eda課程設(shè)計(jì)--基于fpga的4層電梯控制

1、<p><b>　　數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目：基于FPGA的4層電梯控制</p><p><b>　　一、基本原理 </b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)4層樓的電梯控制器。該控制器可控制電梯完成4層樓的載客服而且遵循方向優(yōu)先原則，并能響應(yīng)提前關(guān)門延時(shí)關(guān)門；同時(shí)指示電梯運(yùn)行情況、電梯開(kāi)關(guān)

2、門狀態(tài)和電梯內(nèi)外請(qǐng)求信息。 </p><p>　　可選的電梯控制方式:1.內(nèi)部請(qǐng)求優(yōu)先控制方式2.單向?qū)訉油？刂品绞?.方向優(yōu)先控制方式 </p><p>　　1.內(nèi)部請(qǐng)求優(yōu)先控制方式方案 </p><p>　　內(nèi)部請(qǐng)求優(yōu)先控制方式類似于出租車的工作方式，先將車上的人送至目的地，再去載客。作為通用型電梯應(yīng)該服務(wù)于大多數(shù)人，必須考慮電梯對(duì)內(nèi)、外請(qǐng)求的響應(yīng)率P：Pin

3、= 100%;Pout = 0~100%;在內(nèi)部請(qǐng)求優(yōu)先控制方式中，當(dāng)電梯外部人的請(qǐng)求和電梯內(nèi)部人的請(qǐng)求沖突時(shí)，外部人的請(qǐng)求信號(hào)可能被長(zhǎng)時(shí)間忽略，因而它不能作為通用型電梯的設(shè)計(jì)方案。 </p><p>　　2.單向?qū)訉油？刂品绞椒桨?</p><p>　　單向?qū)訉油？刂品绞降韧诨疖嚨倪\(yùn)行方式，遇站即停止、開(kāi)門。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于“面面俱到”，可以保證所有人的請(qǐng)求都能得到響應(yīng)。然而這樣對(duì)電

4、梯的效率產(chǎn)生消極影響：不必要的等待消耗了大量時(shí)間，而且電梯的運(yùn)作與用戶的請(qǐng)求無(wú)關(guān)，當(dāng)無(wú)請(qǐng)求時(shí)電梯也照常跑空車，就浪費(fèi)了大量電能。對(duì)用戶而言，此種控制方式的請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間也不是很快。因而這不是理想的方案。 </p><p>　　3.方向優(yōu)先控制方式方案 </p><p>　　方向優(yōu)先控制是指電梯運(yùn)行到某一樓層時(shí)先考慮這一樓層是否有請(qǐng)求：有，則停止； 無(wú)，則繼續(xù)前進(jìn)。停下后再啟動(dòng)時(shí)，①考慮前方—

5、—上方、或下方是否有請(qǐng)求：有，則繼續(xù)前進(jìn)；無(wú)，則停止；②檢測(cè)后方是否有請(qǐng)求， 有請(qǐng)求則轉(zhuǎn)向運(yùn)行， 無(wú)請(qǐng)求則維持停止?fàn)顟B(tài)。這種運(yùn)作方式下，電梯對(duì)用戶的請(qǐng)求響應(yīng)率為100%，且響應(yīng)的時(shí)間較短。假設(shè)： 電梯每?jī)蓪娱g的運(yùn)行時(shí)間為ΔT ,樓層數(shù)為6, 在每層樓的停止時(shí)間為t, 如果每層樓都有請(qǐng)求,則這種控制方式的效率和上面的單向每層停等控制方式的效率一樣, 然而, 當(dāng)不是每層樓都有請(qǐng)求 (假定為只有第6層有請(qǐng)求輸入) 時(shí),上面的方式2(設(shè)為A方式

6、)的響應(yīng)時(shí)間T=5*(ΔT + t )而方向優(yōu)先控制方式(設(shè)為B方式)對(duì)同一請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間T1=5*ΔT即效率比ηb/ηa = 1 + t /ΔT方向優(yōu)先控制方式的效率遠(yuǎn)大于單向?qū)訉油５瓤刂品绞降男?。而且，方向?yōu)先控制方式下，電梯在維持停止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候可以進(jìn)入省電模式，又能節(jié)省大量電能，本設(shè)計(jì)選擇方向優(yōu)先控制方式。 </p><p><b>　　二、模塊設(shè)計(jì):</b></p>

7、<p>　　1.外部數(shù)據(jù)高速采集模塊設(shè)計(jì)2.信號(hào)存儲(chǔ)模塊3.基于FPGA的中央處理模塊4.信號(hào)的輸出、顯示模塊 </p><p>　　1.外部數(shù)據(jù)高速采集模塊設(shè)計(jì) </p><p>　　對(duì)外部信號(hào)采集、處理要求電梯控制器：（1）外部請(qǐng)求信號(hào)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集。（2）準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的捕捉樓層到達(dá)信號(hào)。（3）有效的防止樓層到達(dá)信號(hào)、外部請(qǐng)求信號(hào)的誤判。控制器采用FPGA作為系統(tǒng)控制的核心，

