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電梯控制器設(shè)計電路篇一

電梯行業(yè)是一個慢熱型的市場

目前的電梯行業(yè),，是變頻器行業(yè)應(yīng)用中的重要領(lǐng)域,，而電梯領(lǐng)域?qū)Ｆ置商囟?，也是重要的?zhàn)略部署行業(yè)，特別針對扶梯,、直梯開發(fā)了不同的專用驅(qū)動控制器,，“目前來講，電梯是變頻器應(yīng)用行業(yè)的主流行業(yè),，市場比較大的,，而海浦蒙特現(xiàn)在要做的就是要在電梯行業(yè)去放大自身的局部優(yōu)勢，專注于細(xì)分的市場,，扎實(shí)的做下去,。”

“電梯行業(yè)是一個慢熱型的市場,，不同于塑料行業(yè),、食品機(jī)械等行業(yè)，是一個長期積累的過程,，所以在電梯行業(yè)的突然放量是不可能的,，但是我們在電梯領(lǐng)域已經(jīng)積累了好多年，我們公司在成立之初就做好了持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備,，前期目標(biāo)就是要在行業(yè)中穩(wěn)固,，打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)之后在深扎根進(jìn)去，我相信經(jīng)過前幾年的培養(yǎng)海浦蒙特近年來在行業(yè)的銷售曲線會有快速提升,?！?/p>

國產(chǎn)變頻器企業(yè)要實(shí)力就要有自己的軟硬件

在變頻器行業(yè)，山寨貨的情況其實(shí)和山寨手機(jī)是一樣的,，在全國幾百家的變頻器企業(yè)中,，有多少家真正的擁有自己配套的軟硬件。對于認(rèn)真做企業(yè)的人而言,，市場是最好的煉金石,，是一個真正提煉的過程，大浪淘沙,，沒有擁有自身強(qiáng)硬的實(shí)力和競爭力的企業(yè),，很難說不會被市場所淘汰?！拔蚁嘈旁谧冾l器行業(yè),，山寨的情況和手機(jī)行業(yè)路徑會是一樣的，只不過在變頻器領(lǐng)域這個淘汰的過程會相對長一點(diǎn),?！?/p>

在變頻器專用的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是以起重,、電梯等行業(yè)而言,，即是一個需要長期緩慢培養(yǎng)的過程,，又是一個需要企業(yè)自身慢慢沉淀沉入的行業(yè)，“在這些領(lǐng)域,，用戶的需求不再是單一的價格體現(xiàn),，首先考慮的是產(chǎn)品的可靠性、安全性和穩(wěn)定性,，只有在這些需求得到滿足以后，產(chǎn)品的功能性,、服務(wù)保證,、價格水平才有體現(xiàn)的空間，這都是后續(xù)考慮的問題,，這就是用戶需求,。”

首矽致芯科技在嵌入式mcu及dsp方面具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢,，目前的嵌入式mcu采用8英寸0.18-0.5%26micro;mcmos工藝，程序存儲器采用的是一次可編程rom或flash,，公司在數(shù)?；旌想娐吩O(shè)計、電磁兼容及產(chǎn)品的可靠性等方面的設(shè)計技術(shù)處于業(yè)界領(lǐng)先水平,，主控芯片在變頻器和汽車電子周邊產(chǎn)品等多項(xiàng)應(yīng)用領(lǐng)域我們都有著成熟的技術(shù),。

電梯控制器設(shè)計電路篇二

前言

電梯作為垂直方向的交通工具,，在高層建筑和公共場所已成為不可或缺的設(shè)備,。中國是全球最大的電梯市場,，也具有最強(qiáng)的電梯生產(chǎn)能力，但由于缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù),，自主品牌占市場的份額很少,。因此要加大對電梯技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，提升電梯的性能,，就需要引進(jìn)更好的技術(shù)，電梯控制器就是很好的裝置,，大力開發(fā)控制器是很必要的,。電梯控制器可以有很多實(shí)現(xiàn)方式,本設(shè)計用了eda技術(shù)進(jìn)行操作,。eda技術(shù)打破了軟件和硬件間的壁壘，使計算機(jī)的軟件技術(shù)與硬件實(shí)現(xiàn),、設(shè)計效率與產(chǎn)品性能合二為一,，它代表了電子設(shè)計技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。

vhdl主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的接口,結(jié)構(gòu)和功能,，它的語法簡單易懂,移植性好,。我設(shè)計的是一個5層電梯控制器。分為主控制器和分控制器,。主控制器是電梯內(nèi)部的控制器,，每層電梯入口處有一個分控制器。本設(shè)計采用vhdl源程序 altera 公司的 quartus ii軟件仿真,。運(yùn)用有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計方法,，設(shè)計了兩個進(jìn)程相互配合，狀態(tài)機(jī)進(jìn)程作為主要進(jìn)程,，信號燈控制進(jìn)程作為輔助進(jìn)程,。在主進(jìn)程中定義了七個狀態(tài)，樓層上升請求upin,，樓層下降請求downin,，提前關(guān)門輸入close，延遲關(guān)門輸入delay,，電梯運(yùn)行的開關(guān)run_stop,，電梯運(yùn)行或停止指示lamp，電梯運(yùn)行或等待時間指示run_wait,，在電梯時鐘的觸發(fā)下,，通過當(dāng)前狀態(tài)和信號燈信號來判定下一狀態(tài)。信號燈控制進(jìn)程中,，信號燈信號存儲按鍵請求情況,，它的熄滅是由狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中傳出的信號來控制。

本程序設(shè)計調(diào)用了ieee 庫,，ieee 庫是 vhdl設(shè)計中最為常用的庫,，它包含有ieee標(biāo)準(zhǔn)的程序包和其他一些支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的程序包。本設(shè)計采用 std-logic-1164,、std-logic-unsigned,、std-logic-arith 程序包。以關(guān)鍵詞 entity引導(dǎo),，end entity lift 結(jié)尾的部分是程序的實(shí)體部分,。vhdl的實(shí)體描述了電路器件的外部情況，本設(shè)計定義了關(guān)于三層電梯控制器用到的各類時鐘、異步復(fù)位按鍵,、信號燈指示端口,、電梯的請求端口。它描述了端口模式主要有in,、out,，以及各端口信號的數(shù)據(jù)類型主要有std-logic、std-logic-vector,、integer,。以關(guān)鍵詞 architecture 引導(dǎo)，end architecture rtl結(jié)尾的語句部分是結(jié)構(gòu)體部分,，結(jié)構(gòu)體描述電路器件的內(nèi)部邏輯功能,。

目錄

第一章 緒論...........................................3 §1.1課程設(shè)計題目......................................3 §1.2設(shè)計目的..........................................3 §1.3課程設(shè)計要求......................................3 §1.4課程設(shè)計思想......................................4 第二章 課程設(shè)計步驟..................................6 §2.1設(shè)計背景..........................................6 §2.2課程設(shè)計的意義....................................6 §2.2.1中國電梯的現(xiàn)狀..................................7 §2.2.2 電梯的節(jié)能和環(huán)保................................7 §2.2.3 電梯的智能化....................................7 §2.3電梯控制器的流程圖.................................8 §2.4 電梯控制器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖........................8 §2.5 主要模塊設(shè)計.....................................9 §2.6 vhdl源程序.......................................10 §2.7 仿真結(jié)果與分析....................................20 第三章 總結(jié)心得......................................22 參考文獻(xiàn)...............................................22

