基于VHDL六层电梯控制系统

太原科技大学华科学院毕业设计(论文)ITAIYUANUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY毕业设计（论文）题目：基于VHDL六层电梯控制系统太原科技大学华科学院毕业设计(论文)II目录摘要.......................................................................IVABSTRACT....................................................................V第1章绪论............................................................-1-第2章总体方案设计....................................................-3-2.1设计要求..........................................................-3-2.2电梯控制器的总体设计方案..........................................-3-2.3电梯上下层运行流程图..............................................-4-2.4电梯运行控制流程图................................................-5-2.5六层电梯控制器的设计思路..........................................-6-第3章总体设计电路图..................................................-9-3.1顶层电路原理图....................................................-9-3.2六层电梯控制器的实体设计..........................................-9-3.3六层电梯控制器的结构体设计.......................................-10-3.4六层电梯控制器VHDL设计..........................................-11-3.5选择器件.........................................................-11-3.6功能模块.........................................................-12-3.6.1电梯主控制模块...............................................-12-3.6.2分频器模块...................................................-14-3.6.3译码器模块...................................................-14-3.6.4数据选择器模块...............................................-14-第4章六层电梯模块仿真...............................................-17-4.1电梯控制器控制仿真分析...........................................-17-4.2译码器仿真分析...................................................-21-4.3数据选择器仿真分析...............................................-22-4.4分频器模块仿真分析...............................................-23-4.5顶层电路仿真分析.................................................-23-第5章设计的扩展性...................................................-27-太原科技大学华科学院毕业设计(论文)III参考文献...............................................................-29-致谢...................................................................-31-附录...................................................................-33-太原科技大学华科学院毕业设计(论文)IV基于VHDL的六层电梯控制器的设计摘要电梯作为垂直方向的交通工具，在高层建筑和公共场所已成为不可或缺的设备。中国是全球最大的电梯市场，也具有最强的电梯生产能力，但由于缺乏自主知识产权和核心技术，自主品牌占市场的份额很少。随着社会需求的变化，电梯朝着节能、环保及智能化方向发展。EDA技术打破了软件和硬件间的壁垒，是计算机的软件技术与硬件实现、设计效率与产品能合二为一，它代表了电子技术和应用技术的发展方向。VHDL主要用于描述数字系统的接口，结构和功能，它的语法简单易懂，移植性好。本设计采用VHDL，源程序Altera公司的QuartusII软件仿真。运用有限状态机的设计方法，设计了两个进程相互配合，状态机进程作为主要进程，信号灯控制进程作为辅助进程。在主进程中定义了7个状态，分别是“stopon1”“dooropen”“doorclose”“doorwait4”“up”“down”和“stop”,在电梯时钟的触发下，通过当前状态和信号灯信号判定下一状态。信号灯控制进程中，信号灯存储按键请求情况，它的熄灭是由状态机进程中传出的信号来控制。关键字：电梯控制器，VHDL，状态机，CPLD太原科技大学华科学院毕业设计(论文)IV太原科技大学华科学院毕业设计(论文)VBaseonVHDLSixLayerofElevatorControlSystemABSTRACTElevatorhasbecomeanindispensabledeviceasaverticaltransportinhigh-risebuildingsandpublicplaces.Chinaistheworld’slargestelevatormarket,andalsohasthehighestliftcapacity.Butthelackofindependentintellectualpropertyrightsandcoretechnologies,themarketshareofownbrandsaccountforverylittle.Withthechangingofthecommunity’sneeds,elevatordeveloptowardsenergysaving,environmentalprotectionandintelligent.EDAbreaksthebarriersbetweenhardwareandsoftware.Notonlythecomputersoftwaretechnologyandhardwarebutalsothedesignefficiencyandproductperformancearecombined.EDArepresentstheelectronicdesigntechnologyandapplicationtechnology’sdevelopment.VHDLdigitalsystemismainlyusedtodescribetheinterface,structureandfunction.Itssyntaxiseasyandtransplantable.ThisdesignwhichusesVHDLsimulatedbyAltera’sQuartusIIsoftware.Iusemethodnamedfinitestatemachinewhichtwoprocessescomplementeachother.Thestatemachineprocessactasthemainprocess,andthesignalcontrolprocessactasaassistant.Sevenstatesweredefinedinthemainprocess,namely“stopon1”“dooropen”“doorclose”“doorwait4”“up”“down”and“stop”.Triggeredbythelift’sclock,thenextstateisdeterminedbythecurrentstateandthesignal.Insignalcontrolprocess,registerskeepinputvalue,andlampsblackoutwhenthecontrolprocess,registerskeepinputvalue,andlampsblackoutwhenthecontrolsignalinthemainprocessishighvalue.Keywords:ElevatorController,VHDLStateMachine,CPLD太原科技大学华科学院毕业设计(论文)VI太原科技大学华科学院毕业设计(论文)-1-第1章绪论随着社会的发展,电梯的使用越来越普遍,已经从原来只在商业大厦,宾馆使用,过度到在办公楼,居民楼等场所使用,并且对电梯功能的要求也不断提高,相应地其控制方式也在不停地发生变化.对于电梯的控制,传统的方法是使用继电器—接触器控制系统进行控制，随着技术的不断发展，微型计算机在电梯控制上的应用日益广泛，现在已进入全微化控制的时代。VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式、描述风格以及语法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分,及端口)和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。VHDL具有功能强大的语言结构，可以用简洁明确的源代码来描述复杂的逻辑控制。它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后可直接生成电路级描述。VHDL支持同步电路、异步电路和随机电路的设计，这是其他硬件描述语言所不能比拟的。VHDL还支持各种设计方法，既支持自底向上的设计，又支持自顶向下的设计；既支持模块化设计，又支持层次化设计。电梯的微机化控制主要有以下几种形式：1PLC控制2单片机控制3单板机控制4单微机控制5多微机控制6人工智能控制。随着EDA技术的快速发展，VHDL已广泛应用于电子设计与控制的各个方面本文采用VHDL语言来设计实用六层电梯控制器，其代码具有良好的可读性和易理解性，源程序经A1tera公司的QuartusII软件仿真，目标器件选用CPLD器件。通过对六层电梯控制器的设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为更多层电梯控制器实现的基础。太原科技大学华科学院毕业设计(论文)-2-太原科技大学华科学院毕业设计(论文)-3-第2章总体方案设计2.1设计要求六层电梯控制器将实现的功能：(1)每层电梯入口处设有上下请求开关，电梯内设有顾客到达层次的停站请求开关。(2)设有电梯入口处位