8、系統(tǒng)時(shí)鐘頻率是32.0000MHz，完全可以滿足實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的要求。由于電路中毛刺現(xiàn)象的存在，信號(hào)的純凈度降低，單個(gè)的毛刺往往被誤作為系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的觸發(fā)信號(hào)，嚴(yán)重影響電梯的正常工作?？梢圆捎枚啻螜z測(cè)的方法解決這個(gè)問(wèn)題，對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行多次采樣以保證信號(hào)的可信度。外部請(qǐng)求信號(hào)的輸入形式為按鍵輸入，到達(dá)樓層信號(hào)來(lái)自光敏傳感器，關(guān)門中斷信號(hào)及超載信號(hào)則產(chǎn)生于壓力傳感器。 鍵盤、光敏外部輸入接口電路未設(shè)計(jì)。 </p><p&g

9、t;<b>　　2.信號(hào)存儲(chǔ)模塊 </b></p><p>　　電梯控制器的請(qǐng)求輸入信號(hào)有10個(gè)（電梯外有3個(gè)上升請(qǐng)求和3個(gè)下降請(qǐng)求的用戶輸入斷口，電梯內(nèi)有4個(gè)請(qǐng)求用戶輸入斷口），由于系統(tǒng)對(duì)內(nèi)、外請(qǐng)求沒(méi)有設(shè)置優(yōu)先級(jí)，各樓層的內(nèi)、外請(qǐng)求信號(hào)被采集后可先進(jìn)行運(yùn)算，再存到存儲(chǔ)器內(nèi)。電梯運(yùn)行過(guò)程中，由于用戶的請(qǐng)求信號(hào)的輸入是離散的，而且系統(tǒng)對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)也是離散的，因此請(qǐng)求信號(hào)的存儲(chǔ)要求新的請(qǐng)求信號(hào)不

10、能覆蓋原來(lái)的請(qǐng)求信號(hào)，只有響應(yīng)動(dòng)作完成后才能清除存儲(chǔ)器內(nèi)對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求信號(hào)位。 </p><p>　　3.基于FPGA的中央處理模塊 </p><p>　　中央數(shù)據(jù)處理模塊是系統(tǒng)的核心，通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)（含請(qǐng)求、到達(dá)樓層等信號(hào)）進(jìn)行比較、判斷以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)的流轉(zhuǎn)。電梯工作過(guò)程中共有6種狀態(tài)：等待、上升、下降、開(kāi)門、關(guān)門、停止?fàn)顟B(tài)。一般情況下，電梯工作起始點(diǎn)是第一層，起始狀態(tài)是等待狀態(tài)，啟動(dòng)條件

11、是收到上升請(qǐng)求。本系統(tǒng)由請(qǐng)求信號(hào)啟動(dòng)，運(yùn)行中每檢測(cè)到一個(gè)到達(dá)樓層信號(hào)，就將信號(hào)存儲(chǔ)器的請(qǐng)求信號(hào)和樓層狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行比較，再參考原方向信號(hào)來(lái)決定是否停止，轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。</p><p>　　4.信號(hào)的輸出、顯示模塊 </p><p>　　本系統(tǒng)的輸出信號(hào)有兩種：一種是電機(jī)的升降控制信號(hào)（兩位）和開(kāi)門/關(guān)門控制信號(hào)；另一種是面向用戶的提示信號(hào)（含樓層顯示、方向顯示、已接受請(qǐng)求顯示等）。電機(jī)的控制信

12、號(hào)一般需要兩位，本系統(tǒng)中電機(jī)有3種工作狀態(tài)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)狀態(tài)。兩位控制信號(hào)作為一個(gè)三路開(kāi)關(guān)的選通信號(hào)，此三路開(kāi)關(guān)選用模擬電子開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)的顯示輸出包括數(shù)碼管樓層顯示、數(shù)碼管請(qǐng)求信號(hào)顯示和表征運(yùn)動(dòng)方向的箭頭形指示燈的開(kāi)關(guān)信號(hào)。完全可以滿足人們的需要，而且效率比較高。</p><p>　　由于本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)條件所限，很多輸入與輸出的功能無(wú)法在實(shí)驗(yàn)板上實(shí)現(xiàn)，所以本文僅以電梯控制器的主要模塊為對(duì)象。</p>

13、<p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程</b></p><p>　　1、掌握AltiumDesigner軟件基本使用方法和VHDL編程的初步知識(shí)</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)可以說(shuō)是從零開(kāi)始，第一天老師給我們介紹了設(shè)計(jì)軟件的基本使用方法和一個(gè)VHDL程序（60進(jìn)制計(jì)數(shù)器）。主要任務(wù)是掌握軟件的基本使用方法，包括項(xiàng)目的新建、編輯、編譯、仿真等，同時(shí)以60進(jìn)制