第一章 緒論

電梯控制器由硬件和軟件兩大部分組成。硬件包括控制器,、控制器地板、讀卡天線,、電源,、寫卡器、ic卡片等組成內(nèi)呼控制器,，軟件包括下位機(jī)運(yùn)行控制軟件,、上位機(jī)寫卡授權(quán)軟件。我設(shè)計的七層電梯控制器主要應(yīng)用 eda電子電路技術(shù),。eda的發(fā)展使得設(shè)計更具有靈活性,。隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長、城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速和房地產(chǎn)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,，對電梯的需求越來越大,。所以電梯控制器就需要大強(qiáng)度的發(fā)展，來滿足社會的需求,。電梯的發(fā)展更加的智能化,，節(jié)約化。對社會的發(fā)展,，人民生活水平的提高具有很大的意義,。所以加大對電梯控制器的發(fā)展，和技術(shù)上的研究是 很重要的,。隨著 eda技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大與深入,，eda 技術(shù)在電子信息、通訊,、自動控制及計算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的重要性突出,。隨著技術(shù)市場與人才市場對eda的需求不斷提高，產(chǎn)品的市場需求和技術(shù)市場的要求也必然會反映到教學(xué)領(lǐng)域和科研領(lǐng)域中來,。eda技術(shù)的提高,，促進(jìn)了電梯控制器的發(fā)展,。電梯行業(yè)也隨著科技的發(fā)展，不斷地出現(xiàn)在人們生活的各個場所,，因此,，對電梯控制器的設(shè)計是一個很實(shí)用的例子，對掌握 eda技術(shù)的應(yīng)用也有很大的幫助,。

§1.1 課程設(shè)計題目：電梯控制器的設(shè)計

§1.2 設(shè)計目的

進(jìn)一步鞏固理論知識,，培養(yǎng)所學(xué)理論知識的在實(shí)際中的應(yīng)用能力；掌握 eda 設(shè)計的一般方法,； 熟悉一種 eda 軟件,，掌握一般eda系統(tǒng)的調(diào)試方法；利用eda軟件設(shè)計一個電子技術(shù)綜合問題,，培養(yǎng)vhdl編程,、書寫技術(shù)報告的能力。為以后進(jìn)行工程實(shí)際問題的研究打下設(shè)計基礎(chǔ),。

§1.3 課程設(shè)計要求

設(shè)計一電梯控制器實(shí)現(xiàn)如下功能：一個五層電梯控制器,。分為主控制器和分控制器。主控制器是電梯內(nèi)部的控制器,，每層電梯入口處有一個分控制器,。主控制器的功能如下： 1.在按電梯開關(guān)時相應(yīng)請求，否則不響應(yīng),； 2.電梯初始位 置是一層,； 3.電梯運(yùn)行時，指示當(dāng)前所在樓層,； 4.當(dāng)電梯到達(dá)所請求的樓層時,，自動開門，然后繼續(xù)運(yùn)行,，如果沒有請求信號,，停留在當(dāng)前樓層； 6.收到請求后,，自動到達(dá)用戶所在樓層,，自動開門； 7.電梯內(nèi)外設(shè)有各種請求,，并按電梯運(yùn)行順序執(zhí)行,，在執(zhí)行后清除請求； 8.電梯運(yùn)行規(guī)則：當(dāng)電梯處于上升狀態(tài)時,，僅響應(yīng)比電梯位置高的用戶的請求,；當(dāng)電梯處于下降狀態(tài)時，僅響應(yīng)比電梯位置更低的用戶請求；分控制器的功能如下：1.設(shè)有上升請求按鈕和下降請求按鈕,，實(shí)時檢測用戶按鍵,； 2.指示電梯當(dāng)前坐在樓層 3.當(dāng)電梯到達(dá)本層時，清除請求,。

§1.4 課程設(shè)計思想

實(shí)驗(yàn)?zāi)M生活中電梯運(yùn)動控制,，電梯總共五層，最簡單的控制思想如下：采集用戶呼叫樓層,，并放入相應(yīng)的記憶單元中,；不考慮電梯轎廂所在樓層。若有用戶呼叫,，電梯上行直到達(dá)到用戶呼叫最大層再下行直到到達(dá)最低層,。由此構(gòu)成一次行程；每完成一次行程檢測是否所用用戶呼叫均已響應(yīng)完畢,。如果沒有,，電梯繼續(xù)運(yùn)行，直到響應(yīng)完所有用戶呼叫,。否則,，電梯停止運(yùn)行；其中用戶請求包括外部請求和內(nèi)部請求,。有外部升降請求信號需點(diǎn)亮相應(yīng)的外部請求指示燈，內(nèi)部升降請求信號同外部,；根據(jù)電梯所在樓層,，七段數(shù)碼管顯示樓層數(shù)；當(dāng)電梯運(yùn)行到有相應(yīng)外部呼叫或內(nèi)部呼叫樓層時,，電梯停止運(yùn)行,，滅掉相應(yīng)的呼叫顯示燈，電梯開關(guān)門后,，繼續(xù)運(yùn)行,。電梯控制器設(shè)計兩個進(jìn)程相互配合，狀態(tài)機(jī)進(jìn)程作為主要進(jìn)程,，信號燈控制進(jìn)程作為輔助進(jìn)程,。根據(jù)電梯的實(shí)際工作情況，可以為狀態(tài)機(jī)設(shè)置三個狀態(tài),，電梯的控制狀態(tài)包括運(yùn)行狀態(tài),、停止?fàn)顟B(tài)及等待狀態(tài)，其中運(yùn)行狀態(tài)又包含向上狀態(tài)和向下狀態(tài),。主要動作有開,、關(guān)門，停靠和啟動,。乘客可通過鍵入開,、關(guān)門按鈕，呼喚按鈕,，指定樓層按鈕等來控制電梯的行與停,。狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中的很多判斷條件是以信號燈控制進(jìn)程產(chǎn)生的信號燈信號為依據(jù)，而信號燈控制進(jìn)程中信號燈的熄滅又是由狀態(tài)機(jī)進(jìn)程中傳出的信號來控制,。

電梯控制器有如圖1-1所示的系統(tǒng)框圖,。其中clk為基準(zhǔn)輸入時鐘信號，在時鐘上升沿有效,；upin為樓層上升請求信號,，高電平有效；downin為樓層下降請求信號,，高電平有效,；樓層選擇鍵st_ch，高電平有效,；提前關(guān)門開關(guān)close和延時關(guān)門開關(guān)delay, 高電平有效,；電梯運(yùn)行開關(guān)按鈕run_stop，電梯在高電平時正常運(yùn)行,，低電平時停止運(yùn)行,；輸出信號包括電梯運(yùn)行/停止輸出信號lamp、電梯運(yùn)行/等待時間顯示電run_wait,，電梯所在樓層指示數(shù)碼管st_out,，樓層選擇指示數(shù)碼管direct。由于信號run_wait,、st_out和direct的輸出要能夠直接指示電梯控制器的各種運(yùn)行狀態(tài),，因此可以采用共陰極led數(shù)碼顯示管。由電梯控制器系統(tǒng)框圖可得到圖1-2,。

