(yīng)用程序的典型例子。 傳統(tǒng)應(yīng)用程序的控制流程基本是順序的：遵循事先設(shè)定的邏輯，從頭到尾地執(zhí)行。它要改變到新的狀態(tài)，依賴于轉(zhuǎn)換函數(shù)。包含一組狀態(tài)集（states）、一個(gè)起始狀態(tài)（start state）、一組輸入符號(hào)集（alphabet）、一個(gè)映射輸入符號(hào)和當(dāng)前狀態(tài)到下一狀態(tài)的轉(zhuǎn)換函數(shù)（transition function）的計(jì)算模型。這些節(jié)點(diǎn)中至少有一個(gè)必須是終態(tài)。每個(gè)事件都在屬于“當(dāng)前” 節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的控制范圍內(nèi)，其中函數(shù)的范圍是節(jié)點(diǎn)的一個(gè)子集。 VHDL語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)實(shí)體（Entity結(jié)構(gòu)體(Architecture) 包集合(Package)配(Configuration) 庫(kù)(Library)關(guān)于狀態(tài)機(jī)的一個(gè)極度確切的描述是它是一個(gè)有向圖形，由一組節(jié)點(diǎn)和一組相應(yīng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)組成。這些模塊可以預(yù)先設(shè)計(jì)或者使用以前設(shè)計(jì)中的存檔模塊, 將這些模塊存放在庫(kù)中 , 就可以在以后的設(shè)計(jì)中進(jìn)行復(fù)用。 　(5) VHDL 語(yǔ)言程序易于共享和復(fù)用 　VHDL 語(yǔ)言采用基于庫(kù) ( library) 的設(shè)計(jì)方法。這樣做的好處是可以使設(shè)計(jì)人員集中精力進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的優(yōu)化, 而不需要考慮其他的問(wèn)題。 　(3) VHDL 語(yǔ)言具有很強(qiáng)的移植能力 VHDL 語(yǔ)言很強(qiáng)的移植能力主要體現(xiàn)在: 對(duì)于同一個(gè)硬件電路的 VHDL 語(yǔ)言描述 , 它可以從一個(gè)模擬器移植到另一個(gè)模擬器上、從一個(gè)綜合器移植到另一個(gè)綜合器上或者從一個(gè)工作平臺(tái)移植到另一個(gè)工作平臺(tái)上去執(zhí)行。VHDL 語(yǔ)言的強(qiáng)大描述能力還體現(xiàn)在它具有豐富的數(shù)據(jù)類型。 　(2) VHDL 語(yǔ)言具有強(qiáng)大的硬件描述能力 VHDL 語(yǔ)言具有多層次的電路設(shè)計(jì)描述功能，既可描述系統(tǒng)級(jí)電路 , 也可以描述門級(jí)電路；描述方式既可以采用行為描述、寄存器傳輸描述或者結(jié)構(gòu)描述，也可以采用三者的混合描述方式。VHDL 語(yǔ)言設(shè)計(jì)方法靈活多樣 , 既支持自頂向下的設(shè)計(jì)方式, 也支持自底向上的設(shè)計(jì)方法。同時(shí), 它還具有多層次的電路設(shè)計(jì)描述功能。 VHDL語(yǔ)言的特點(diǎn)　VHDL 語(yǔ)言能夠成為標(biāo)準(zhǔn)化的硬件描述語(yǔ)言并獲得廣泛應(yīng)用 , 它自身必然具有很多其他硬件描述語(yǔ)言所不具備的優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，由于VHL和Verilog HDL是目前通用的設(shè)計(jì)語(yǔ)言，在設(shè)計(jì)大系統(tǒng)時(shí)，不夠方便直觀，所以需要進(jìn)一步完善。這種將設(shè)計(jì)實(shí)體分成內(nèi)外部分的概念是VHDL系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本點(diǎn)。VHDL的程序結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，或稱設(shè)計(jì)實(shí)體（可以是一個(gè)元件，一個(gè)電路模塊或一個(gè)系統(tǒng)）分成外部（或稱可視部分,及端口)和內(nèi)部（或稱不可視部分），既涉及實(shí)體的內(nèi)部功能和算法完成部分。 VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，行為，功能和接口。 VHDL語(yǔ)言及程序概述 VHDL 的英文全名是 VeryHighSpeed Integrated Circuit Hardware Description Language，誕生于 1982 年。這樣，同一片F(xiàn)PGA，不同的編程數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生不同的電路功能。FPGA的編程無(wú)須專用的FPGA編程器，只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。 加電時(shí)，F(xiàn)PGA芯片將EPROM中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程RAM中，配置完成后，F(xiàn)PGA進(jìn)入工作狀態(tài)。 　FPGA是由存放在片內(nèi)RAM中的程序來(lái)設(shè)置其工作狀態(tài)的，因此，工作時(shí)需要對(duì)片內(nèi)的RAM進(jìn)行編程。 　5) FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。 　3）FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I／O引腳。 FPGA的基本特點(diǎn)1）采用FPGA設(shè)計(jì)ASIC電路(特定用途集成電路)，用戶不需要投片生產(chǎn)，就能得到合用的芯片。一些FPGA可以讓設(shè)備的一部分重新編輯而其他部分繼續(xù)正常運(yùn)行。一個(gè)因此有關(guān)的重要區(qū)別是很多新的FPGA支持完全的或者部分的系統(tǒng)內(nèi)重新配置。而FPGA卻是有很多的連接單元，這樣雖然讓它可以更加靈活的編輯，但是結(jié)構(gòu)卻復(fù)雜的多。這個(gè)結(jié)構(gòu)由一個(gè)或者多個(gè)可編輯的結(jié)果之和的邏輯組列和一些相對(duì)少量的鎖定的寄存器。 