14、計(jì)數(shù)器為例介紹VHDL編程的基本模式。</p><p>　　由于軟件是全英文版，我第一天的時(shí)間都花在熟悉軟件功能上。通過(guò)多遍觀看老師的講解課件與重復(fù)操作，終于熟悉了軟件的使用方法，并將軟件的使用心得總結(jié)在一張紙上，從而完成了第一步——掌握軟件使用方法。意識(shí)到本次設(shè)計(jì)基于VHDL編程，我又在晚上花了點(diǎn)時(shí)間學(xué)習(xí)有關(guān)VHDL編程的初步知識(shí)。</p><p>　　第二天，老師布置了一個(gè)任務(wù)：將60

15、進(jìn)制計(jì)數(shù)器改編為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。通過(guò)一上午的努力我成功實(shí)現(xiàn)了24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，看到仿真波形的時(shí)候，感覺(jué)很好。</p><p>　　2、選則設(shè)計(jì)課題并初步構(gòu)思</p><p>　　到了第三天，同學(xué)們都基本熟悉了軟件和VHDL編程，許多同學(xué)躍躍欲試。老師給我們介紹了本次課程設(shè)計(jì)的幾個(gè)選題，其中要數(shù)“電梯控制設(shè)計(jì)”最難，并且目前的記錄是7層電梯?？紤]到時(shí)間很充裕，我決定挑戰(zhàn)一下自我，選定電梯作為自

16、己的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。第三天和第四天我和同樣選擇了電梯的吳文正同學(xué)討論電梯的實(shí)現(xiàn)方法。首先要明確電梯的功能，為此，我們專門到綜合樓親自乘坐電梯來(lái)明確電梯的功能；然后我們開(kāi)始投入到怎樣編寫程序中，但是感覺(jué)沒(méi)有頭緒，電梯的狀態(tài)實(shí)在太多。這幾天，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室到寢室的路上一直在討論著電梯。</p><p>　　第五天上午，我們請(qǐng)教了周老師。周老師給我們的建議是先不要急著編程，而是將精力放在分析電梯的狀態(tài)。</p>

17、<p>　　3、電梯主控模塊的VHDL實(shí)現(xiàn)</p><p>　　第六天晚上，通過(guò)前一階段的思考和查閱資料，我開(kāi)始著手編寫電梯主控程序。經(jīng)過(guò)一個(gè)晚上的努力，我完成了VHDL編程，這時(shí)候我的感覺(jué)是電梯沒(méi)有想象中的難。</p><p>　　4、電梯主控模塊程序的仿真與排錯(cuò)</p><p>　　同所有編程過(guò)程一樣，難的不是寫代碼而是Ｄｅｂｕｇ。將程序仿真以后，我才

18、發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤不斷，接下來(lái)幾天我基本在不停的仿真與排錯(cuò)。到了星期四，除電梯外其他項(xiàng)目的同學(xué)都已經(jīng)驗(yàn)收，而我的電梯還停留在主控模塊。期間想過(guò)換項(xiàng)目，但已經(jīng)走到這一步了，想放棄都難，于是硬著頭皮往下走。</p><p>　　5、原理圖和下板檢測(cè)</p><p>　　又是對(duì)著電腦屏幕的一天，我完成了輸入、輸出和主控模塊的連接，即完成了原理圖，并下板測(cè)試。結(jié)果還是有問(wèn)題，且問(wèn)題出在主控模塊里面。在驗(yàn)收截

19、止日期前幾個(gè)小時(shí)，我終于獲得了重大突破，解決了一系列的問(wèn)題，4層電梯已經(jīng)可以“動(dòng)”起來(lái)。</p><p>　　電梯控制器的vhdl程序：</p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_arith.all;&

20、lt;/p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　ENTITY DT IS</p><p>　　PORT(CLK,R:IN STD_LOGIC;</p><p>　　ILCDN,ILCUP,ILCNB: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--各樓層按鈕<

21、;/p><p>　　OLCDN,OLCUP,OLCNB: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--各樓上、下請(qǐng)求按鈕和電梯內(nèi)樓層按鈕顯示</p><p>　　ODNUP:OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--上下運(yùn)行狀態(tài)顯示</p><p>　　OLC:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNT

22、O 0);--電梯當(dāng)前樓層</p><p>　　ODOOR:OUT STD_LOGIC);--門狀態(tài)顯示</p><p><b>　　END DT;</b></p><p>　　ARCHITECTURE JGT OF DT IS</p><p>　　TYPE STATE_TYPE IS(STOPON1,DOOROPEN

23、,DOORCLOSE,WAIT1,WAIT2,WAIT3,WAIT4,UP,DOWN,STOP);</p><p>　　SIGNAL STATE:STATE_TYPE;</p><p>　　SIGNAL DOOR:STD_LOGIC;</p><p>　　SIGNAL POSITION :INTEGER RANGE 1 TO 4;</p><p&

24、gt;　　SIGNAL DNUP : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);</p><p>　　SIGNAL LC: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　SIGNAL LCDN,LCUP,LCNB: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);</p><p><b>　　BE

25、GIN</b></p><p>　　PROCESS(LC,DNUP,DOOR,LCNB,LCDN,LCUP)--輸出</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p><b>　　OLC<=LC;</b></p><p>　　ODNUP<=DNUP;</p