圖 1-1電梯控制器系統(tǒng)框圖

圖1-2 總體組裝圖

第二章 課程設(shè)計步驟

§2.1 設(shè)計背景

近年來,，隨著我國房地產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，高層建筑越來越多,。因此,，一種能使人們快速、便捷地到達(dá)目的樓層的電梯便應(yīng)運(yùn)而生了,。分析近幾年房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,，特別是商品住宅的高速發(fā)展，將使住宅對電梯的需求 量持續(xù)攀升,。人們對電梯安全性,、高效性,、舒適性的不斷追求也推動了電梯技術(shù)的進(jìn)步。隨著電梯技術(shù)的發(fā)展,綠色化,、低能耗,、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,、藍(lán)牙技術(shù)的電梯成為一段時間內(nèi)的發(fā)展趨勢,。為保證人們能更安全、更快捷地到 達(dá)目的樓層,，實(shí)現(xiàn)人性化的功能,，對電梯系統(tǒng)中的控制部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計是非常必要。因此這部分的設(shè)計也就成了在電梯設(shè)計領(lǐng)域里最為核心的技術(shù),。為了實(shí)現(xiàn)電梯的智能化,，可以采用許多方法。它的智能化控制可以有以下幾種形式： 控制,；2.單板機(jī)控制,；3.單片機(jī)控制；4.單微機(jī)控制,；5.多微機(jī)控制,；6.人工智能控制。隨著 eda技術(shù)的快速發(fā)展,，電子設(shè)計自動化（eda）逐漸成為重要的設(shè)計手段,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于模擬與數(shù)字電路系統(tǒng)等許多領(lǐng)域,。它是一種實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品自動化設(shè)計的技術(shù),，與電子技術(shù),、微電子技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān),，并吸收了計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的大多數(shù)最新研究成果,，以高性能的計算機(jī)作為工作平臺，促進(jìn)了工程發(fā)展,。傳統(tǒng)單片機(jī)設(shè)計的電梯控制外圍電路復(fù) 雜,，性能不穩(wěn)定，而采用 eda 設(shè)計,，卻擁有電子系統(tǒng)小型化,、低功耗、高可靠性,、開發(fā)過程投資小,、周期短等優(yōu)點(diǎn)，而且還可以通過軟件編程對硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu),，使得硬件設(shè)計如軟件設(shè)計那般方便快捷,。本次設(shè)計就是應(yīng)用eda電子電路技術(shù)來設(shè)計電梯控制器，從而使用一片芯片就可以實(shí)現(xiàn)對電梯的控制的,。

§2.2 課程設(shè)計的意義

電梯作為垂直方向的交通工具,，在高層建筑和公共場所已經(jīng)成為重要的建筑設(shè)備而不可或缺。電梯產(chǎn)業(yè)的前景和走勢隨著社會的需求而悄然發(fā)生著改變,，除了考慮安全,、舒適、豪華裝修等要求外,，市場對新一代的綠色電梯,、節(jié)能電梯和智能電梯的需求越來越旺盛。國內(nèi)外電梯企業(yè)順應(yīng)市場需要,，加大研發(fā)投入,，都準(zhǔn)備在未來新概念電梯產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占得先機(jī)。

§2.2.1 中國電梯的現(xiàn)狀

近年來,，隨著中國房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,，與之配套的電梯生產(chǎn)制造業(yè)也經(jīng)歷了迅猛發(fā)展的階段，電梯產(chǎn)量保持了每年 20％以上的增長速度,。我國電梯的出口年均增長率將保持在 35%以上,，電梯行業(yè)逐步成為國內(nèi)比較重要的行業(yè),。隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長、城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速和房地產(chǎn)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,，對電梯的需求越來越大,。估計未來 50年估計中國新增住房面積將達(dá)到200億平方米。國家規(guī)定20 米以上高樓就應(yīng)安裝電梯,，因此未來電梯最大的市場就是住宅市場,。此外，機(jī)場,、商場,、地鐵等大型公共設(shè)施建設(shè)對自動扶梯、觀光電梯等電梯的需求量也十分可觀,。電梯作為終端消費(fèi)品,，品牌在市場競爭中的作用非常明顯。品牌往往成為人們在選擇電梯產(chǎn)品時的重要考慮因素,，電梯生產(chǎn)要想建立良好的品牌并獲得市場的認(rèn)可,，也必須經(jīng)過市場一定時間的不斷考驗(yàn)。面對外資巨頭的貼身進(jìn)逼,，我國電梯品牌在服務(wù)和營銷上難以匹敵,，其生存狀況不容樂觀。所以大力發(fā)展電梯控制器技術(shù)對我國電梯行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要,。

§2.2.2 電梯的節(jié)能和環(huán)保

“綠色”已成為 21世紀(jì)的主流色調(diào),，一個全球性的綠色市場為企業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間，當(dāng)今社會誰先推出綠色產(chǎn)品,，搶占綠色營銷市場,，誰就能掌握競爭的主動權(quán)。老式電梯噪音,、占用空間,、耗能等形成的危害積累起來是相當(dāng)大的，因此,，在城市環(huán)保社區(qū)建設(shè)中,，如何盡量減少電梯對環(huán)境的危害是相當(dāng)重要的課題之一。目前,，我國市場每年銷售各種類型的電梯達(dá) 4.5 萬部,，如果這些電梯全部實(shí)現(xiàn)環(huán)保化,，其環(huán)境效益是難以估量的,。

§2.2.3 電梯的智能化

隨著城市化的高速發(fā)展，越來越多的摩天大樓拔地而起。就摩天大樓的高度而言,，不僅受建筑技術(shù)上的制約，而且還有電梯升高方面的困惑,，因而,，在摩天大樓日益完備智能化的趨勢中，電梯的智能化也不容忽視,。它不僅是人們上上下下的代步工具,，同時，也是摩天大樓智能化的一個重要標(biāo)志,。盡管電梯在摩天大樓中只是—個細(xì)節(jié),，但電梯智能化程度的高低卻決定著它服務(wù)質(zhì)量的優(yōu)劣。因而,，7 電梯的智能化在一定程度上反映出智能大廈的智能程度,。計算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)與控制技術(shù)的發(fā)展使大廈的智能化成為現(xiàn)實(shí),，而電梯是智能建筑中的重要交通工具,，其技術(shù)發(fā)展及智能化程度也倍受世人關(guān)注。智能化的電梯要與智能大廈中所有自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),，如與樓宇控制系統(tǒng),、消防系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)等交互聯(lián)系,，使電梯成為高效優(yōu)質(zhì),、安全舒適的服務(wù)工具。

§2.3電梯控制器的流程圖

外部按鍵初始化等待請求信號寄存器是否有請求,？狀態(tài)寄存器是目標(biāo)層與本層是否同層,？否判定電梯運(yùn)行方向外部硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)電梯運(yùn)行。

圖 2-1 總流程圖

§2.4 電梯控制器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖

整個電梯控制器dtkzq應(yīng)包括如下幾個組成部分：① 時序輸出及樓選計數(shù)器,；② 電梯服務(wù)請求處理器,；③ 電梯升降控制器；④ 上升及下降寄存器,；⑤ 電梯次態(tài)生成器,。該電梯控制器設(shè)計的關(guān)鍵是確定上升及下降寄存器的置位與復(fù) 位。整個系統(tǒng)的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖如圖 2-2 所示：

圖 2-2電梯控制器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖

§2.5 主要模塊設(shè)計

圖2-2中所示的各電路模塊可以通過采用多進(jìn)程的方式實(shí)現(xiàn),。

一,、分頻信號和樓選信號產(chǎn)生進(jìn)程

分頻信號和樓選信號產(chǎn)生進(jìn)程將輸入時鐘信號進(jìn)行二分頻，同時對樓選指示變量dir進(jìn)行從0到4的計數(shù),。

二,、樓層請求寄存器置位與復(fù)位進(jìn)程

該進(jìn)程通過樓層選擇指示變量dir、電梯所在樓層變量liftor和輸入信號upin、downin,、st_ch來判斷樓層請求寄存器ur,、dr的復(fù)位。

假設(shè)電梯所在樓層為num,，此時電梯如處于運(yùn)行中,，這時若樓層指示為t且t>num時按下了樓層選擇確認(rèn)鍵st_ch，或者按下上升按鈕upin,，則對應(yīng)的上升請求寄存器ur(t)賦值為1,，否則，若電梯運(yùn)行時間到,，且沒有任何的請求,，則對應(yīng)的上升請求寄存器ur(t)賦值為0；反之,，如果電梯處于運(yùn)行中,，樓層指示為t且t

三、電梯運(yùn)行次態(tài)控制進(jìn)程

電梯運(yùn)行次態(tài)控制進(jìn)程的設(shè)計是實(shí)現(xiàn)電梯控制器最為重要的一部分,，合理判斷電梯的運(yùn)行次態(tài)是正確完成設(shè)計的關(guān)鍵,。該進(jìn)程根據(jù)ur/dr寄存器的狀態(tài)和電梯所在樓層的變量liftor,當(dāng)wai_t的值為110時，給出電梯的下一個狀態(tài),。信號ladd指示電梯的下一個狀態(tài),，其值為11時電梯上升，00時電梯下降,，01或者10電梯都處于等待狀態(tài),。

