三层电梯控制系统的实验设计指导老师：朱静学生：马小娟班级：电科092学号：095203403三层电梯控制系统的设计第一节设计要求要求用FPGA设计实现一个3层电梯的控制系统。系统的要求如下：(1)电梯运行规则：当电梯处在上升模式时，只响应比电梯所在位置高的上楼请求，由下向上逐个执行，直到最后一个上楼请求执行完毕。如果高层有下楼请求，直接升到有下楼请求的最高楼层，然后进入下降模式。电梯处在下降模式时，工作方式与上升模式相反。设电梯共有3层，每秒上升或下降一层。(2)电梯初始状态为一层，处在开门状态，开门指示灯亮。(3)每层电梯入口处均设有上下请求开关，电梯内部设有乘客到达楼层的停站请求开关及其显示。(4)设置电梯所处位置的指示及电梯上升或下降的指示。(5)电梯到达有停站请求的楼层后，电梯门打开，开门指示灯亮。开门4妙后，电梯门关闭，开门指示灯灭，电梯继续运行，直至执行完最后一个请求信号后停在当前层。(6)电梯控制系统能记忆电梯内外的请求信号，并按照电梯运行规则工作，每个请求信号执行完毕后清除。第二节三层电梯控制系统的功能模块及流程图电梯控制器的功能模块如图2.1所示，包括主控制器、分控制器、楼层选择器、状态显示器、译码器和楼层显示器。乘客在电梯中选择所要到达的楼层，通过主控制器的处理，电梯开始运行，状态显示器显示电梯的运行状态，电梯所在楼层数通过译码器译码从而在楼层显示器中显示。分控制器把有效的请求传给主控制器进行处理，同时显示电梯的运行状态和电梯所在楼层数。由于分控制器相对简单很多，所以主控制器是核心部分。图2.1电梯控制器原理图状态显示器主控制器楼层选择器分控制器译码器楼层显示器外部按键请求信号寄存器状态寄存器内部软件执行机构外部硬件执行机构图2.2总流程图初始化判定电梯运行方向是否有请求？等待电梯运行楼层检测否电梯停止目标层与本层是否同层？是是否目标层？开门延时关门是否停止运行？是否是否是否停止图2.3电梯控制主流程图第三节三层电梯控制器的具体设计本设计尝试用硬件描述语言VHDL来实现对三层电梯的控制，源程序经A1tera公司的MAX+plusII软件仿真，保证了设计的正确性。使用VHDL进行电梯控制器的设计，主要就是对电梯软件部分的设计，使用VHDL中的逻辑关系建立电梯的升降模式，开门，关门达到动作，而外部器件的硬件设备基本上保持不变。使用VHDL硬件描述语言设计电梯控制器可以为电梯实现智能控制奠定基础。一三层电梯控制器实现的功能及运行规则①电梯一层入口处设有上升请求开关，二层入口处设有上、下请求开关，三层入口处设有下降请求开关，电梯内部设有顾客到达楼层的停站请求开关。②每层电梯入口处设有位置指示装置及电梯运行模式(上升或下降)指示装置。③电梯初始状态为一层开门状态。④电梯每秒上升(下降)一层楼。⑤电梯到达需要停止的楼层，经过1秒电梯门打开，开门指示灯亮，开门4秒后，电梯门关闭(开门指示灯灭)，电梯继续运行，直至执行完最后一个请求信号后停留在当前层。⑥电梯需要寄存器来记忆电梯内外所有请求，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个请求信号保留至执行后消除。⑦电梯的运行规则：当电梯处于上升模式时，只响应比电梯所在位置高的上楼请求信号和停站请求信号，由下而上逐个执行，直到最后一个上楼请求执行完毕；如果高层有下楼请求，则直接上升到有下楼请求的最高层，然后进入下降模式。当电梯处于下降模式时则与上升模式相反。二三层电梯控制器的综合设计1三层电梯控制器的设计思路电梯控制器设计两个进程相互配合，状态机进程作为主要进程，信号灯控制进程作为辅助进程。根据电梯的实际工作情况，可以为状态机设置十个状态，它们分别是“电梯停在一层”“开门”“关门”“开门等待第一秒”“开门等待第二秒”“开门等待第三秒”“开门等待第四秒”“上升”“下降”和“停止”。由于电梯每秒上升或下降一层，则可以用周期为1s的信号来作为电梯状态转换的触发时钟。状态机进程中的很多判断条件是以信号灯控制进程产生的信号灯信号为依据，而信号灯控制进程中信号灯的熄灭又是由状态机进程中传出的信号来控制。三层电梯控制器的设计主要是对实...