26、><p>　　OLCDN<=LCDN;</p><p>　　OLCNB<=LCNB;</p><p>　　OLCUP<=LCUP;</p><p>　　ODOOR<=DOOR;</p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　PROCESS(R,CLK)--

27、主</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　IF R='1' THEN</p><p>　　STATE<=STOPON1;</p><p>　　DOOR<='0';</p><p>　　DNUP<="01&qu

28、ot;;</p><p>　　LC<="0001";</p><p>　　POSITION<=1;</p><p>　　LCDN<="00000000"; LCUP<="00000000"; LCNB<="00000000";</p><

29、p>　　ELSIF CLK='1' AND CLK 'EVENT THEN</p><p>　　CASE STATE IS</p><p>　　WHEN STOPON1=>DOOR<='0'; --1 樓停，門開(kāi)（燈亮）</p><p>　　POSITION<=1;</p><p&

30、gt;　　STATE<=WAIT1;</p><p>　　WHEN WAIT1=>STATE<=WAIT2; --停</p><p>　　WHEN WAIT2=></p><p>　　IF ILCNB(1)='1' THEN LCNB(1)<='1';END IF;--輸入讀入</p>&

31、lt;p>　　IF ILCNB(2)='1' THEN LCNB(2)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCNB(3)='1' THEN LCNB(3)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCNB(4)='1' THEN LCNB(4)<=

32、9;1';END IF;</p><p>　　IF ILCUP(0)='1' THEN LCUP(0)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCUP(1)='1' THEN LCUP(1)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCUP(2)=

33、9;1' THEN LCUP(2)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCDN(1)='1' THEN LCDN(1)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCDN(2)='1' THEN LCDN(2)<='1';END IF;</p>

34、;<p>　　IF ILCDN(3)='1' THEN LCDN(3)<='1';END IF;</p><p>　　STATE<=WAIT3;</p><p>　　WHEN WAIT3=>STATE<=WAIT4;</p><p>　　WHEN WAIT4=>STATE<=DOORC

35、LOSE;--門關(guān)狀態(tài)</p><p>　　WHEN DOORCLOSE=>DOOR<='0';--門燈滅</p><p><b>　　--門關(guān)時(shí)上升狀態(tài)</b></p><p>　　IF DNUP="01" THEN</p><p>　　IF POSITION=4 THE

36、N --電梯在四樓</p><p>　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;--無(wú)請(qǐng)求</p><p>　　ELSIF

37、 LCNB(4)='1'OR LCDN(3)='1' THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=STOP;</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　DNUP<="10";STATE<=DOWN; --

38、有請(qǐng)求，轉(zhuǎn)下降狀態(tài)</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　ELSIF POSITION=3 THEN --電梯在三樓</p><p>　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000"

39、; THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP; --無(wú)請(qǐng)求,UP</p><p>　　ELSIF LCNB(3)='1' OR LCUP(2)='1' THEN --3樓請(qǐng)求上升</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STO

40、P;</p><p>　　ELSIF LCNB(4)='1' OR LCDN(3)='1' THEN --4樓請(qǐng)求下降</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP;</p><p>　　ELSIF LCNB(3)='1' OR LCDN(2)='1' T

41、HEN --3樓請(qǐng)求下降</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=STOP;</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　DNUP<="10";STATE<=DOWN; --3\4樓無(wú)請(qǐng)求，1\2樓下降請(qǐng)求，轉(zhuǎn)下降狀態(tài)</p>&

42、lt;p><b>　　END IF;</b></p><p>　　ELSIF POSITION=2 THEN --電梯在二樓</p><p>　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN</p><

43、p>　　DNUP<="01";STATE<=UP;--無(wú)請(qǐng)求，上升狀態(tài)</p><p>　　ELSIF LCUP(1)='1' OR LCNB(2)='1' THEN--2樓請(qǐng)求上</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STOP;</p><p>

44、　　ELSIF LCUP(2)='1' OR LCUP(3)='1' OR LCNB(3)='1' OR LCNB(4)='1' THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP; --3\4樓有請(qǐng)求，上升狀態(tài)</p><p>　　ELSIF LCDN(1)='1&

45、#39; THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=STOP;--2樓請(qǐng)求下降，停</p><p>　　ELSIF LCUP(0)='1' OR LCNB(1)='1' THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;-

46、-1樓請(qǐng)求，轉(zhuǎn)DOWN</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　ELSIF POSITION=1 THEN --電梯在一樓</p><p>　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000"

47、; THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP;--無(wú)請(qǐng)求</p><p>　　ELSIF LCUP(0)='1' OR LCNB(1)='1' THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STOP;--1樓請(qǐng)求</

48、p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p>

49、<b>　　END IF;</b></p><p><b>　　--門關(guān)時(shí)下降狀態(tài)</b></p><p>　　IF DNUP="10" THEN</p><p>　　IF POSITION=1 THEN --電梯在一樓</p><p>　　IF LCDN="000

50、00000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP;--無(wú)請(qǐng)求</p><p>　　ELSIF LCUP(0)='1' OR LCNB(1)='1' THEN--1樓請(qǐng)