當(dāng)run_stop信號為高電平時，電梯處于運(yùn)行狀態(tài),，假設(shè)運(yùn)行時間到,，wai_t=110，如果此時上升或下降請求寄存器的每一位都為0,，則電梯處于等待狀態(tài),，電梯下一狀態(tài)指示信號ladd為00或者為01；否則,，若電梯處于第n層,，如果此時第n+1層的上升或者下降請求寄存器的值為1，則電梯處于運(yùn)行等待狀態(tài),，如果此時第n+1層以上的上升或者下降寄存器有請求或者n層以下的上升或者下降寄存器有請求,，電梯處于上升狀態(tài)，ladd的值為11,，其他情況電梯處于下降運(yùn)行狀態(tài),，ladd的值為10,。

四、電梯運(yùn)行樓層計數(shù)及提前/延時關(guān)門控制進(jìn)程

此進(jìn)程完成提前/延時關(guān)門控制功能,，并對電梯運(yùn)行的樓層數(shù)進(jìn)行計數(shù),。在分頻信號的上升沿啟動進(jìn)程，信號closex和delayx分別完成提前關(guān)門和延時關(guān)門請求,，并根據(jù)下一狀態(tài)指示信號ladd對樓層計數(shù)器liftor進(jìn)行相應(yīng)的操作,。

§2.6 vhdl源程序

顯示電路的vhdl實(shí)現(xiàn)如下： library ieee;--庫函數(shù)的說明

use ;--程序包的說明 use ;entity led is port(ledin: in std_logic_vector(2 downto 0);--輸入信號 ledout: out std_logic_vector(6 downto 0));--輸出信號； end led;architecture rtl of led is--結(jié)構(gòu)體 begin process(ledin)begin case ledin is--共陰極led顯示譯碼：g f e d c b a when “000”=>ledout<=“0111111”;--0 when “001”=>ledout<=“0000110”;--1 when “010”=>ledout<=“1011011”;--2 when “011”=>ledout<=“1001111”;--3 when “100”=>ledout<=“1100110”;--4 when “101”=>ledout<=“1101101”;--5 when others =>ledout<=“0000000”;--其他情況時燈滅 end case;end process;end rtl;五層電梯控制器主體的vhdl實(shí)現(xiàn)如下： library ieee;--庫函數(shù)的說明

use ;--程序包的說明 use ;use ;entity lift is port(clk:in std_logic;--時鐘信號 upin:in std_logic;--上升請求鍵 downin:in std_logic;--下降請求鍵 st_ch:in std_logic;--樓層選擇鍵 close:in std_logic;--提前關(guān)門鍵 delay:in std_logic;--延時關(guān)門鍵 run_stop:in std_logic;--電梯運(yùn)行開關(guān) lamp:out std_logic;--運(yùn)行或停止燈

run_wait:out std_logic_vector(3 downto 0);--運(yùn)行或等待時間 st_out:out std_logic_vector(3 downto 0);--電梯所在樓層指示 direct:out std_logic_vector(3 downto 0)--樓層選擇指示);end lift;architecture rtl of lift is signal ur,dr: std_logic_vector(5 downto 1);signal dir,liftor: integer range 0 to 4;signal wai_t: std_logic_vector(2 downto 0);signal spanide,hand,clkin: std_logic;signal ladd: std_logic_vector(1 downto 0);signal closex,delayx: std_logic;begin direct<=conv_std_logic_vector(dir,4)+1;st_out<=conv_std_logic_vector(liftor,4)+1;run_wait<='0'& wai_t;lamp<=ladd(1);hand<=wai_t(2)and(not wai_t(1)and wai_t(0));closex<=close and(not ladd(1));delayx<=delay and(not ladd(1));--分頻進(jìn)程 p0:process(clk)begin if(clk'event and clk='1')then clkin <=not clkin;end if;end process p0;--分頻及樓選信號產(chǎn)生進(jìn)程 p1:process(clkin)12 begin if(clkin'event and clkin='1')then spanide<=not spanide;if(dir=4)then dir<=0;else dir<=dir+1;end if;end if;end process p1;--樓層請求寄存器置位與復(fù)位進(jìn)程

p2:process(ur,dr,dir,upin,downin,st_ch,liftor,wai_t,run_stop,hand)variable num,t:integer range 0 to 5;begin num:=liftor+1;t:=dir+1;if(run_stop='1')then--電梯運(yùn)行時--選擇樓層大于當(dāng)前樓層或者有上升請求 if(((t>num)and(st_ch='1'))or(upin='1'))then case t is when 1=>ur(1)<='1';when 2=>ur(2)<='1';when 3=>ur(3)<='1';when 4=>ur(4)<='1';when 5=>ur(5)<='1';when others=>null;end case;--電梯運(yùn)行時間到 elsif(hand='1')then 13 case num is when 1=>ur(1)<='0';when 2=>ur(2)<='0';when 3=>ur(3)<='0';when 4=>ur(4)<='0';when 5=>ur(5)<='0';when others=>null;end case;end if;--選擇樓層小于當(dāng)前樓層或者有下降請求

if(((t

dr(1)<='1';when 2=>dr(2)<='1';when 3=>dr(3)<='1';when 4=>dr(4)<='1';when 5=>dr(5)<='1';when others=>null;end case;--電梯運(yùn)行時間到 elsif(hand='1')then case num is when 1=>dr(1)<='0';when 2=>dr(2)<='0';when 3=>dr(3)<='0';when 4=>dr(4)<='0';when 5=>dr(5)<='0';when others=>null;end case;14 end if;else ur<=“00000”;dr<=“00000”;end if;end process p2;--電梯運(yùn)行次態(tài)控制進(jìn)程

p4:process(spanide,ladd,wai_t,closex,delayx)begin 17 if(spanide'event and spanide='1')then--分頻后的時鐘上升沿 if(wai_t=“000” or closex='1')then wai_t<=“110”;else if(delayx='0')then wai_t<=wai_t-1;else wai_t<=“010”;end if;--電梯處于運(yùn)行狀態(tài) if(wai_t=“001”)then if(ladd=“11”)then--電梯上升,，樓層加1 liftor<=liftor-1;end if;end if;end if;end if;end process p4;end rtl;頂層模塊設(shè)計：

library ieee;--庫函數(shù)的說明

use ;--程序包的說明 entity top is port(clk:in std_logic;--時鐘信號 upin:in std_logic;--上升請求鍵 downin:in std_logic;--下降請求鍵 st_ch:in std_logic;--樓層選擇鍵 close:in std_logic;--提前關(guān)門鍵 delay:in std_logic;--延時關(guān)門鍵

run_stop:in std_logic;--電梯運(yùn)行開關(guān) lamp:out std_logic;--運(yùn)行或停止燈 run_wait: out std_logic_vector(6 downto 0);st_out: out std_logic_vector(6 downto 0);direct: out std_logic_vector(6 downto 0));end top;architecture rtl of top is component led is port(ledin: in std_logic_vector(2 downto 0);ledout: out std_logic_vector(6 downto 0));end component led;component lift is port(clk:in std_logic;--2hz信號 upin:in std_logic;--上升請求鍵 downin:in std_logic;--下降請求鍵 st_ch:in std_logic;--樓層選擇鍵 close:in std_logic;--提前關(guān)門鍵 delay:in std_logic;--延時關(guān)門鍵 run_stop:in std_logic;--電梯運(yùn)行開關(guān) lamp:out std_logic;--運(yùn)行或停止燈 run_wait: out std_logic_vector(3 downto 0);st_out: out std_logic_vector(3 downto 0);direct: out std_logic_vector(3 downto 0));end component lift;signal s0,s1,s2:std_logic_vector(3 downto 0);begin u1:lift port map(clk,upin,downin,st_ch,close,delay,run_stop,lamp,s0, s1,s2);19 u2:led port map(s0,run_wait);u3:led port map(s1,st_out);u4:led port map(s2,direct);end rtl;