CPLD和FPGA的主要區(qū)別是他們的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。CPLD和FPGA包括了一些相對(duì)大數(shù)量的可以編輯邏輯單元。另外一種方法是用CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件備）。廠商也可能會(huì)提供便宜的但是編輯能力差的FPGA。 　FPGA一般來(lái)說(shuō)比ASIC（專用集成芯片）的速度要慢，無(wú)法完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)，而且消耗更多的電能。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以根據(jù)需要通過(guò)可編輯的連接把FPGA內(nèi)部的邏輯塊連接起來(lái)，就好像一個(gè)電路試驗(yàn)板被放在了一個(gè)芯片里。這些可編輯元件可以被用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些基本的邏輯門電路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更復(fù)雜一些的組合功能比如解碼器或數(shù)學(xué)方程式。EDA教學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣是當(dāng)今世界的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)，EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子工業(yè)中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用極大地推動(dòng)了電子工業(yè)的發(fā)展。 EDA的應(yīng)用 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件和eda技術(shù)已廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)自動(dòng)化、智能儀表、圖像處理、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。（3）開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)代EDA工具普遍采用標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放性框架結(jié)構(gòu)，任何一個(gè)EDA系統(tǒng)只要建立了一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式框架結(jié)構(gòu)，就可以接納其他廠商的EDA工具儀器進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。采用HDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)是：語(yǔ)言的公開(kāi)性和利用性；設(shè)計(jì)與工藝的無(wú)關(guān)性；寬范圍的描述能力；便于組織大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；便于設(shè)計(jì)的復(fù)用，交流，保存和修改等。(2)采用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)采用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行電路與系統(tǒng)的描述是當(dāng)前EDA技術(shù)的另一個(gè)特征。例如在飛機(jī)制造過(guò)程中，從設(shè)計(jì)、性能測(cè)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)、軍事等各個(gè)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(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過(guò)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(gè)過(guò)程的計(jì)算機(jī)上自動(dòng)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(tái)上，用硬件描述語(yǔ)言HDL完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對(duì)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(guò)軟件編程而對(duì)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(guó)際上電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)較先進(jìn)的國(guó)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。 EDA概述EDA在通信行業(yè)（電信）里的另一個(gè)解釋是企業(yè)數(shù)據(jù)架構(gòu)，EDA給出了一個(gè)企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)架構(gòu)的總體視圖，并按照電信企業(yè)的特征，進(jìn)行了框架和層級(jí)的劃分。使用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)，在MAX +plusⅡ軟件上對(duì)程序進(jìn)行編譯、仿真?；贓DA技術(shù)開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)三層電梯自動(dòng)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。（3）也可以通過(guò)電梯網(wǎng)絡(luò)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)掃描每臺(tái)電梯內(nèi)各部件以發(fā)現(xiàn)事故隱患做到事先維修，減少停梯時(shí)間，提高企業(yè)的服務(wù)。