51、求</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STOP;</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP; --有請(qǐng)求，轉(zhuǎn)上升</p><p><b>　　END IF;&l

52、t;/b></p><p>　　ELSIF POSITION=2 THEN --電梯在二樓</p><p>　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN</p><p>　　DNUP<="10&quo

53、t;;STATE<=DOWN; --無(wú)請(qǐng)求，門關(guān)，DOWN</p><p>　　ELSIF LCDN(1)='1' OR LCNB(2)='1' THEN --2樓請(qǐng)求</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=STOP; --STOP</p><p>　　ELSIF LCUP(0

54、)='1' OR LCNB(1)='1' THEN --1樓請(qǐng)求上</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP; --

55、1樓無(wú)請(qǐng)求，轉(zhuǎn)上升狀態(tài)</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　ELSIF POSITION=3 THEN --電梯在三樓</p><p>　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000&qu

56、ot; THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=DOWN; --無(wú)請(qǐng)求，門關(guān)，DOWN</p><p>　　ELSIF LCDN(2)='1' OR LCNB(2)='1' THEN --3樓請(qǐng)求下</p><p>　　DNUP<="10";STATE

57、<=STOP;</p><p>　　ELSIF LCDN(1)='1' OR LCUP(0)='1' OR LCNB(2)='1' OR LCNB(1)='1' THEN --1\2樓請(qǐng)求</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;</p><p

58、>　　ELSIF LCUP(2)='1' THEN --3樓請(qǐng)求上</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STOP;</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　DNUP<="01";STATE<=UP;</p

59、><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　ELSIF POSITION=4 THEN</p><p>　　IF LCDN="00000000"AND LCUP="00000000"AND LCNB="00000000" THEN</p><p&g

60、t;　　DNUP<="10";STATE<=DOWN; --無(wú)請(qǐng)求，門關(guān)，DOWN</p><p>　　ELSIF LCDN(3)='1' OR LCNB(3)='1' THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=STOP;--4樓請(qǐng)求</p><p&g

61、t;<b>　　ELSE</b></p><p>　　DNUP<="10";STATE<=DOWN;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　E

62、ND IF;</b></p><p><b>　　--上升運(yùn)行狀態(tài)</b></p><p><b>　　WHEN UP=></b></p><p>　　IF ILCNB(1)='1' THEN LCNB(1)<='1';END IF;--輸入讀入</p>

63、<p>　　IF ILCNB(2)='1' THEN LCNB(2)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCNB(3)='1' THEN LCNB(3)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCNB(4)='1' THEN LCNB(4)<=&

64、#39;1';END IF;</p><p>　　IF ILCUP(0)='1' THEN LCUP(0)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCUP(1)='1' THEN LCUP(1)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCUP(2)=&

65、#39;1' THEN LCUP(2)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCDN(1)='1' THEN LCDN(1)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCDN(2)='1' THEN LCDN(2)<='1';END IF;</p&

66、gt;<p>　　IF ILCDN(3)='1' THEN LCDN(3)<='1';END IF;</p><p>　　IF POSITION=4 AND (LCNB(4)='1'OR LCDN(3)='1') THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<

67、;=STOP;--4樓（頂樓）有下降請(qǐng)求，保持狀態(tài)</p><p>　　ELSIF POSITION=4 AND (LCNB(4)='0'OR LCDN(3)='0') THEN</p><p>　　DNUP<="10";POSITION<=POSITION-1;LC<=LC-'1';STATE<=

68、DOWN;</p><p>　　ELSIF POSITION=3 AND (LCNB(3)='1'OR LCUP(2)='1') THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STOP;</p><p>　　ELSIF POSITION=3 AND (LCNB(3)='0&#

69、39;OR LCUP(2)='0') THEN</p><p>　　DNUP<="01";POSITION<=POSITION+1;LC<=LC+'1';STATE<=UP;</p><p>　　ELSIF POSITION=2 AND (LCNB(2)='1'OR LCUP(1)='1&#

70、39;) THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STOP;</p><p>　　ELSIF POSITION=2 AND (LCNB(2)='0'OR LCUP(1)='0') THEN</p><p>　　DNUP<="01";POSITION&l

71、t;=POSITION+1;LC<=LC+'1';STATE<=UP;</p><p>　　ELSIF POSITION=1 AND (LCNB(1)='1'OR LCUP(0)='1') THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STOP;</p><p

72、>　　ELSIF POSITION=1 AND (LCNB(1)='0'OR LCUP(0)='0') THEN</p><p>　　DNUP<="01";POSITION<=POSITION+1;LC<=LC+'1';STATE<=UP;</p><p><b>　　END IF;

73、</b></p><p><b>　　--下降運(yùn)行狀態(tài)</b></p><p>　　WHEN DOWN=></p><p>　　IF ILCNB(1)='1' THEN LCNB(1)<='1';END IF;--輸入讀入</p><p>　　IF ILCNB(2)

