基于fpga的六層電梯控制器-電子信息科學與技術eda技術項目設計報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 時鐘分頻模塊： LIBRARY ieee。 USE 。 use 。 定義所用的標準庫 ENTITY clkdiv IS 時鐘分 頻寄存器（ CLKDIV) PORT( clk : in out std_logic。 系統時鐘頻率 clk_2hz: out std_logic。 2 分頻脈沖（作為電梯控制時鐘 clk_8hz: out std_logic 8 分頻脈沖（作為按鍵處理時鐘） )。定義輸入輸出變量 end clkdiv。 ARCHITECTURE behave OF clkdiv IS signal t:std_logic_vector(7 downto 0)。 定義一個 8 位的 變量 begin process (clk) 時鐘分頻進程 begin if clk39。event and clk=39。139。 then 時鐘脈沖上升沿有效 t = t + 1。 clk_8hz = t(1)。 變量 t 的第 1 位輸出 2 分頻 clk_2hz = t(4)。 變量 t 的第 3 位輸出 8 分頻 end if。 end process。 end behave。 源程序編寫完成后，進行調試、運行并生成模塊文件，確認沒有錯誤之后進行功能仿 真、時序分析。其模塊原理圖 51 如下： 圖 51 時鐘分頻模塊原理圖 按鍵處理模塊 按鍵處理模塊的功能是把電梯外部與內部的按鍵信號進行處理，把處理好的按鍵信號送到電梯運行控制模塊；根據電梯外部按鍵信號轉化為電梯運行控制模塊的外部請求信號，根據電梯內部的按鍵信號轉化為電梯運行控制模塊的電梯前往信號，根據電梯樓層信號及時清除電梯外部與內部按鍵信號。其源代碼編寫如 下： 按鍵處理模塊： library ieee。 use 。 use 。 use 。 entity keypro is port ( clk: in std_logic。 按鍵時鐘 reset: in std_logic。 異步置位按鍵 fup: in std_logic_vector(5 downto 1)。 上升請求按鍵（低電平有 fdn: in std_logic_vector(6 downto 2)。 下降請求按鍵（低電平有效 ) fuplight: out std_logic_vector (6 downto 1)。電梯外部上升請求指示燈 fdnlight: out std_logic_vector (6 downto 1)。電梯外部下降請求指示燈 st: in std_logic_vector (6 downto 1)。 電梯內部各層請求按鍵 stlight: out std_logic_vector (6 downto 1)。電梯內部各層請求指示燈 position: in integer range 1 to 6 。 電梯位置指示 clearup:in std_logic。用于清除上升請求指示燈的信號 cleardn:in std_logic用于清除下降請求指示燈的信號 )。 end keypro。 architecture behave of keypro is控制按鍵信號燈進程 begin process(reset,clk) begin if reset = 39。039。 then stlight = 000000。 fuplight = 000000。 fdnlight = 000000。 else if clk39。event and clk=39。139。 then 清除電梯當前外部上升請求信號和電梯內部前往該樓層信號 if clearup = 39。139。 then stlight(position) = 39。039。 fuplight(position) = 39。039。 else fuplight =(not fup) amp。 39。039。 stlight = not st。 end if。 清除電梯當前外部下降請求信號和電梯內部前往該樓層信號 if cleardn = 39。139。 then stlight(position) = 39。039。 fdnlight(position) = 39。039。 else fdnlight = 39。039。 amp。 (not fdn)。 stlight = not st。 end if。 end if。 end if。 end process。 end behave。 源程序編寫完成后，進行編譯、運行并生成模塊文件，確認沒有錯誤之后進行波形仿真、時序分析。其模塊原理圖 52 如下： 圖 52 按鍵處理模塊原理圖 電梯運行控制模塊 電梯運行控制模塊是此次設計的核心，電梯運行的模式和狀的態控制效果完全取決于電梯控制模塊，它的功能是在系統 2 分頻時鐘下，根據按鍵處理模塊輸出的信號，控制電梯上升與下降運行模式和狀態，當電梯關門時輸出相應的上升與下降清除信號，同時輸出電梯當前所在樓層的數碼管輸出信號與電梯運行方向，本次是設計的 6 層電梯控制系統，在源程序中具體要體現一下功能： 1) 每層電梯（除 1 樓和 6 樓外， 1 樓只有上升請求按鈕， 6 樓只有下降請求按鈕）入口出設置有上升和下降請求按鈕，電梯內部設有要到達樓層的請求按鈕 16 樓。 2) 設有電梯所處位置數碼管顯示部分，電梯運行模式的 LED 顯示部分。 3) 電梯能記憶電梯外部所有信號請求，并按照電梯運行規則進行順序響應，每個電梯請求信號保留到電梯響應結束。 4) 電梯運行規則：當電梯上升時候，只響應比電梯所在樓層高的上樓信號，由下到上依次執行，直到最后一個上升請求信號執行 完畢，當電梯下降時候，只響應比電梯所在樓層低的下樓信號，由上到下依次執行，直到最后一下下降請求信號執行完畢。 電梯運行控制模塊的源程序如下： 電梯運行控制模塊： library ieee。 use 。 use 。 use 。 entity elerun is port (clk:in std_logic。 電梯時鐘 alarm:in std_logic。 reset:in std_logic。 異步置位按鍵 fuplight:in std_logic_vector (6 downto 1)。電梯外部上升請求指示燈 fdnlight:in std_logic_vector (6 downto 1)。電梯外部下降請求指示燈 stlight:in std_logic_vector (6 downto 1)。 電梯內部各層請求指示燈 position:out integer range 1 to 6。 電梯位置指示 doorlight:out std_logic。 電梯門開關指示燈 clearup:out std_logic。用于清除上升請求指示燈的信號 cleardn:out std_logic。用于清除下降請求指示燈的信號 yanshi:in std_logic。 tiqian:in std_logic。 udsig:buffer std_logic_vector(7 downto 0) 電梯升降指示 )。 end elerun。 architecture sixflift of elerun is type lift_state is (stopon1,dooropen,doorclose,doorwait1,doorwait2,doorwait3, doorwait4,doorwait5,doorwait6,up,down,stop)。 signal mylift: lift_state。 signal pos: integer range 6 downto 1。 signal udflag :std_logic。 signal posreg :integer range 1 to 6。 signal one: std_logic_vector (6 downto 1)。 begin process(reset,clk) 控制電梯狀態的進程 begin if (reset = 39。139。 or alarm = 39。139。) then mylift = stopon1。 clearup = 39。139。 cleardn = 39。139。 else if (clk 39。event and clk = 39。139。) then case mylift is when stopon1 = door