電梯上網(wǎng)主要能實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）用網(wǎng)絡(luò)把所有電梯監(jiān)管起來(lái)，保證電梯安全運(yùn)行，確保乘客安全。電梯上網(wǎng)能確保為客戶提供更優(yōu)質(zhì)全程的服務(wù)。電梯控制系統(tǒng)如何與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合將是未來(lái)電梯設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)。 （6）電梯初始狀態(tài)為一層開(kāi)門狀態(tài)。當(dāng)電梯處于下降模式時(shí)則與上升模式相反。（2）設(shè)有電梯入口處位置指示裝置及電梯運(yùn)行模式(上升或下降)指示裝置。本著“一理通，百理明”的原則，本設(shè)計(jì)希望通過(guò)在簡(jiǎn)單的三層電梯控制設(shè)計(jì)之中如何解決升、降請(qǐng)求信號(hào)因電梯所處狀態(tài)而產(chǎn)生的沖突等問(wèn)題發(fā)散出去，由此及彼，對(duì)高層電梯控制的開(kāi)發(fā)作一個(gè)技術(shù)的鋪墊，對(duì)高層電梯設(shè)計(jì)者提供一個(gè)基礎(chǔ)。在客運(yùn)上，三層電梯雖然涉及樓層不高，應(yīng)用范圍不大，但就特殊而言，可以為一些上下樓層不方便的人們提供相當(dāng)?shù)膸椭?，照顧了這些特殊群體的感情。 設(shè)計(jì)目的三層電梯廣泛應(yīng)用在大型的貨運(yùn)之中。面對(duì)如此廣袤的電梯市場(chǎng)，所謂“科技就是第一生產(chǎn)力”，處于科技前沿的電子設(shè)計(jì)技術(shù)很自然地就與電梯控制設(shè)計(jì)一拍即合，給設(shè)計(jì)師們以巨大的設(shè)計(jì)空間。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品進(jìn)一步提高 ，加速了電子設(shè)計(jì)激素的普及進(jìn)程及技術(shù)革新。而電梯系統(tǒng)里控制這方面技術(shù)參數(shù)的是電梯控制系統(tǒng)。隨著電梯普及率的升溫，人們對(duì)電梯的要求也會(huì)越來(lái)越高。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，人均電梯擁有數(shù)量一般在每萬(wàn)人30臺(tái)以上，某些國(guó)家甚至達(dá)到每萬(wàn)人120臺(tái)以上，隨著城鎮(zhèn)化程度的加大，電梯市場(chǎng)會(huì)更加繁榮。而興建高層建筑是其中的有效措施之一?；贔PGA電梯控制器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄第1章　緒　論 1 問(wèn)題的提出 1 設(shè)計(jì)目的 1 電梯控制的未來(lái) 2第2章 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù) 3 EDA概述 3 3 EDA的特點(diǎn) 4 EDA的應(yīng)用 4 FPGA的簡(jiǎn)介及特點(diǎn) 5 VHDL語(yǔ)言及程序概述 6 VHDL語(yǔ)言的發(fā)展 7 VHDL語(yǔ)言的特點(diǎn) 7 VHDL語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu) 8 8第3章 設(shè)計(jì)功能與要求 11 11 11 11 12 電梯外部端口設(shè)計(jì) 14 15 15第4章 仿真結(jié)果與說(shuō)明 16第5章　結(jié)論與展望 21 結(jié)論 21 展望 21致 謝 22參考文獻(xiàn) 23附 錄 I附錄A 外文資料 I附錄B 程序清單 IX石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章　緒　論 問(wèn)題的提出當(dāng)今世界，部分地區(qū)人口高度密集，人和土地資源短缺的矛盾日趨激化。這就注定了必須合理地利用土地去解決人和土地的矛盾。因此，能使人們快速、便捷地到達(dá)目的樓層的電梯便應(yīng)運(yùn)而生了。中國(guó)的電梯市場(chǎng)增長(zhǎng)也很樂(lè)觀，目前，每年增長(zhǎng)率為15%－18%。如何更安全、更快捷地到達(dá)目的樓層，也就成了人們對(duì)電梯最為根本的要求。因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就成了在電梯設(shè)計(jì)領(lǐng)域里最為核心的技術(shù)。電子設(shè)計(jì)在日常生活和物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)都占到了舉足輕重的地位，這尤其體現(xiàn)在其對(duì)電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)上。因此，本設(shè)計(jì)就是希望在以開(kāi)發(fā)更安全、更快捷的三層電梯控制系統(tǒng)為前提下，結(jié)合電子設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)電梯控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。其使用便捷，貨運(yùn)周期短，效率高，成本低，對(duì)貨運(yùn)事業(yè)具有普相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，在某些層面上說(shuō)，三層電梯的設(shè)計(jì)也具有一定的社會(huì)價(jià)值。針對(duì)目前中小型電梯所能實(shí)現(xiàn)的功能，本控制設(shè)計(jì)擬實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）每層電梯入口處設(shè)有上下請(qǐng)求開(kāi)關(guān)，電梯內(nèi)設(shè)有顧客到達(dá)層次的停站請(qǐng)求開(kāi)關(guān)。（3）電梯到達(dá)有停站請(qǐng)求的樓層，開(kāi)門指示燈亮，開(kāi)門8秒后，電梯門關(guān)閉(開(kāi)門指示燈滅)，電梯繼續(xù)進(jìn)行，直至執(zhí)行完最后一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)后停留在當(dāng)前層。 （4）