74、='1' THEN LCNB(2)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCNB(3)='1' THEN LCNB(3)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCNB(4)='1' THEN LCNB(4)<='1';END IF;</

75、p><p>　　IF ILCUP(0)='1' THEN LCUP(0)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCUP(1)='1' THEN LCUP(1)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCUP(2)='1' THEN LCUP(2)

76、<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCDN(1)='1' THEN LCDN(1)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCDN(2)='1' THEN LCDN(2)<='1';END IF;</p><p>　　IF ILCD

77、N(3)='1' THEN LCDN(3)<='1';END IF;</p><p>　　IF POSITION=1 AND (LCNB(1)='1'OR LCUP(0)='1') THEN</p><p>　　DNUP<="01";STATE<=STOP;--底樓有請(qǐng)求，STOP<

78、/p><p>　　ELSIF POSITION=1 AND (LCNB(1)='0'OR LCUP(0)='0') THEN</p><p>　　DNUP<="01";POSITION<=POSITION+1;LC<=LC+'1';STATE<=UP;</p><p>　　ELS

79、IF POSITION=2 AND (LCNB(2)='1'OR LCDN(1)='1') THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=STOP;</p><p>　　ELSIF POSITION=2 AND (LCNB(2)='0'OR LCDN(1)='0') THEN

80、</p><p>　　DNUP<="10";POSITION<=POSITION-1;LC<=LC-'1';STATE<=DOWN;</p><p>　　ELSIF POSITION=3 AND (LCNB(3)='1'OR LCDN(2)='1') THEN</p><p>

81、;　　DNUP<="10";STATE<=STOP;</p><p>　　ELSIF POSITION=3 AND (LCNB(3)='0'OR LCDN(2)='0') THEN</p><p>　　DNUP<="10";POSITION<=POSITION-1;LC<=LC-'

82、1';STATE<=DOWN;</p><p>　　ELSIF POSITION=4 AND (LCNB(4)='1'OR LCDN(3)='1') THEN</p><p>　　DNUP<="10";STATE<=STOP;</p><p>　　ELSIF POSITION=4 AND

83、(LCNB(4)='0'OR LCDN(3)='0') THEN</p><p>　　DNUP<="10";POSITION<=POSITION-1;LC<=LC-'1';STATE<=DOWN;</p><p><b>　　END IF;</b></p><

84、;p>　　WHEN STOP=>STATE<=DOOROPEN;--停止?fàn)顟B(tài)門開(kāi)</p><p>　　WHEN DOOROPEN=>DOOR<='1';</p><p>　　LCNB(POSITION)<='0';LCDN(POSITION-1)<='0';LCUP(POSITION-1)<=&

85、#39;0';</p><p>　　STATE<=WAIT1; --轉(zhuǎn)門等待狀態(tài)</p><p>　　WHEN OTHERS=>STATE<=STOPON1;</p><p><b>　　END CASE;</b></p><p><b>　　END IF;</b><

86、/p><p>　　END PROCESS;</p><p><b>　　END JGT;</b></p><p><b>　　仿真波形圖</b></p><p><b>　　管腳芯片圖</b></p><p>　　鍵盤轉(zhuǎn)按鍵模塊的vhdl程序</p&g

87、t;<p>　　LIBRARY IEEE;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p><p>　　entity PADT

88、OKEY is</p><p><b>　　port (</b></p><p>　　CPIN,R,VALIDKEY :IN STD_LOGIC;</p><p>　　KEY :IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　KEYOUT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(

89、15 DOWNTO 0);</p><p>　　CLK_1MHZ,RST: OUT STD_LOGIC</p><p><b>　　);</b></p><p>　　end entity ;</p><p>　　architecture JGT of PADTOKEY is</p><p>　　S

90、IGNAL CTCP: INTEGER RANGE 0 TO 5;</p><p>　　SIGNAL CPO :STD_LOGIC;</p><p>　　SIGNAL CTCPO :INTEGER RANGE 0 TO 4999;</p><p>　　TYPE STATES IS (S0,S1,S2);</p><p>　　SIGNAL S

91、: STATES;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　PROCESS(CPIN)</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　IF CPIN='1' AND CPIN 'EVENT THEN</p>&l

92、t;p>　　IF CTCP=5 THEN</p><p>　　CPO <= NOT CPO; CTCP<=0;</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　CTCP<=CTCP+1;</p><p><b>　　END IF;</b></p>

93、<p><b>　　END IF;</b></p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　PROCESS(CPO,R)</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　CLK_1MHZ<=CPO;</p><p>　

94、　IF R='1' THEN</p><p>　　RST<='0';S<=S0;CTCPO<=0; KEYOUT<="0000000000000000";</p><p>　　ELSIF CPO='1' AND CPO 'EVENT THEN</p><p>　　IF

95、 CTCPO /= 4999 THEN</p><p>　　CTCPO<=CTCPO+1;</p><p><b>　　ELSE</b></p><p><b>　　CTCPO<=0;</b></p><p><b>　　CASE S IS</b></p>