§2.7仿真結(jié)果與分析

由2.6節(jié)里的vhdl語言描述得到的電梯控制器為對象進(jìn)行仿真,，得到的rtl電路如圖2-3所示,。

從圖上可以看出,，電梯控制器由一個控制主體電路模塊和三個顯示電路模塊組成，它們分別完成電梯狀態(tài)的控制和顯示功能,。

圖2-3 電梯控制器rtl電路圖

對這樣一個數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行功能仿真得到的仿真波形如圖2-

4,、2-

5、所示,。

圖2-4電梯控制器有上升請求時的仿真波形圖

圖2-5電梯控制器有下降請求時的仿真波形圖

圖中,，當(dāng)信號close為高電平時，電梯進(jìn)入運(yùn)行次態(tài)控制進(jìn)程,，通過判斷上升,、下降請求寄存器每一位的值，決定電梯的運(yùn)行狀態(tài),，并通過狀態(tài)指示信號輸出該狀態(tài),。

在波形仿真中，根據(jù)實(shí)際,，我們有必要做一些假設(shè),，即是：1.外部請求上升的乘客，進(jìn)入電梯后一定是按更高層的停站按鈕,；2.外部請求下降的乘客,，進(jìn)入電梯后一定是按更低層的停站按鈕；3.如果有乘客進(jìn)入電梯,，則一定有停站請求,； 4.同一時刻有很多人按鍵的概率很小，所以我們認(rèn)為請求信號都有一定的先后順序,。

第三章 總結(jié)心得

在這兩周的設(shè)計過程中,，除找資料外，大多時間都是在電腦上進(jìn)行的,，通過反復(fù)的編譯,，仿真，不斷試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)所得結(jié)果。在設(shè)計上,，運(yùn)用了 eda 自上而下的設(shè)計思想,，逐步完善所設(shè)計功能，同時,，用到 vhdl 語言中的狀態(tài)機(jī),，多進(jìn)程，case,、if?.else 等語句,，才達(dá)到以上結(jié)果。在設(shè)計中也遇到許多困難,，在自己及同學(xué)的共同努力下才完成此設(shè)計,。因此這次課設(shè)給我?guī)淼氖斋@主要有：進(jìn)一步熟悉 quartus ii軟件的使用和操作方法以及硬件實(shí)現(xiàn)時的下載方法與運(yùn)行方法，很好的彌補(bǔ)了我們平時只學(xué)不用的缺陷,；對vhdl語言的自頂向下設(shè)計方法有了進(jìn)一步的認(rèn)識,，對其中的許多語句也有了新的理解和掌握；對自己獨(dú)立思考和解決問題的能力也有了很大的鍛煉,，同時同學(xué)間的互幫互助精神也是在課程設(shè)計中很好體現(xiàn)的,。自己做的五層電梯控制器的運(yùn)行情況都能正確的實(shí)現(xiàn)，更好的理解了電梯控制器的工作方式,。在做設(shè)計的同時也有許多意外的收獲,，比如對電腦也有了進(jìn)一步的認(rèn)識，同時也意識到了英語的重要性,，在編譯的過程中如果如果出現(xiàn)了錯誤,，要是看不懂就很難去改正，所以以后我將會更加努力的學(xué)習(xí)英語,。

參考文獻(xiàn): [1] 潘松.黃繼業(yè).《eda 技術(shù)實(shí)用教程（第3版）》.清華大學(xué)出版社,2009.[2] 劉欲曉.方強(qiáng).黃宛寧《eda技術(shù)與vhdl電路開發(fā)應(yīng)用實(shí)踐 》.電子工業(yè)出版社,2009.[3] 蘇長贊.《電梯設(shè)計與應(yīng)用》.人民郵電出版社,2008.22

電梯控制器設(shè)計電路篇三

我要分享電梯控制器由硬件和軟件二大部分組成,。硬件包括控制器、控制器底板,、讀卡天線,、電源、寫卡器,、ic卡片id卡片等組成內(nèi)呼控制器,，軟件包括下位機(jī)運(yùn)行控制軟件、上位機(jī)寫卡授權(quán)軟件,。下面就具體介紹一下電梯控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及電梯控制器系統(tǒng)功能,，讓大家更加了解電梯的功能?！啊?電梯控制器由硬件和軟件二大部分組成,。硬件包括控制器,、控制器底板、讀卡天線,、電源,、寫卡器、ic卡片id卡片等組成內(nèi)呼控制器,，軟件包括下位機(jī)運(yùn)行控制軟件,、上位機(jī)寫卡授權(quán)軟件,。下面就具體介紹一下電梯控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及電梯控制器系統(tǒng)功能，讓大家更加了解電梯的功能,。

電梯控制器的簡介

電梯控制器由硬件和軟件二大部分組成,。硬件包括控制器,、控制器底板,、讀卡天線,、電源、寫卡器,、ic卡片id卡片等組成內(nèi)呼控制器,，軟件包括下位機(jī)運(yùn)行控制軟件,、上位機(jī)寫卡授權(quán)軟件,。

智能型電梯樓層人員管制系統(tǒng)，專供電梯轎箱內(nèi)管制人員出入特定樓層,。管制持卡人員出入特定允許出入之樓層,，以防止隨意出入各樓層而確保安全;具區(qū)段式增加,刪除,查詢卡號及樓層設(shè)定;操作模式:單層卡持有人刷卡直達(dá).無需再按鍵;多層卡用戶刷卡后，須再按卡片內(nèi)記錄的權(quán)限按鍵抵達(dá);可選配密碼鍵盤,實(shí)現(xiàn)忘帶卡時輸密碼坐電梯;具有時間區(qū)管制:實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在某段時間內(nèi)開放,，某段時間內(nèi)受控,，使電梯按規(guī)定自動運(yùn)行;該系統(tǒng)與電梯本身系統(tǒng)采用無源觸點(diǎn)連接，兩者完全隔離,，不會對電梯原有性能產(chǎn)生任何影響;產(chǎn)品自帶自檢裝置當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或者遭破壞時可送出訊號,，會自動從原系統(tǒng)中脫離，恢復(fù)電梯原狀態(tài),，不影響電梯的使用,；具有消防信號輸入接口，當(dāng)無源的干接點(diǎn)消防開關(guān)信號啟動后,，ic卡電梯系統(tǒng)不工作,，電梯恢復(fù)到原狀態(tài);使用低功率之cmos微電腦、斷電時人員及儲存資料可保存10年絕不流失;含高級接待卡功能;脫機(jī)或者聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)系統(tǒng)會自動記錄每次成功刷卡使用電梯的相關(guān)信息,。

電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電梯控制系統(tǒng)硬件由轎廂操縱盤,、廳門信號、plc,、變頻器,、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成,，變頻器只完成調(diào)速功能，而邏輯控制部分是由plc完成的,。plc負(fù)責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系,，從而向變頻器發(fā)出起停信號，同時變頻器也將本身的工作狀態(tài)輸送給plc,，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系,。系統(tǒng)還配置了與電動機(jī)同軸連接旋轉(zhuǎn)編碼器及pg卡，完成速度檢測及反饋,，形成速度閉環(huán)和位置閉環(huán),。此外系統(tǒng)還必須配置制動電阻，當(dāng)電梯減速運(yùn)行時,，電動機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài),，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高,。

