毕业论文-基于eda技术的电梯控制器实现与仿真—六层电梯控制器的设计

毕业论文-基于eda技术的电梯控制器实现与仿真—六层电梯控制器的设计内容摘要：

在楼层时的操作情况作出了描述，例如：开门、关门延时、超载报警、故障报警以及电梯内的请求信号处理，具体说明给出如下： process(clk) begin if clk39。 event and clk=39。 139。 then if clr=39。 139。 then q1=0。 q2=0。 wahaha=39。 039。 清除故障报警 elsif full=39。 139。 then alarm=39。 139。 q1=0。 超载报警 if q1=3 then door=10。 else door=00。 end if。 elsif q=1 then q=0。 alarm=39。 039。 if q2=3 then wahaha=39。 139。 故障报警 else if opendoor=39。 139。 then door=10。 q1=0。 q2=0。 up=39。 039。 down=39。 039。 开门操作 elsif en_up=39。 139。 then 上升预操作 if deng=39。 139。 then door=10。 q1=0。 q2=q2+1。 关门中断 elsif quick=39。 139。 then q1=3。 提前关门 elsif q1=6 then door=00。 updown=39。 139。 up=39。 139。 关门完毕，电梯进入上升状态 elsif q1=3 then door=01。 q1=q1+1。 电梯进入关门状态 else q1=q1+1。 door=00。 电梯进入等待状态 end if。 elsif en_dw=39。 139。 then 下降预操作 if deng=39。 139。 then door=10。 q1=0。 q2=q2+1。 elsif quick=39。 139。 then q1=3。 elsif q1=6 then door=00。 updown=39。 039。 down=39。 139。 elsif q1=3 then door=01。 q1=q1+1。 else q1=q1+1。 door=00。 end if。 end if。 else q=1。 alarm=39。 039。 清除超载报警 if d1=39。 139。 then d11=d1。 对电梯内人请求信号进行检测和寄存 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。 对电梯外人上升请求信号进行检测和寄存 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。 end if。 if c_d2=39。 139。 then c_d22=c_d2。 对电梯外人下降请求信号进行检测和寄存 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。 电梯内人请求信号并置 cc_u=39。 039。 amp。 c_u55amp。 c_u44amp。 c_u33amp。 c_u22amp。 c_u11。 电梯外人上升请求信号并置 cc_d=c_d66amp。 c_d55amp。 c_d44amp。 c_d33amp。 c_d22amp。 39。 039。 电梯外人下降请求信号并置 dd_cc=dd or cc_u or cc_d。 电梯内、外人请求信号进行综合 end if。 ud=updown。 电梯运动状态显示 led_d=dd。 电梯内人请求信号显示 led_c_u=cc_u。 电梯外人上升请求信号显示 led_c_d=cc_d。 电梯外人下降请求信号显示 end if。 程序调试 （ 1）建立好工作目录，以便设计工程项目的存储，打开 QuartusII 软件，其初始界面如图 8 所示。 （ 2）在工具栏中选择“新建”按钮。 选择“ VHDL File”，如图 9 所示。 （ 3） 在文本输入界面内进行程序输入，如图 10所示。 （ 4） 输入完毕后，需要对程序进行保存。 注意文件名和实体定义名必须保持一致，即 dianti，文件后缀名为 vhd。 （ 5） 保存以后，对程序进行编译。 在编译前，需要把文件设置为顶层文件或工程文件 Project。 选择菜单“ Project”中的“ Set as TopLevel Entity”。 （ 6） 在“ QuartusII”里选择“ Processing”下拉菜单中的“ Start Compilation”， 此时， QuartusII 软件会对程序进行纠错等处理。 当程序被确认无误后会出现如下界面，如图 11所示。 编译完成，程序调试结束。 四 程序仿真 建立波形输入 （ 1）编译完成后，新建波形编辑器进行设计仿真。 选择菜单“ File” 中的“ New”项，在 New 窗口中选择“ Vector Waveform File”，单击 OK 按钮，即出现空白的波形编译器（图 12）。 （ 2）设置仿真时间区域，在“ Edit”菜单中选择“ End Time”项，在弹出窗口中设置，设置完后对文件进行保存。 同样使用文件名 dianti，后缀名则改为 vwf。 （ 3）将工程 dianti 的端口信号名选入波形编辑器中。 方法是在编辑器左边 Name下的空白处右击选择“ Insert Node Or Bus”项，弹出对话框如图 13 所示，在Node Filter 框中选“ Pins： all”，单击 List 按钮，下方的 Nodes Found 窗口中出现设计工程的所 有端口引脚名。 （ 5）创立输入波形。 从图 13 左边框中往右边框加入需要的信号节点，就可对输入信号逐一赋值，便可对程序进行仿真，观察输出信号，得出结论。 如对时钟信赋于周期如下图 14 所示。 设置好的输入波形如图 15 所示。 电梯功能的实现与仿真 仿真步骤 （ 1）仿真器参数设置。 选择菜单“ Assignment”中的“ Settings”，在“ Settings”窗口下选择“ Category”下的“ Simulator”，右侧设置如下图 16 所示。 （ 2）启动仿真器。 现在所有设置进行完毕，在菜单 Processing 项下选择 Start Simulation，直到出现 Simulation was successful，仿真结束。 仿真结果如下图 17 和图 18。 电梯功能实现与仿真结果分析 以下将以“电梯停在一楼时，接受到请求信号 c_d c_d c_u4 和 d6”为例，分析操作这些请求信号完成的过程，并在电梯运行到四楼时对超载报警、提前关门、延时关门、故障报警进行仿真分析。 图 17 电梯控制程序仿真图 图 18电梯控制程序仿真局部放大图 1 从上面两个仿真图可以看出： 1. 电梯停在一楼时 ，接受到请求信号 c_d c_d c_u4 和 d6，并把请求信号写入相应的寄存器。 led 显示电梯所在楼层； led_d、 ledc_u 和 led_c_d 显示用户的请求。 2. 电梯经过准备上升状态后，进入上升状态，到达 2 楼， 3 楼时，不停继续前进。 3. 电梯上升到 4楼时，响应请求（ c_u4），开门载客；进入预备上升状态。 图 19 电梯控制程序仿真局部放大图 2 从上图可以看出： 1. 电梯上升到 6楼时，响应请求（ d_6） ,开门卸客；进入预备下降状态。 2. 电梯下降经过 5 楼， 4 楼都不停，到达 3 楼开门卸客，电梯 进入预备下降状态。 图 20 电梯控制程序仿真局部放大图 3 从上图可以看出： 1. 电梯到达 3 楼时，响应请求（ c_d3），开门载客；进入预备下降状态。 2. 电梯在预备下降状态下，电梯应超载（ full=39。 139。 ），发出超载警报 alarm；超载信号消失（ full=39。 039。 ），电梯重新进入预备下降状态。 4. 电梯接受到提前关门信号 quick，电梯跳过关门等待时间。 仿真图中 q1 从 1跳到 3；进入关门状态。 5. 电梯接受到 deng、 c_d3 和 d3 电梯重新进入预备下降状态，并且 c_d3 和 d3信号都可以对 q2（ q23 时）进行清零处理。 6. 当连续的关门中断的次数超过 3 次时，不认为是出自乘客的需要，而认为是故障，并报警，等技术员处理完故障时，用 clr 信号才可以清除报警。 图 21 电梯控制程序仿真局部放大图 4 从上图可以看出： 1. 电梯排除故障后继续运行。 2. 电梯执行完所有请求时电梯将停在 1楼待机。 五 设计总结 电梯控制器系统设计已经全部完成，基本实现了预期效果，实现了电梯按预定运行规则上升、下降、载客等功能，并设计了提前关门功能，使电梯运行更便捷，设计了关门延时功能、超载报警功能、故障报警功能，使电梯运行更 加安全更加可靠。 在本设计中，因为考虑了扩展性，所以在信号定义的时候就使用了二进制的向量，而不是整数。 在设计方法上也做了特殊的设计，所以使得扩展性较好。 如果要实现 n 层电梯的控制，首先在。