96、;<p>　　WHEN S0 =>RST<='0';</p><p>　　IF VALIDKEY='1' THEN</p><p><b>　　S<=S1;</b></p><p>　　CASE KEY IS</p><p>　　WHEN "000

97、0"=>KEYOUT<="0000000000000001";</p><p>　　WHEN "0001"=>KEYOUT<="0000000000000010";</p><p>　　WHEN "0010"=>KEYOUT<="0000000000000

98、100";</p><p>　　WHEN "0011"=>KEYOUT<="0000000000001000";</p><p>　　WHEN "0100"=>KEYOUT<="0000000000010000";</p><p>　　WHEN &quo

99、t;0101"=>KEYOUT<="0000000000100000";</p><p>　　WHEN "0110"=>KEYOUT<="0000000001000000";</p><p>　　WHEN "0111"=>KEYOUT<="00000000

100、10000000";</p><p>　　WHEN "1000"=>KEYOUT<="0000000100000000";</p><p>　　WHEN "1001"=>KEYOUT<="0000001000000000";</p><p>　　WHEN

101、 "1010"=>KEYOUT<="0000010000000000";</p><p>　　WHEN "1011"=>KEYOUT<="0000100000000000";</p><p>　　WHEN "1100"=>KEYOUT<="000

102、1000000000000";</p><p>　　WHEN "1101"=>KEYOUT<="0010000000000000";</p><p>　　WHEN "1110"=>KEYOUT<="0100000000000000";</p><p>　

103、　WHEN "1111"=>KEYOUT<="1000000000000000";</p><p>　　WHEN OTHERS=>NULL;</p><p><b>　　END CASE;</b></p><p><b>　　ELSE</b></p>

104、<p>　　S<=S0;KEYOUT<="0000000000000000";</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　WHEN S1=>RST<='1';S<=S2;</p><p>　　WHEN S2=>RST<='

105、;0';S<=S0;</p><p>　　WHEN OTHERS=> NULL;</p><p><b>　　END CASE;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p>

106、;<p>　　END PROCESS;</p><p>　　end architecture JGT;</p><p><b>　　管腳芯片圖</b></p><p><b>　　LCD顯示模塊</b></p><p>　　--File name DIANTILCD</p>

107、<p>　　-- 目的：在LCD上按格式顯示電梯各樓層按鍵(8層)、當(dāng)前樓層、運(yùn)行方向、開(kāi)關(guān)門狀態(tài)</p><p>　　--輸入：LCDN、LCUP、LCNB:分別為樓層外部下、上以及梯內(nèi)按鍵，每項(xiàng)8位，對(duì)應(yīng)8層，每位為1表示</p><p>　　-- 對(duì)應(yīng)按鍵被按下。其最低位顯示在LCD左邊</p><p>　　--R:復(fù)位；DOOR:1/

108、0：開(kāi)/關(guān)門 DNUP:運(yùn)行方向指示，10/01/00:下/上/停止</p><p>　　--提示：可將兩位BCD碼用總線合并的形式連入</p><p>　　--注意：每個(gè)總線形式的輸入均為L(zhǎng)OGIC_VECTOR形式，因此，相應(yīng)電路的輸出要定義為L(zhǎng)OGIC</p><p>　　--VECTOR 形式，整型形式不能使用。</p><p>　

109、　--CPIN 時(shí)鐘脈沖輸入 按10MHz設(shè)計(jì) ;復(fù)位R</p><p>　　LIBRARY IEEE;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　entity DTLCD is</p>

110、<p>　　port (CPIN,R,BUSY,DOOR :IN STD_LOGIC;</p><p>　　LCDN,LCUP,LCNB :IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);</p><p>　　LC : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　DNUP:IN STD_LOGI

111、C_VECTOR(1 DOWNTO 0);</p><p>　　CLK,RST,STROBE,OUTLINE : OUT STD_LOGIC;</p><p>　　DATA : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);</p><p>　　ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)</p>

112、<p><b>　　);</b></p><p>　　end entity ;</p><p>　　architecture JGT of DTLCD is</p><p>　　function to_uint (a: std_Logic_vector) return integer is</p><p>　　

113、alias av: std_logic_vector (1 to a'length) is a;</p><p>　　variable val: integer := 0;</p><p>　　variable b: integer := 1;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　

114、for i in a'length downto 1 loop</p><p>　　if (av(i) = '1') then -- if LSB is '1',</p><p>　　val := val + b; -- add value for current bit position</p><p><b>　

115、　end if;</b></p><p>　　b := b * 2; -- Shift left 1 bit</p><p><b>　　end loop;</b></p><p>　　return val;</p><p>　　end to_uint;</p><p>　　-----

116、---------------------------------------------------</p><p>　　-- Convert an integer to a std_ulogic_vector</p><p><b>　　--</b></p><p>　　function to_vector (size: integer;

117、val: integer) return std_logic_vector is</p><p>　　variable vec: std_logic_vector (1 to size);</p><p>　　variable a: integer;</p><p><b>　　begin</b></p><p><

118、;b>　　a := val;</b></p><p>　　for i in size downto 1 loop</p><p>　　if ((a mod 2) = 1) then</p><p>　　vec(i) := '1';</p><p><b>　　else</b></p

