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1、电子技术基础课程设计--智能电梯控制器设计37目录0.课程设计题目…………………………………………………….,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,31.设计背景及总体设计方案…………………………………………………….32.系统设计……………………………………………………………………….43.模块说明……………………………………………………………………….74.系统整体模块结构图…………………………………………………………155.实际操作显示…………………………………………………………………166.心得体会…
2、……………………………………………………………………187.引脚分配表……………………………………………………………………..198.源程序…………………………………………………………………………..209.感谢……………………………………………………………………………..38370.课程设计题目①楼层的高度大于等于6，根据降低运行成本的原则，设计并实现一个以方向优先电梯调度算法。②要求能够使用按键模拟对电梯的控制，为了便于观察，将电梯所在的楼层(1~6)用数码管显示，将电梯的上下楼状态(上，下，开门，关门，
3、静止)用发光管或数码管显示，并且能够实现对电梯实现锁定禁止运行。③画出电梯控制器的状态机，写出状态编码方案。④用Verilog语言对设计进行描述，并下载到实验板上调试成功，适当增加比较符合现实的控制限制。⑤写出设计性实验报告，并打印各层次的源文件和仿真波形，然后作简要说明。并谈谈此次实验的收获、感想及建议1.设计背景及总体设计方案1.1设计背景电梯是人们日常生活中经常用到的工具，实际中的电梯通过对各楼层外部命令以及电梯内部命令的综合分析后得到响应，控制电梯箱上升下降静止运动，并控制电梯门的开启和关闭。只有精确
4、快速的响应才能保证电梯的安全以及可用性，所以对于电梯的模拟设计一直是各个高校及企业不断提出的课题。这次电子技术基础课程设计一如既往的有智能电梯的设计题目，如何通过可编程器件对电梯的工作运行状态进行模拟便是该题目所要考察的。1.2总体设计方案本次课程设计我打算使用Altera公司生产的DE2FPGA教学开发板进行设计，使用Verilog语言对开发板进行编程，并使用QuartusII9.1进行程序的编写调试仿真以及作为下载板子的工具。我打算将电梯的楼层数设置为六楼，并且以一秒为单位使电梯在各状态之间进行转换，开门
5、后停留三秒钟再关门。考虑到与实际的电梯要有相似度，因此以下几个方面在设计中都得到了体现：*电梯的运行依照方向优先的准则；*电梯一楼没有下降的按键，电梯六楼没有向上的按键；*到达楼层时会体现开门关门的状态，停留在该状态一定的时间；*电梯拥有锁定禁止运行的功能，锁定解除后电梯能够继续完成之前未完成的响应，锁定期间不允许新的外部的命令得到响应。最终设想的电梯效果将是：在DE2板上能够操作按键来输入命令，然后在板子上有相应的装置显示电梯的运行状态以及楼层信息。372.系统设计2.1系统结构框图本次设计的流程为：系统上
6、电工作后会从一楼静止的状态开始等待内外部命令的输入，一旦内外部命令出现并且重置按键无效时，系统就会根据内外部命令来判定电梯的下一个行为状态是什么，并且将当前的行为状态转换为下一个行为状态。由于电梯拥有锁定禁止的功能，所以在状态转换时要检测锁定禁止按键是否有效，若有效则需要暂时停止在当前状态下并等待按键失效后才转入下一状态。如此循环便可以实现智能电梯的工作过程模拟。2.2系统状态转换图考虑到实际生活中输入给电梯的命令较为复杂，同时电梯响应也相对复杂，因此根据数字系统设计中对有限状态机的介绍让我决定使用有限状态机
7、对电梯的复杂运行进行描述，这样可以充分减少代码的冗余程度，并且将电梯的运行转换为几个较为简单的状态转换，而我所需要做的只是将状态转换的条件分析清楚并做出正确的判断，同时根据各状态决定外围参数的变化，这样便可以准确即时地模拟电梯的运转。通过对电梯的具体分析，我打算使用八个状态对电梯的运行进行描述，它们分别是：HOLD：电梯保持状态，即表示电梯无运行，内部外部无命令，停止在当前楼层；UP：电梯上升状态，根据内外部命令仲裁出下一步的状态；37DOWN：电梯下降状态，根据内外部命令仲裁出下一步的状态；UPSTOP：上
8、升时即将到达需要开门的楼层，进入到一个过渡状态，为开门做准备；DOWNSTOP：下降时即将到达需要开门的楼层，进入到一个过渡状态，为开门做准备；OPEN：开门状态，无该楼层内外部命令时提留时间三秒，转入关门状态；若开门同时有该楼层内外部命令，则重新开门保持三秒时间；CLOSE：关门状态，时间一秒钟，根据内外部命令以及电梯此前运行状态仲裁下一状态；HALT：锁定禁止运行状态，解除后恢复至原状态，内外部
