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电子技术实验报告
——电梯控制器的设计与分析
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日期：2016年6月25日
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一．实验目的
电子技术专题实验是对“数字逻辑”课程内容的全面、系统的总结、巩固和提高的一项课程实践活动。根据数字逻辑的特点，选择相应的题目，在老师的指导下，由学生独立完成。目的是通过实验使学生掌握数字逻辑电路设计的基本方法和技巧，正确运用QuartusⅡ软件及实验室多功能学台，完成所选题目的设计任务，并掌握数字逻辑电路测试的基本方法，训练学生的动手能力和思维方法。通过实验，一方面提高运用数字逻辑电路解决实际问题的能力，另一方面使学生更深入的理解所学知识，为以后的计算机硬件课程的学习奠定良好的基础。
二．项目设计概要
1. 设计实现的目标
随着社会的发展，电梯的使用越来越普遍，已从原来只在商业大厦、宾馆使用，过渡到在办公楼、居民楼等场所使用，并且对电梯功能的要求也不断提高，相应地其控制方式也在不停地发生变化。对于电梯的控制，传统的方法是使用继电器—接触器控制系统进行控制，随着技术的不断发展，微型计算机在电梯控制上的应用日益广泛，现在已进入全微机化控制的时代。
2. 整体设计概述
电梯的微机化控制主要有以下几种形式：① PLC控制；② 单板机控制；③ 单片机控制；④ 单微机控制；⑤ 多微机控制；⑥ 人工智能控制。随着EDA技术的快速发展，CPLD/FPGA已广泛应用于电子设计与控制的各个方面。本设计就是使用一片CPLD/FPGA来实现对电梯的控制的
3. 项目设计特点
我们在项目设计过程中采用模块化设计思想，事先制定了模块间的接口方案，使得整个系统的组合变得十分灵活。由于我们在设计时为电子钟和秒表模块中都加入了显示电路，总控模块可分别与之连接组成一个分系统，便于调试。在最终整合时，我们也只需要将两个模块中的显示电路合二为一即可。
三．系统设计方案
根据系统设计要求，并考虑到系统的可验证性，整个系统的输入输出接口设计如图1所示：系统工作用2 Hz基准时钟信号CLKIN，楼层上升请求键UPIN，楼层下降请求键DOWNIN，楼层选择键入键ST_CH，提前关门输入键CLOSE，延迟关门输入键DELAY，电梯运行的开关键RUN_STOP，电梯运行或停止指示键LAMP，电梯运行或等待时间指示键RUN_WAIT，电梯所在楼层指示数码管ST_OUT，楼层选择指示数码管DIRECT。
各输入端口的功能如下：
CLKIN:基准时钟信号，为系统提供2Hz的时钟脉冲，上升沿有效；
UPIN:电梯上升请求键。由用户向电梯控制器发出上升请求。高电平有效；
DOWNIN:电梯下降请求键，由用户向电梯控制器发出下降请求。高电平有效；
ST_CH[2..0]:楼层选择键入键，结合DIRECT完成楼层选择的键入，高电平有效；
CLOSE:提前关门输入键。可实现无等待时间的提前关门操作，高电平有效；
DELAY: 延迟关门输入键。可实现有等待时间的延迟关门操作，高电平有效；
RUN_STOP:电梯运行或停止开关键。可实现由管理员控制电梯的运行或停止，高电平有效。
一下为输出端口：
LAMP:电梯运行或等待指示键，指示电梯的运行或等待状况。高电平有效；
RUN_WAIT:电梯运行或等待时间指示键，指示电梯运行状况或等待时间的长短，高电平有效；
ST_OUT:电梯所在楼层指示数码管，只是电梯当前所在的楼层数。即1~5层，高电平有效；
DIRECT:楼层选择指示数码管，指示用户所要选择的楼层数，高电平有效。
系统功能模块设计示意图

电梯的控制状态包括运行状态、停止状态及等待状态，其中运行状态又包含向上状态和向下状态。主要动作有开、关门，停靠和启动。乘客可通过键入开、关门按钮，呼唤按钮，指定楼层按钮等来控制电梯的行与停。
据此，整个电梯控制器DTKZQ应包括如下几个组成部分：① 时序输出及楼选计数器；② 电梯服务请求处理器；③ 电梯升降控制器；④ 上升及下降寄存器；⑤ 电梯次态生成器。该电梯控制器设计的关键是确定上升及下降寄存器的置位与复位。整个系统的内部组成结构图如图2所示。
Vhdl程序：
-- --显示电路
LIBRARY IEEE;
USE ;
USE