数字系统课程设计报告

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1、数字系统课程设计设计题目：电梯控制系统设计者：04009235沙俊04009225王桂存04009204吴影日期：2011年9月6日30目录一、课题设计要求分析…………………………………………………………………3二、程序设计思想………………………………………………………………………3三、电梯流程图…………………………………………………………………………5四、状态转换规则………………………………………………………………………7五、VHDL源代码说明…………………………………………………………………9六、程序调试（仿真波形解释及图形）…………………

2、……………………………27七、课程总结……………………………………………………………………………3030一．课题设计要求分析选择题目：a)电梯控制系统要求简介：大楼为3层，2部电梯，每部电梯内部都有如下按键：1‐3楼的按键选择键，开门键，关门键，报警键。每部电梯的每层楼外面都有上楼键和下楼键（1楼只有上楼键，三楼只有下楼键）。电梯的设计参照日常生活中电梯实际运行规律设计。两部电梯之间互相联动，即同时按下任何一部电梯的外部向上或向下键之后，两部电梯同时接受此指令，然后由系统判断，与该请求所在楼层最近并且运行方向相同的电梯执行指令，另一部电梯不执行

3、该指令。本课题要求设计一个电梯控制系统，传统的电梯控制系统仅仅要求实现对一栋电梯的控制，而本题要求设计一个实现两栋电梯联动的基于VHDL的电梯控制系统。我们设计的电梯控制器是控制电梯按顾客要求自动上下的装置。本文采用VHDL语言来设计实现两栋电梯联动的四层电梯控制器，代码具有良好的可读性和以理解性，源程序使用Quartus软件仿真，本课题的设计具有一定的扩展性，而且可以作为更多层电梯控制器实现的基础。二．程序设计思想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，可以为状态机设置八个状

4、态，它们分别是电梯的“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”“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体和结构体的设计，它的VHDL描述模块流程如图所示：1.30元件库的说明定义实体结构体端口状态机进程信号灯控制进程结束按键信号灯1.实体设计：实体设计即是对端口名、端口模式及数据类型的说

5、明。首先考虑输入端口，一个异步复位端口“reset”，用于当电梯出现非正常情况时回到初始状态；在电梯外部，一层入口处设有上升请求端，二层入口处设有上升和下降请求端，三层入口处设有下降请求端；在电梯内部，应设有各层停站请求端口；一个电梯时钟输入端口，它提供周期为1s的时钟信号，用作电梯状态转换的触发时钟；还有一个频率很高的按键时钟输入端口。其次考虑输出端口，当有各层上升或下降请求时，各层入口处应该有端口显示请求是否被响应，有请求时端口输出逻辑‘1’，被执行后则恢复成逻辑‘0’；同样的，电梯内部也应有各层停站请求是否被响应的指示端口；一个开关门指示

6、端口，当门开着时，它为逻辑‘1’，门关着时，则为逻辑‘0’；还需要端口来显示电梯所处的位置和模式（上升或下降）。buttonclk:instd_logic;--按键时钟信号liftclk:instd_logic;--电梯时钟信号reset:instd_logic;--异步复位端口f1upbutton:instd_logic;-电梯外部-一层上升请求端口f2upbutton:instd_logic;--二层上升请求端口f2dnbutton:instd_logic;--二层下降请求端口f3dnbutton:instd_logic;--三层下降请求端

7、口l1stop1button:instd_logic;--第一部电梯内一层停站请求端口l1stop2button:instd_logic;--二层停站请求端口l1stop3button:instd_logic;--三层停站请求端口30l2stop1button:instd_logic;--第二部电梯内一层停站请求端口l2stop2button:instd_logic;--二层停站请求端口l2stop3button:instd_logic;--三层停站请求端口l1warn:instd_logic;--第一部电梯的报警信号l2warn:instd_

8、logic;--第二部电梯的报警信号position1:bufferintegerrange1to3;--电梯位置信号position2:buffer