電梯系統(tǒng)是一個六層六站的系統(tǒng),，井道內(nèi)設(shè)有轎廂、安全窗,、對重,、安全鉗、感應(yīng)器,、平層,、樓層隔磁板、端站打板及各種動作開關(guān),，轎廂底部設(shè)有超載,、滿載開關(guān)，井道外每層設(shè)有樓層顯示,、呼梯按鈕及指示,、一層設(shè)基站電鎖，井道頂部有機(jī)房,，內(nèi)設(shè)機(jī)房檢修按鈕,、慢上、慢下開關(guān),、曳引機(jī),、導(dǎo)向輪和限速器，并道底部設(shè)有底坑,，緩沖器,、限速器繩輪；轎廂內(nèi)設(shè)有廳門,、轎門,、門機(jī)機(jī)構(gòu),、門刀機(jī)構(gòu)、門鎖機(jī)構(gòu),、門機(jī)供電電路,、安全觸板、轎頂急停,、檢修,、慢上、慢下開關(guān)及轎頂照明,、轎頂接線廂,，轎門和廳門上方設(shè)有樓層顯示，轎門右側(cè)設(shè)有內(nèi)選按鈕及指示,、開關(guān)門按鈕,、警鈴按鈕、超載,、滿載指示,。本文的重點(diǎn)是先將原由繼電器控制的電梯控制柜進(jìn)行改造，用plc取代繼電器進(jìn)行電梯控制,，以提高電梯的可靠性和安全性,；然后將電梯的信號通過ddc采集送工作站進(jìn)行電梯運(yùn)行情況的監(jiān)視。

直流電梯具有速度快,、舒適感好,、平層準(zhǔn)確度高的特點(diǎn),，這是因?yàn)橹绷魍蟿酉到y(tǒng)調(diào)速性能好,、調(diào)速范圍寬。直流電動機(jī)的調(diào)速方法有改變端電壓ua,、調(diào)節(jié)調(diào)整電阻rtj,、改變勵磁磁。直流電梯的拖動系統(tǒng)通常有兩種：(1),、用發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的可控硅勵磁的發(fā)電機(jī)一電動機(jī)的拖動系統(tǒng)門禁電梯控制系統(tǒng),。

(2)、可控硅直接供電的可控硅一電動機(jī)拖動系統(tǒng),。

兩者都是利用調(diào)整電動機(jī)端電壓ua的方法進(jìn)行調(diào)速的,，前者是通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁改變發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)速的，所以稱為可控硅勵磁系統(tǒng),。后者是用三相可控硅整流器,，把交流變?yōu)榭煽刂绷鳎┙o直流電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng),，省去了發(fā)電機(jī)組,，因此降低了造價,，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，直流電梯因其沒備多,，維護(hù)較為復(fù)雜,，造價高，因此常用于速度要求較高的高層建筑,，它具有舒適感好,、平層準(zhǔn)確高的特點(diǎn)、速度有1.5-1．75m/s的快速梯和2．55m/s的高速梯,。

電梯控制器系統(tǒng)功能

1,、消防功能：

當(dāng)遇到電梯消防時，電梯智能卡控制器會自動脫離電梯,，是電梯恢復(fù)到無電梯智能卡控制狀態(tài),，方便電梯內(nèi)人員及時脫離危險。

2,、限時功能：

物業(yè)人員把每張電梯專用卡寫入有效時間,，在這段時間內(nèi)，業(yè)主正常刷卡乘梯,，過了截止時間后,，業(yè)主持電梯專用卡刷卡時無效，電梯按鍵不響應(yīng),，業(yè)主需到物業(yè)處繳費(fèi),，物業(yè)人員把業(yè)主的電梯專用卡重新寫入相應(yīng)的時間后,，業(yè)主的電梯專用卡才能正常使用,。

3、扣費(fèi)功能：

物業(yè)人員把每張電梯專用卡寫入有效次數(shù),，業(yè)主每刷一次,，卡內(nèi)次數(shù)就相應(yīng)扣除一次，當(dāng)卡內(nèi)次數(shù)不足10次時,，讀卡器會發(fā)出報警聲音提示用戶充值,，當(dāng)剩余次數(shù)為0時，電梯卡便無法使用,。

4、免維護(hù)功能：

當(dāng)電梯刷卡控制器出現(xiàn)故障時,，電梯維保人員可以直接在是電梯按鈕連接板上撥動一個免維護(hù)開關(guān),，這樣電梯按鈕會自動進(jìn)入無卡狀態(tài),，業(yè)主無需刷卡,，直接按動電梯按鈕乘梯,。對于維保人員來說，無需再恢復(fù)按鈕線,，直接將有故障的電梯刷卡控制器寄回我司進(jìn)行維護(hù),，若在質(zhì)保期內(nèi),，則一旦電梯刷卡控制器出現(xiàn)故障,，同時將立即寄出新的電梯刷卡控制器，直接免費(fèi)更換新的即可,，當(dāng)電梯維保人員收到新的電梯刷卡控制器后,，只需簡單安裝即可。

5,、刷卡功能：

可根據(jù)需要隨意設(shè)定電梯專用卡的權(quán)限,，乘梯時需先刷卡后使用，使無卡或無權(quán)限人員無法進(jìn)入并使用電梯,，刷卡后,，按鈕需手動按亮或自動點(diǎn)亮。

總結(jié)：關(guān)于電梯控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及電梯控制器系統(tǒng)功能的相關(guān)信息就為大家介紹到這里了,，希望這篇文章對大家有所幫助,。如果大家還有什么不明白的地方可以在下方給小編留言哦，我們會盡快為您解答,。

電梯控制器設(shè)計電路篇四

設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱

交通燈控制器設(shè)計

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時：3學(xué)時

實(shí)驗(yàn)要求：■ 必修

□ 選修

一,、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、學(xué)習(xí)與日常生活相關(guān)且較復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計,；

2,、進(jìn)一步熟悉eda實(shí)驗(yàn)裝置和quartusⅱ軟件的使用方法；

3,、學(xué)習(xí)二進(jìn)制碼到bcd碼的轉(zhuǎn)換；

4,、學(xué)習(xí)有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計應(yīng)用,。

二、實(shí)驗(yàn)原理

交通燈的顯示有很多方式,，如十字路口,、丁字路口等，而對于同一個路口又 有很多不同的顯示要求,，比如十字路口,，車輛如果只要東西和南北方向通行就很 簡單,，而如果車子可以左右轉(zhuǎn)彎的通行就比較復(fù)雜，本實(shí)驗(yàn)僅針對最簡單的南北 和東西直行的情況,。

要完成本實(shí)驗(yàn),，首先必須了解交通路燈的燃滅規(guī)律。本實(shí)驗(yàn)需要用到實(shí)驗(yàn)箱上交通燈模塊中的發(fā)光二極管,，即紅,、黃、綠各三個,。依人們的交通常規(guī),，“紅燈停，綠燈行,，黃燈提醒”,。其交通燈的燃滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮之后，主干道的綠燈亮,，鄉(xiāng)間道路的紅燈亮,，主干道方向通車，延時一段時間后,，鄉(xiāng)間公路來車,，主干道綠燈滅，黃燈開始閃爍,。閃爍若干次后,，主干道紅燈亮，而同時鄉(xiāng)間公路的綠燈亮,，延時一段時間后,，鄉(xiāng)間公路的綠燈滅，黃燈開始閃爍,。閃爍若干次后,，再切換到主干道方向，重復(fù)上述過程,。

三,、設(shè)計要求

完成設(shè)計、仿真,、調(diào)試,、下載、硬件測試等環(huán)節(jié),，在型eda實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)一個由一條主干道和一條鄉(xiāng)間公路的匯合點(diǎn)形成的十字交叉路口的交通燈控制器功能,，具體要求如下：

1、有mr（主紅）、my（主黃）,、mg（主綠）,、cr（鄉(xiāng)紅）、cy（鄉(xiāng)黃）,、cg（鄉(xiāng)綠）六盞交通燈需要控制,；

2、交通燈由綠轉(zhuǎn)紅前有4秒亮黃燈的間隔時間,，由紅轉(zhuǎn)綠沒有間隔時間,；

3、鄉(xiāng)間公路右側(cè)各埋有一個串連傳感器,，當(dāng)有車輛準(zhǔn)備通過鄉(xiāng)間公路時,，發(fā)出請求信號s=1，其余時間s=0,；