119、><p>　　vec(i) := '0';</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　a := a / 2;</p><p><b>　　end loop;</b></p><p>　　return vec;</p>&

120、lt;p>　　end to_vector;</p><p>　　TYPE STATES IS (S0,S1,S2);</p><p>　　SIGNAL S: STATES;</p><p>　　SIGNAL LCDPT : INTEGER RANGE 0 TO 28;</p><p>　　SIGNAL CPCT : INTEGER R

121、ANGE 0 TO 65535;</p><p>　　SIGNAL CP: STD_LOGIC;</p><p>　　--SIGNAL ASCEW,ASCSN : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　PROCESS(CPIN,R)

122、</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　CLK<=CPIN;</p><p>　　IF R='1' THEN</p><p>　　CPCT<=65535;</p><p>　　ELSIF CPIN='1' AND CPIN

123、'EVENT THEN</p><p>　　IF CPCT=0 THEN</p><p>　　CPCT<=65535;CP<=NOT CP;</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　CPCT<=CPCT-1;</p><p><b>　

124、　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　END PROCESS; --分頻為500US周期</p><p>　　--主進(jìn)程：擬采用500us時(shí)鐘，即在500us后完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換，修改LCDPT指針</p><p>　　--S0:初始狀態(tài),在R=1時(shí)，處

125、于S0狀態(tài),LCDPT=0</p><p>　　-- 流程： 輸出rst=1, 轉(zhuǎn)S1</p><p>　　--S1:輸出RST=0;判斷BUSY=0? :Y: LCDPT+1;LCDPT到固定最后？::N: ->S2</p><p>　　-- ::Y: 轉(zhuǎn)S3</p

126、><p>　　-- ;N; NULL</p><p>　　--S2:給出STROBE信號(hào)。轉(zhuǎn)S1</p><p>　　--S1,S2完成初始化固定顯示的功能</p><p>　　PROCESS(CP,R)</p><p><b>　　BEGIN</b>

127、</p><p>　　IF R='1' THEN</p><p>　　S<=S0;LCDPT<=0;RST<='1';</p><p>　　ELSIF CP='1' AND CP 'EVENT THEN</p><p><b>　　CASE S IS</

128、b></p><p>　　WHEN S0=> S<=S1;LCDPT<=0;RST<='1';</p><p>　　WHEN S1=> RST<='0';STROBE<='0';</p><p>　　IF BUSY='0' THEN</p>

129、<p>　　IF LCDPT=28 THEN</p><p><b>　　LCDPT<=1;</b></p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　LCDPT<=LCDPT+1;</p><p><b>　　END IF;</b><

130、;/p><p><b>　　S<=S2;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　WHEN S2=> S<=S1;STROBE<='1';</p><p>　　--S1~S完成掃描顯示功能</p><p&

131、gt;　　--S3:BUSY=0? :Y: LCDPT循環(huán)+1 ，轉(zhuǎn)S4</p><p>　　--S4:給出STROBE信號(hào)，轉(zhuǎn)S3</p><p>　　WHEN OTHERS=> NULL;</p><p><b>　　END CASE;</b></p><p><b>　　END IF;</b&

132、gt;</p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　--選擇輸出進(jìn)程(LCDPT)</p><p>　　--LCDPT=0,NULL</p><p>　　-- =1~8 顯示 樓層上行按鍵 1/0: A/空: 9~16：梯內(nèi)按鍵1/0:O/空</p><p>　　--17~24:顯示樓層下

133、行按鍵：1/0:V /空 ；25~28：開(kāi)關(guān)門顯示</p><p>　　--29:樓層 30: 運(yùn)行方向 10/01/00: V/A/空</p><p>　　PROCESS(LCDPT)</p><p>　　VARIABLE N: INTEGER RANGE 0 TO 31;</p><p>　　VARIABLE NADD: STD_L

134、OGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　IF NOT(LCDPT=0) THEN</p><p>　　IF LCDPT<9 THEN --上行鍵顯示區(qū)</p><p>　　N:=LCDPT-1;</p&g

135、t;<p>　　NADD:=TO_VECTOR(4,N);</p><p>　　IF LCUP(N)='1' THEN</p><p>　　DATA<=X"41"; --A</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　DATA<=X&qu

136、ot;20";--空格</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　ADDR<=NADD;OUTLINE<='0';--根據(jù)LCUP對(duì)應(yīng)位的1/0顯示A或空格</p><p>　　ELSIF LCDPT<17 THEN --梯內(nèi)鍵顯示區(qū)</p><p&

137、gt;　　N:=LCDPT-1;</p><p>　　NADD:=TO_VECTOR(4,N);</p><p>　　N:=N-8; --N為8~15,變換為0~7</p><p>　　IF LCNB(N)='1' THEN</p><p>　　DATA<=X"4F"; --

138、O</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　DATA<=X"20";--空格</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　ADDR<=NADD;OUTLINE<='0';--根據(jù)LCNB對(duì)應(yīng)位