4,、平時系統(tǒng)停留在主干道通行（mgcr）狀態(tài)，一旦s信號有效,，經(jīng)主道黃燈4秒（mycr）狀態(tài)后轉(zhuǎn)入鄉(xiāng)間公路通行（mrcg）狀態(tài),，但要保證主干道通行大于一分鐘后才能轉(zhuǎn)換；

5,、一旦s信號消失,，系統(tǒng)脫離mrcg狀態(tài)，即經(jīng)鄉(xiāng)道黃燈4秒（mrcy）狀態(tài)進(jìn)入mgcr狀態(tài),，即使s信號一直有效,，mrcg狀態(tài)也不得長于20秒鐘；

6,、控制對象除紅綠燈之外,，還包括分別在主干道和鄉(xiāng)間公路各有一個兩位十進(jìn)制倒計時數(shù)碼管顯示。

四,、主要儀器設(shè)備

1,、微機(jī)

1臺

1套 1套

2、quartusii集成開發(fā)軟件

3,、eda實(shí)驗(yàn)裝置

五,、實(shí)驗(yàn)步驟

源程序：

0module traffic1(clk,s,rst,light,sel,sg);input clk,s,rst;output[5:0] light;

output [2:0]sel;output [7:0]sg;reg [5:0] light;reg clk1;reg [3:0] sc;

reg [7:0] count;reg [7:0] cnt,sg;reg [2:0] sel;reg [3:0]a;parameter s0=0,s1=1,s2=2,s3=3,s4=4;initial

begin

count<=8'b01100000;

light<=6'b001100;

sc=s0;

end

always @(posedge clk)begin

begin cnt=cnt+1;

if(cnt==100)begin clk1=1'b1;cnt=0;end

else clk1=1'b0;//100分頻，clk為數(shù)碼管掃描頻率,，clk1為計數(shù)頻率

if(sel<7)sel=sel+1;else sel=6;

end //sel為數(shù)碼管選擇

begin

case(sel)

7: a=count[3:0];//0數(shù)碼管為個位

6: a=count[7:4];//1數(shù)碼管為十位

default: a=0;

endcase

case(a)

0:sg<=8'b00111111;1:sg<=8'b00000110;

2:sg<=8'b01011011;3:sg<=8'b01001111;

4:sg<=8'b01100110;5:sg<=8'b01101101;

6:sg<=8'b01111101;7:sg<=8'b00000111;

8:sg<=8'b01111111;9:sg<=8'b01101111;//8段譯碼值

default: sg=8'b11111111;

endcase

end end

always @(posedge clk1 or negedge rst)

begin

if(!rst)begin count = 0;sc=s3;end // count set nothing but else 0

else if(count == 0)

begin

case(sc)

s0: begin if(s)begin sc=s1;count = 8'b00000100;light=6'b010100;end else begin sc=s4;count = 8'b01100000;end end

s1: begin count = 8'b00100000;sc=s2;light=6'b100001;end

s2: begin count = 8'b00000100;sc=s3;light=6'b100010;end

s3: begin count = 8'b01100000;sc=s0;light=6'b001100;end

s4: begin if(s)begin sc=s1;count = 8'b00000100;light=6'b010100;end else begin sc = s4;count = 8'b01100000;light<=6'b001100;end end

default begin sc=s0;count =8'h60;end

endcase

end

else

if((sc==s2)&(s==0))begin sc=s3;count = 8'b00000100;light=6'b100010;end

else

if((sc==s4)&(s==1))begin sc=s1;count = 8'b00000100;light=6'b010100;end

else if(count[3:0] == 4'b0000)

begin count = count-7;end

else

begin count = count-1;end

end endmodule

管腳鎖定

六,、波形仿真

主干道60s倒計時

s信號為1時

七、實(shí)驗(yàn)心得

通過本次實(shí)驗(yàn),，讓我進(jìn)一步掌握了軟件quartus的使用流程，一開始實(shí)驗(yàn)時波形仿真是正確的，但在電路上實(shí)現(xiàn)時主干道亮黃燈時,，鄉(xiāng)間道路亮的是綠燈,，這顯然是不對的，后面發(fā)現(xiàn)是管腳鎖定時出現(xiàn)了問題,，改回來之后就沒問題了,。管腳鎖定時不能粗心，不然很容易出現(xiàn)問題,。

曹軍

生醫(yī)121班

電梯控制器設(shè)計電路篇五

彩燈控制器設(shè)計 摘要

一,、系統(tǒng)設(shè)計要求

設(shè)計一個控制電路來實(shí)現(xiàn)8路彩燈按照一定的次序和時間間隔閃爍。具體要求如下：

1,、當(dāng)控制開關(guān)為0時,，燈全滅；當(dāng)控制開關(guān)為1時,，從第一盞開始,，依次點(diǎn)亮，時間間隔為1秒,。期間一直保持只有一盞燈亮,、其他燈全滅的狀態(tài)。

2,、8盞燈依次亮完后,，從第8盞開始依次滅，期間一直保持只有一盞燈滅,、其他燈全亮的狀態(tài),。

3、當(dāng)8盞燈依次滅完后,，8盞燈同時亮同時滅,，其時間間隔為0.5秒，并重復(fù)4次,。

4,、只要控制開關(guān)為1，上述亮燈次序不斷重復(fù),。

5,、用層次化設(shè)計方法設(shè)計該電路，編寫各個功能模塊的程序,。

6,、仿真各功能模塊，通過觀察有關(guān)波形確認(rèn)電路設(shè)計是否正確,。

7,、完成電路設(shè)計后,，用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下載驗(yàn)證設(shè)計的正確性。

二,、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)框圖如下所示,，ena為控制開關(guān)，輸入信號為2hz,，經(jīng)過分頻器分頻之后產(chǎn)生一個1hz的時鐘信號,，用兩個12位內(nèi)部信號的左、右移后的中間8位來控制8個燈的亮與滅,。計數(shù)器1和計數(shù)器2的作用：一方面用2hz和1hz的時鐘信號控制燈亮,、滅的時間間隔；另一方面控制八盞燈的依次亮,、依次滅和全亮,、全滅,。

使能信號ena為無效電平時（低電平）,，8只led燈保持全滅的狀態(tài)；當(dāng)使能信號ena為有效電平時（高電平）,，8只按照既定的花型進(jìn)行變換,，首先2hz的時鐘信號在分頻器的左右下改變?yōu)?hz的時鐘信號，該1hz的時鐘信號送至計數(shù)器

2,、左移和右移模塊,，并由計數(shù)器2實(shí)現(xiàn)左、右移模塊的選擇,。分別實(shí)現(xiàn)8只led燈的自左向右依次點(diǎn)亮,，以及自右向左依次熄滅的花型變換；當(dāng)完成自右向左的花型變換后,，計數(shù)器2給出一個控制信號給計數(shù)器1,，執(zhí)行全亮全滅的花型變換，該模塊的時鐘信號是未經(jīng)分頻器分頻的原始時鐘信號2hz,。只要使能信號有效,，那么該系統(tǒng)就按照以上的花型變換順序一直永序的變換下去。

三,、各功能模塊

1,、時鐘信號二分頻模塊：

功能描述：該模塊的功能主要是將頻率為2hz的時鐘信號分頻頻率為1hz的時鐘信號，并將頻率為1hz的時鐘信號輸出給左移,、右移模塊作為這兩個模塊時鐘觸發(fā)信號,。

代碼部分： library ieee;use ;use ;entity clk_span2 is port(clk:in std_logic;output:buffer std_logic);end clk_span2;architecture one of clk_span2 is begin process(clk)begin if clk'event and clk='1' then output<=not output;end if;end process;end one;仿真

波

形

：

2、計數(shù)器模塊：

功能描述：該模塊的主要功能是通過計數(shù),，實(shí)現(xiàn)對左移及右移模塊的選通,，并在右移和左移模塊完成后,，跳轉(zhuǎn)到循環(huán)取反模塊執(zhí)行指令。

計數(shù)器1代碼部分： library ieee;use ;use ;entity count1 is port(clk,ena:in std_logic;output:buffer std_logic_vector(1 downto 0));end count1;architecture one of count1 is signal cq:std_logic_vector(5 downto 0);begin process(clk,ena)begin if clk'event and clk='1' then if ena='1' then if cq<“100111” then cq<=cq+1;if cq=“100000” then output<=“10”;elsif cq=“100001” then output<=“01”;elsif cq=“100010” then output<=“10”;elsif cq=“100011” then output<=“01”;elsif cq=“100100” then output<=“10”;elsif cq=“100101” then output<=“01”;elsif cq=“100110” then output<=“10”;elsif cq=“100111” then output<=“01”;end if;else cq<=“000000”;output<=“00”;end if;else cq<=“111111”;end if;end if;end process;end one;

仿真波形：

計數(shù)器2代碼： library ieee;use ;use ;entity count2 is port(clk,ena:in std_logic;output:out std_logic_vector(5 downto 0));

end count2;architecture one of count2 is signal cq:std_logic_vector(5 downto 0);begin process(clk,ena)begin if clk'event and clk='1' then if ena='1' then if cq<“010011” then cq<=cq+1;else cq<=“000000”;end if;else cq<=“111111”;end if;end if;end process;output<=cq;end one;

仿真波形：

3,、循環(huán)右移模塊：

功能描述：該功能實(shí)現(xiàn)8只led燈的從左向右依次點(diǎn)亮的功能,，點(diǎn)亮過程中,，每時每刻都保證只有一個led被點(diǎn)亮,，其它led全滅的狀態(tài)。時間間隔為1s,。

代碼部分： library ieee;use ;use ;entity rightmove is port(clk,ena:in std_logic;count:in std_logic_vector(5 downto 0);output:out std_logic_vector(11 downto 0));end rightmove;architecture one of rightmove is begin process(clk,ena,count)begin if clk'event and clk='1' then if ena='1' then case count is when “000000”=>output<=“001000000000”;when “000001”=>output<=“000100000000”;when “000010”=>output<=“000010000000”;when “000011”=>output<=“000001000000”;when “000100”=>output<=“000000100000”;when “000101”=>output<=“000000010000”;when “000110”=>output<=“000000001000”;when “000111”=>output<=“000000000100”;when others=>output<=“000000000000”;end case;else output<=“000000000000”;end if;end if;end process;end one;

仿真波形：

4,、循環(huán)左移模塊：

功能描述：該功能實(shí)現(xiàn)8只led燈在從左向右依次點(diǎn)亮結(jié)束后，從右向左依次熄滅一只led,，熄滅過程中,，每時每刻都保證只有一個led被熄滅，其它led全亮的狀態(tài),。時間間隔為1s,。

代碼部分： library ieee;use ;use ;entity leftmove is port(clk,ena:in std_logic;count:in std_logic_vector(5 downto 0);output:out std_logic_vector(11 downto 0));end leftmove;architecture one of leftmove is begin process(clk,ena,count)begin if clk'event and clk='1' then if ena='1' then case count is when “001000”=>output<=“111111111011”;when “001001”=>output<=“111111110111”;when “001010”=>output<=“111111101111”;when “001011”=>output<=“111111011111”;when “001100”=>output<=“111110111111”;when “001101”=>output<=“111101111111”;when “001110”=>output<=“111011111111”;when “001111”=>output<=“110111111111”;when others=>output<=“000000000000”;end case;else output<=“000000000000”;end if;end if;end process;end one;

仿真波形：

5、循環(huán)取反模塊：

功能描述：該模塊實(shí)現(xiàn)的是對完成逐個點(diǎn)亮和逐個熄滅的過程后,，實(shí)現(xiàn)每秒2次的全亮,、全滅的閃爍。即相鄰兩個動作之間的時間間隔為0.5s,。

代碼部分： library ieee;use ;use ;entity qufan is port(clk,ena:in std_logic;count:in std_logic_vector(1 downto 0);output:buffer std_logic_vector(11 downto 0));end qufan;architecture one of qufan is begin process(clk,ena,count)begin if clk'event and clk='1' then if ena='1' then case count is when “10”=>output<=“111111111111”;when “01”=>output<=not output;when others=>output<=“000000000000”;end case;else output<=“000000000000”;end if;end if;end process;end one;

仿真波形：

6,、多選一模塊：

功能描述：此模塊選擇左移、右移或者是循環(huán)取反中的一個模塊信號送至8只led燈,。

代碼部分： library ieee;use ;use ;entity qufan is port(clk,ena:in std_logic;count:in std_logic_vector(1 downto 0);output:buffer std_logic_vector(11 downto 0));end qufan;architecture one of qufan is begin process(clk,ena,count)begin if clk'event and clk='1' then if ena='1' then case count is when “10”=>output<=“111111111111”;when “01”=>output<=not output;when others=>output<=“000000000000”;end case;else output<=“000000000000”;end if;end if;end process;end one;

仿真波形：

7,、系統(tǒng)組合電路：

以上詳細(xì)地介紹了各個模塊的功能、代碼以及仿真波形,。下面將把6個分模塊系統(tǒng)有序的整合在一起,，形成一個功能完整的系統(tǒng)。

仿真波形：

四,、系統(tǒng)調(diào)試

1,、該系統(tǒng)使用開發(fā)板電路模式n0.6，其電路結(jié)構(gòu)為

2,、使用的可編程芯片型號為flex epf10k10-plcc84,。

3、在將程序下載到實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)際檢測的時候,，引腳的設(shè)置是一項(xiàng)簡單

但極易出現(xiàn)錯誤的工作,。時鐘信號由clock0送出，其時鐘頻率為2hz,，使能信號ena接的是實(shí)驗(yàn)箱上的3號按鍵,。

4,、當(dāng)控制開關(guān)ena為0時，8只彩燈保持全滅的狀態(tài),；當(dāng)控制開關(guān)ena 為1時,，彩燈按照預(yù)先設(shè)定的先自左向右依次點(diǎn)亮，全部點(diǎn)亮后按照自右向左的順序依次熄滅,，依次漸亮和依次熄滅的過程中,，始終保持只有一盞彩燈被點(diǎn)亮或熄滅，且時間間隔為1s,。當(dāng)彩燈依次熄滅后,，加快變換頻率，以0.5s的時間間隔全亮,、全亮交替,。

5、調(diào)試結(jié)果：此系統(tǒng)可以順利的實(shí)現(xiàn)了4的設(shè)定顯示效果,。

五,、總結(jié)

本次實(shí)驗(yàn)課題主要包括四個階段：課題選擇階段、查閱資料階段,、編程仿真階段,、實(shí)驗(yàn)箱檢測調(diào)試階段。

課題的選定是抽簽決定的,，有不少人說彩燈是最簡單的一個課題,。不過我認(rèn)為沒什么簡單困難之分，不同的只是你對待它的態(tài)度,。

查閱資料階段則主要圍繞的是選擇何種方案可以更好的實(shí)現(xiàn)要求得功能,，并最終確定各個功能模塊的實(shí)現(xiàn)方案。

編程仿真階段則主要是把上一階段確定的方案變?yōu)関hdl代碼,，并編譯仿真得到仿真波形,。最后一個階段就是實(shí)驗(yàn)箱檢測和調(diào)試階段，將已經(jīng)編譯仿真過的程序下載到實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)際的檢測和調(diào)試,。最終系統(tǒng)沒出現(xiàn)什么問題,，編譯后的代碼下載到實(shí)驗(yàn)箱后，彩燈順利實(shí)現(xiàn)要求的花型變換,。

最后要感謝老師的悉心指導(dǎo),，課程設(shè)計中，遇到了不少問題,，多虧了老師的悉心指導(dǎo)才能夠順利,、及時地解決問題，使得課題能夠順利完成,。通過這次的課題設(shè)計,，我深深體會到知識通過應(yīng)用才能體現(xiàn)其價值,。